• 제목/요약/키워드: 물질전달 해석

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HepG2 인체 간암세포의 ROS 생성 및 ERK/Akt 신호전달 경로 조절을 통한 sanguinarine의 apoptosis 유도 (Sanguinarine Induces Apoptosis in Human Hepatocellular Carcinoma HepG2 Cells through the Generation of ROS and Modulation of Akt/ERK Signaling Pathways)

  • 황주영;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제25권9호
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    • pp.984-992
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    • 2015
  • 혈근초(Sanguinaria canadensis)에서 처음 분리된 sanguinarine은 항산화, 항암 및 면역 증강 등의 효능이 있는 것으로 알려진 alkaloid 계열 물질 중의 하나이다. 본 연구에서는 인체간암 HepG2 세포를 대상으로 sanguinarine의 apoptosis 유도 효능 및 관련 기전 해석을 시도하였다. 본 연구의 결과에 의하면 sanguinarine은 HepG2 간암세포의 증식을 처리 농도 의존적으로 억제하였으며, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있었다. Sanguinarine에 의한 apoptosis 유도에는 Fas 및 Bax의 발현 증가, 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리 및 MMPl (Δψm)의 소실을 동반하였다. Sanguinarine은 intrinsic 및 extrinsic apoptosis pathway의 활성에 관여하는 initiator caspase인 caspase-9와 -8의 활성과 effector caspase인 caspase-3의 활성 및 PARP 단백질의 단편화를 유발하였다. Sanguinarine은 또한 ROS의 생성을 촉진시켰으며, N-acetylcysteine 처리에 의한 ROS의 생성을 차단하였을 경우, sanguinarine에 의한 apoptosis 효능이 완벽하게 차단되었다. 아울러 sanguinarine은 Akt의 인산화를 억제한 반면, MAPKs의 인산화를 촉진시켰으며, 특히 PI3K와 ERK의 선택적 억제제는 sanguinarine에 의한 HepG2 간암세포의 증식을 더욱 억제시켰다. 따라서 sanguinarine에 의한 HepG2 간암세포의 apoptosis 유발에는 ROS 생성 의존적인 intrinsic 및 extrinsic signaling pathway가 동시에 활성화되며, PI3K/Akt 및 ERK 신호계가 관여함을 알 수 있었다.

고출력 환경에 적용 가능한 광대역 다층 구조 레이돔 (Broadband Multi-Layered Radome for High-Power Applications)

  • 이기욱;이경원;문병귀;최삼열;이왕용;윤영중
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권1호
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    • pp.50-60
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    • 2018
  • 고출력 응용환경에 적용 가능한 광대역 다층 구조 레이돔을 개발하였다. 이를 위해 다층 레이돔의 전파전파특성을 ABCD 행렬로 표현하였고, Particle swarm 최적화 알고리즘을 상용 수치 모델링 툴로 구현하여 레이돔의 최적화된 층별 두께와 물질상수를 구하였다. 바람, 눈, 얼음 등 외부 기상 환경을 고려한 기계적 특성을 감안하여 레이돔을 재설계하였다. 대형구조물의 제작 제한조건을 고려한 두께를 재산출하여 전력 전달특성을 재분석하였다. 대기 정전파괴 때보다 10 dB 높은 첨두 전기장의 세기 조건에서 상용 해석 툴을 이용하여, 설계된 레이돔의 RF에 대한 대기 정전파괴 특성을 분석하였다. 설계된 다층 레이돔을 제작하여 소신호 및 대신호 시험을 수행하였고, 상용 도구들을 사용한 계산값과 비교하여 목표 성능을 획득하였다.

존 듀이의 트랜스액션을 통한 감성디자인 이해 (Understanding Sensible Design through John Dewey's Transaction)

