• Radiation Oncology Journal
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• 제17권4호
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• pp.299-306
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• 1999

목 적 : Ataxia-Telangiectasia (AT) 증은 여러 가지 유전적 결함을 갖는 질병으로 방사선 민감도가 비정상적으로 상승되어 있는 것이 특징이다 AT 환자에서 공통적으로 존재하는 ATM 유전자는 현재까지 방사선 신호전달에 관여하는 것으로 알려진 Pl-3 kinase와 유사한 구조임이 알려져 ATM이 방사선 신호전달경로에 중요한 작용을 할 것으로 추정하게 되었다. 본 연구에서는 AT 세포와 정상세포에 PKCI를 과발현 시킴으로써 방사선 신호전달에 관여하는 PKC를 억제하여 이것이 방사선 민감도에 미치는 영향을 관찰하고, 방사선에 의해 유도되는 early response gene인 c-fos transcription의 차이를 측정하여 ATM과 PKCI에 의한 신호전달이 c-fos 유전자 전사에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : PKCI expression vector를 작제한 후 정상세포인 LM217과 AT세포인 AT5BIVA에 transfection 시킨 후 plasmid의 genomic DNA에 결합된 것은 polymerase chain reaction (PCR) 방법으로 확인하였고 PKCI의 mRNA 발현 여부는 northern blotting으로 확인하였다. 방사선 민감도는 아포토시스로 측정하였으며 PKCI가 과발현된 각 세포주에 5 Gy의 방사선을 조사한 후 48시간에 세포를 모아 TUNEL방법으로 아포토시스 세포의 수를 측정하였다. c-fos 유전자의 전사는 reporter 유전자로 c-fos CAT plsmid를 $\beta$-gal expression vector와 같이 각 세포주에 transfection 시키고 36시간이 지난 후 CAT assay를 하여 activity를 측정하고 동시에 $\beta$-gal assay를 시행하여 transfection 효율을 보정해 주었다. PKCI, Ras의 영향을 보기 위하여는 PKCI, Ras expression vector와 c-fos CAT plasmid를 cotransfection하고 CAT activity로 측정 하였다. 결 과 : 이 실험의 결과 LM과 AT 세포에서 PKCI가 방사선 민감도에 미치는 영향과 c-fos 전사에 미치는 영향을 처음으로 보여주었다. PKCI의 과발현이 LM 세포에서는 방사선 민감도를 증가시켰지만 AT세포에서는 오히려 약간 감소시키는 작용을 나타내었다. c-fos 전사는 AT 세포에서 LM 세포에 비하여 70배 낮게 나타났는데 PKCI가 과발현 됨으로써 LM 에서는 c-fos의 전사가 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. Ras 단백으로 c-fos를 유도시키고 여기에 PKCI 발현 백터를 contransfection 하면 LM세포에서는 induction 이 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. 즉 LM과 AT 세포에서의 PKCI에 의한 반응의 차이는 Ras와 관련된 signal transduction pathway라는 것을 알 수 있었다. 결 론 : PKCI는 정상세포에서는 방사선에 의한 세포 손상을 증가시키지만 AT 세포에서는 별 영향을 보이지 않는 것을 알 수 있었으며, 두 세포간의 이러한 차이는 c-fos proto-oncogene의 전사차이로 설명할 수 있겠다. 이러한 차이가 AT 세포의 방사선 민감도의 한 원인일 것으로 생각된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권2호
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• pp.71-78
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• 1995

본 연구에서는 유전자 손상회복에 관여하는 단백질을 이용하여 돌연변이 생성을 억제시키는 물질로서 알려진 cobaltous chloride가 유전자 손상회복에 미치는 영향을 연구하므로서 방사선으로 인한 손상방지 및 방사선 방어효과에 대한 적용가능성을 평가하였다. Cobaltous chloride가 RecA 단백질의 기능에 미치는 영향을 조사한 결과 RecA 단백질에 의한 DNA strand exchange 반웅에 있어 cobaltous chloride 처리로 RecA 단백질이 $_{ss}DNA$로 부터 SSB 단백질과 더 효과적으로 경쟁함으로써 안정된 $RecA-_{ss}DNA$ complex의 형성을 유도하고, 증가된 ATPase활성에 의한 ATP 가수분해로 손상된 DNA의 회복이 촉진될 수 있다는 사실을 입증 해주고 있다. 또한 RecA단백질은 UV에 의해 손상된 supercoiled DNA에 더 효과적으로 결합됨이 관찰되었으며 UV 선량과도 상관관계가 있음을 확인하였다. 따라서 이와 같은 연구결과들은 방사선으로 인한 유전적인 손상방지 및 방사선 방어효과에 관한 연구에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제11권1호
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• pp.43-50
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• 1993