  • 허진
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.156-163
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    • 2013
  • 과거 미디어를 통한 인식의 확장은 '정보'였다. 그러나 앞으로의 미디어의 주된 목적은 정보의 전달이 아닌, 정보를 통해 인식되어지는 개인의 '감성'과 '경험'의 가치공유에 목적을 두게 될 것이다. 현대에서 개인의 감성이 이슈화되기 시작한 것은 모더니즘 이념의 한계성과 포스트모더니즘에서 시작된 인간사고의 자율적 인식의 팽배에서 비롯된 것으로 볼 수 있다. 그러나 물질만능주의에 한계를 느낀 지금시대에 다시금 마케팅을 위한 기능위주의 감성적 접근이라면 우리는 인간 본연의 가치이며, 새로운 소통의 가치로 재인식되고 있는 '감성'이 한순간 유행처럼 끝날 수도 있다는 점에 유념하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 인간의 잠재된 인식작용인 감성의 개념을 알아보기 위한 방법으로 존 듀이의 '트랜스액션'에 대하여 살펴보고자 한다. 듀이의 트랜스액션이란, 인간과 환경간의 상호교호 관계적 활동과 거기에 수반되는 일체의 인식과정을 지칭하는 용어로, 인간 감성과 사용자의 경험 그리고 환경을 유기체적 순환관계로 해석한다. 이러한 이해는 과거 주체와 대상간의 이분법적 소통의 한계를 벗어나 광범위한 환경에서의 인식의 관계를 확장함으로서, 개발자와 사용자간의 의식의 경계를 허물고 다양한 각도에서 감성을 공유하고 경험을 표현할 수 있는 디자인 방법을 모색하게 한다.

렘 수면과 기억 (REM Sleep and Memory)

  • 양창국
    • 수면정신생리
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    • 제3권1호
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    • pp.15-24
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    • 1996
  • REM 수면이 학습 및 기억 과정에 관련이 있다는 증거는 많으나 아직도 향후 밝혀져야 할 부분이 많다. 학습후에는 REM 수면이 유의하게 증가한다는 주장과 증가하지 않는다는 연구결과가 있어 의견의 일치를 보이지 않고 있다. 그러나 연구 결과들을 종합하면 내용이 쉽고 단순한 학습후에는 REM 수면의 증가가 없으나 내용이 복잡하고 생소하며 정서적으로 중요한 학습후에는 유의한 REM 수면의 증가를 보인다는 점에서는 일치하고 있다. 이 결과는 Rotenberg(6)의 학습에 대한 두가지의 서로 상반된 행동양식, 즉 탐색활동과 탐색의 포기라는 관점에서의 해석과 일치한다. 아무튼 REM 수면은 장기 기억의 고정과 유지에 중요하며, 불완전한 학습은 REM 수면의 증가를 자극하는 일련의 사건들은 가동시키고 이는 학습을 완성하는데 기여하는 것으로 보인다. 학습전, 후의 REM 수면의 박탈에 대한 연구도 REM 수면이 학습/기억 과정과 밀접히 관련됨을 시사한다. 학습전 REM 수면의 박탈에 대한 연구는 REM 수면이 장기기억에서 저장의 고정과정에 적극적으로 관여됨을 시사한다. 학습후 REM 수면의 박탈에 대한 연구는 REM 수면 "window"라는 개념을 이끌어 냈고 "window"에 해당하는 시간에 REM 수면을 박탈하면 학습장애를 초래하는데, 특히 학습 후 첫번째 나타나는 REM 수면 "window"가 학습과정에서 가장 중요함을 시사한다. REM 수면의 발생과 관련된 뇌의 전기신경생화학적인 일련의 사건들이 기억과 관련된다는 증거들이 많다. REM 수면중 발생하는 해마의 리듬과 기억의 신경생물 학적 기전에 관한 모델중 대표적인 모델인 장기증폭(long-term potentiation)의 관련성이 제안되고 있으며 REM 수면의 박탈은 중추신경계에서 단백질 합성의 장애 및 acetylcholine과 catecholamine 등의 신경 전달물질의 활성에 장애를 주고 이는 기억장애의 결과로 나타난다는 연구들이 있다. 아직도 REM 수면의 기억관련 기능은 의문점이 많다. 향후 분자생물학의 응용 및 뇌의 대사활동이 수면주기에 따라 아주 다름을 보여주는 brain metabolic mapping technique의 이용은 단백질의 합성의 수준에서 REM 수면과 기억/학습과정의 관련성에 대한 이해를 높여줄 것이다.

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소아 ${\cdot}$ 청소년 우울장애의 생물학적 연구 (BIOLOGICAL STUDIES IN CHILD AND ADOLESCENT DEPRESSION)

  • 조수철
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제5권1호
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    • pp.28-35
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    • 1994
  • 성인기 우울증의 생물학적인 연구는 25년 이상의 역사를 가지고 있으나, 소아 또는 청소년기 우울증에 있어서의 생물학적인 연구는 아직 초보 단계이다. 그러나 현재까지 연구된 바에 의하면, 결론을 내리기는 시기 상조이나, 소아 또는 청소년기의 우울증에 있어서도 생물학적인 이상소견이 원인의 일부로 작용할 가능성은 크다고 할 수 있다. 이러한 생물학적 소견은 연령이나 사춘기의 변화가 소아 또는 청년기의 우울증의 생물학적인 이상 소견과 관계가 있을 가능성이 크다. 성인기내에서도 나이에 따라서 생물학적인 이상 소견이 다르게 나타날 수 있기 때문에 성인의 연령도 구분하여야 할 필요성이 강조된다. 따라서 성인기에서의 연구가 소아 또는 청소년기의 생물학적인 소견을 이해하는데 있어서 도움이 되기는 하지만, 소아 또는 청소년기의 생물학적인 소견을 해석할 때에는 반드시 성장, 발달, 연령 및 사춘기의 변화를 고려하여야 한다. 이러한 소견을 이해하는데 있어서는 정상 아동에 있어서의 신경전달물질계 및 수용체의 개체발생적인 과정이 반드시 밝혀져야 한다. 발달학적인 측면에서의 신경생물학적인 연구, 이와 행동상의 특징과의 상호관계가 규명되어야 하며, 이에는 동물실험 모델의 개발이 필수적이다. 왜냐 하면, 윤리적인 문제로 아동들을 연구하는데 있어서 많은 제한점이 있기 때문이다.

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충전층에서 탄소에 고정시킨 Tyrosinase의 반응속도에 관한 연구 (Kinetic Behavior of Immobilized Tyrosinase on Carbon in a Simulated Packed-Bed Reactor)

  • 신선경;김교근
    • 분석과학
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    • 제10권1호
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    • pp.66-74
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    • 1997
  • 지름 2.54cm, 길이 10cm인 유리관에 tyrosinase(EC. 1.14.18.1)를 입자의 크기 $550{\mu}m$인 탄소에 고정시켜 충진하고, 페놀과 산소를 기질로 사용하여 tyrosinase의 반응 특성을 조사하기 위해 axial dispersion 모델을 제안하였다. 본 논문에서 페놀의 농도는 55.5mM로 고정시키고 산소(2.7ppm, 5.4ppm, 그리고 9.5ppm)와 유속 (1~3mL/s)을 변화시키면서 탄소에 고정된 tyrosinase의 반응을 관찰하였다. 또한, Damkolher수를 계산하고 분산 특성과 식으로부터 효소반응 속도 및 분산의 영향을 예측하기 위해 수치적 해석을 하였다. 연구 결과 물질저항은 주로 외부 전달과 내부확산이었으며, 제안된 모델에서 Biot수는 64.25였다. 페놀은 1.0mL/s 정도의 느린 속도에서 산소의 농도가 높을수록 높은 전환율을 나타내었다. 한편, axial dispersion 모델과 plug flow 모델의 비교에서는 모두 같은 전환율을 나타내어 axial dispersion 모델이 반응속도와 무관함을 알 수 있었다.

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캐소드 유로에서 블록과 서브 채널의 고분자전해질 연료전지의 성능에 관한 전산해석 연구 (Numerical Study on Performance of PEMFC with Block and Sub-channel of Cathode Flow Field)

  • 조성훈;김준범
    • 공업화학
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    • 제32권6호
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    • pp.613-620
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    • 2021
  • 고분자전해질 연료전지의 유로 형상은 내부 유동의 균일성에 영향을 주는 변수이다. 유로 내에서 반응물 분포가 균일하지 않을 경우, 지속적인 운전 과정에서 촉매의 열화 및 고분자 막의 기계적 손상이 야기되며 연료전지의 내구 수명 저하로 이어진다. 연료전지에서 원활한 반응물 공급과 균일한 농도 분포를 위하여 유로 형상에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 유로의 배플은 유체의 강제 대류를 야기해 연료전지의 성능을 개선할 수 있고, 유로 중간에 새로운 반응물 공급 통로(서브 채널)를 만들어 반응물 농도 증가와 원활한 물 배출로 물질 전달 손실을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 전산 유체 계산을 통하여 블록과 서브 채널을 적용한 유로가 연료전지의 전류밀도와 산소 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 블록과 서브 채널이 유로에 구성되었을 때, 한계전류밀도가 증가하였고 블록 후단의 산소 농도가 회복되었다. 블록이 2개 이상 있을 때 블록 사이에 서브 채널을 배치할 경우 전류밀도 증가 폭이 더욱 커졌다. 또한 추가 공급되는 공기의 공급 위치에 따른 산소 농도를 분석하여 서브 채널이 블록 후단의 낮아진 산소 농도를 회복할 수 있었다.

계면활성제에 의한 NAPL 오염의 정화효율 수치 모의를 위한 모델 개발 (Development of Numerical Model for Simulating Remediation Efficiency Using Surfactant in a NAPL Contaminated Area)

  • 석희준;손봉호;박성민;전병훈
    • 청정기술
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    • 제25권3호
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    • pp.206-222
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    • 2019
  • 최근에는 다양한 다상오염물 거동 흐름 모델들이 개발되었고 일부는 상용화되기도 하였으나, 대부분이 압력기저접근방식을 갖고 개발된 프로그램들이므로 다양한 수치적 어려움을 내재하고 있다. 이러한 수치적 어려움을 극복하기 위해서는 분율흐름접근방식을 따르는 기존 다상흐름거동 수치모델로 개발된 MultiPhaSe flow (MPS) 모델에 계면활성제에 의한 용해 현상을 모사할 수 있는 오염물 거동 모듈을 결합해서 MultiPhaSe flow and TranSport (MPSTS) 프로그램을 본 연구에서 개발하였다. 개발된 모델은 Clement의 해석 해를 사용하여 검증하였다. 여기서 MPSTS프로그램은 입자추적법과 결합한 라그랑지안-율러리안 기법을 이용해서 상간물질전달 효과와 다상내 오염물 거동 기능을 결합한 계면활성제 활용 복원과정을 모사할 수 있는 프로그램이다. 본 연구에서는 개발된 모델을 이용해서 소수성 액체(non aqueous phase liquid, NAPL)로 오염된 지역의 계면활성제에 의한 오염 정화 시 층상구조를 가지는 수리지질학적 불 균질성이 복원효율에 미치는 영향을 수치 모의 하였다. 수치모의 결과, 하부 층의 수리전도도가 상부 층의 수리전도도보다 10배, 20배, 50배로 큰 경우에 대해서 하부에서 물속에 용해된 디젤의 농도가 높게 나타난다. 왜냐하면 계면활성제가 하부 층을 따라서 좀 더 빨리 움직여서 하부 층에서 잔류 소수성 액체를 좀 더 많이 용해시켰기 때문이다.

지표면 온도상승이 빗물의 토양침투에 미치는 영향에 대한 실험 및 수치 해석적 연구 (Experimental and Numerical Study on the Effect of the Rain Infiltration with the Increase of Surface Temperature)

  • 신나라;신미수;장동순
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.422-429
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    • 2013
  • 지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 $15^{\circ}C$로 하였고, case 2의 경우는 $70^{\circ}C$ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. $70^{\circ}C$를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 $70^{\circ}C$인 경우는 $15^{\circ}C$인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.

고려홍삼으로부터 분리한 compound K 함유분획에 의한 대식세포의 toll-like receptor-의존성 신호전달로 활성조절 분석 (Compound K (CK) Rich Fractions from Korean Red Ginseng Inhibit Toll-like Receptor (TLR) 4- or TLR9-mediated Mitogen-activated Protein Kinases Activation and Pro-inflammatory Responses in Murine Macrophages)

  • 양철수;고성룡;조병구;이지연;김기혜;신동민;육재민;손현수;김영숙;위재준;도재호;조은경
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제31권4호
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    • pp.181-190
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    • 2007
  • 본 연구에서는 고려홍삼으로부터 새로 분리한 CK 함유분획을 이용하여 마우스 대식세포에 대한 선천면역반응 조절에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서 사용된 농도의 CK 함유분획에서는 세포독성 효과가 관찰되지 않았으며 CK함유 분획의 전처리에 의하여 그람음성세균의 LPS, 또는 CpG-ODN에 의해 유도되는 NF-${\kappa}B$와 MAPK 활성 및 전염증성 사이토카인, NO의 분비가 TLR4 및 TLR9 특이적으로 억제되었다. 이와 같은 결과는 CK 함유분획이 TLR4을 매개로하는 염증반응뿐만 아니라 TLR9을 통한 염증반응에도 영향을 미치는 것으로 해석된다. 따라서 앞으로 CK 함유 분획에 포함된 개별 사포닌 등 시료 성분에 대한 면밀한 분석, 그리고 이들 개별 물질이 각각의 신호전달 체계에 미치는 영향과 그 기작에 대한 연구가 더욱 필요할 것으로 사료되며 염증억제제로서의 개발 가능성을 탐구하기 위한 생체 내에서의 효능 및 작용기전 분석이 요구된다.