방사선에의 노출은 염색체 이상을 유발하는 원인으로 널리 인식되고 있으나 in vivo상태에서 방사선 조사 후 발생되는 염색체 이상의 종류와 빈도 규명은 드물었다. 이에 본 연구에서는 암 환자에서 방사선 치료 전 및 후에 말초혈액 임파구의 염색체 변이를 비교 관찰하고 방사선 조사에 의해 암 환자세포에서 나타나는 염색체 이상에서 절단점의 분포가 암 발생과 밀접한 연관이 된 유전자 및 염색체의 재조합이 자주 일어나는 부위와 연관관계 가 있음을 규명하고자 하였다. 25예의 암 환자에서 방사선 치료가 시작되기 전과 $4000\~7000cGy$의 근치적 방사선치료가 끝난 직후 말초 혈액을 채취하여 임파구를 배양후 G-분염법을 이용하여 염색한 후 환자마다 방사선치료 전후로 각각 30개씩의 증기상을 관찰하였다. 치료전에 염색체 이상을 나타낸 세포 분열 중기상의 빈도는 $4.93\%$로 정상 대조군 집단의 빈도 $2\%$보다 높았다(p<0.05). 방사선 치료후 염색체 이상 세포의 빈도는 $22.13\%$로 치료전에 비해 매우 중가되었다(p<0.01). 또한 세포 중기상당 이상 염색체의 수도 치료전과 후가 각각 1.49및 2.14로 치료후 증가 되었다(p<0.05). 염색체 이상의 종류는 major chromosomal aberration 특히 구조적 이상의 빈도가 치료전보다 후에 $65.45\%$에서 $88.45\%$로 증가되었고 minor structural abnormality와 수적 변이의 빈도는 감소되었다. 방사선 치료후 염색체 절단점의 수가 2개 이상인 경우가 단일 절단점을 가진 이상에 비해 증가되었다. 절단점의 분포에 있어서는 암세포에서 가장 흔한 이상을 나타내는 1번 및 3번 염색체와 절단점의 증가가 암 발생관 연관된다고 보고된 8번 및 11번 염색체에서 본 연구결과 기대치 이상의 절단점의 분포를 보이고, 암 세포에서 드물게 이상을 나타내는 13, 15및 21번 염색체에서는 기대치 보다 감소된 절단점의 분포를 보였다. 따라서 방사선 치료 후 염색체 이상의 빈도는 증가되었으며 방사선 조사에 의해 나타나는 염색체의 절단점의 분포는 암 발생과 밀접한 연관이 된 유전자 및 염색체의 재조합이 자주 일어나는 부위와 밀접한 연관 관계가 있음을 보여 주었다.

• 미생물학회지
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• 제52권4호
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• pp.500-502
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• 2016

박테리아 종들은 정교한 효소 시스템의 존재로 인해 이온화 방사선 처리 후에 생존할 수 있는 것으로 보고되어 왔고 몇몇 내생 포자를 생산하는 박테리아 또한 두꺼운 포자껍질의 존재 때문에 방사선에 저항할 수 있다. 이 연구에서는 방사선이 조사된 토양의 시료에서 추출된 Paenibacillus swuensis $DY6^T$의 완전한 게놈 서열을 분석하였다. 이 게놈은 G+C 함량이 49.93%인 5,012,599 bp으로 구성되어 있고 단백질 정보를 암호화한 유전자 4,463개와 133개 RNA 유전자를 포함하고 있다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권3호
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• pp.187-195
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• 1997

목적 : 세포 독성 인자가 유도하는 아포프토시스에 관한 연구가 대부분 In Vitro 연구에 국한되어온 바, In VIVO에서 방사선에 의한 아포프토시스의 유도와 이에 관여하는 유전자들의 발현 양상을 분석하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 대상 및 방법 : 마우스 동종암으로서 방사선 민감 종양인 난소암 (OC3-1)과 내성 종양인 간암 (HCa-1)을 모델로 하여 이들 종양이 평균 직경 8 mm로 자랐을 때 25 Gy의 방사선을 조사하였다. 조사 후 다양한 시간 간격으로 조직을 채취하여 아포프토시스의 유도 수준을 분석하며 동시에 이에 관련된 유전자 산물인 p53, $p21^{wart/cip1}$, bax, bel-2 등의 발현을 western blotting 을 이용하여 분석하였다. 종양의 p53 상태는 polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism assay로 분석하였다. 결과 : 모델 종양들의 p53 상태는 둘다 자연형으로 나타났다. 방사선 조사로 OCa-1에서는 아포프토시스가 유도되었으나 HCa-1에서는 아포프토시스가 관찰되지 않았다. OCa-1에서 방사선 조사로 p53, $p21^{wart/cip1}$의 발현이 증가되었으며 bel-2/ bax 비율은 감소하였다. HCa기에서는 p53, $p21^{wart/cip1}$의 발현이 증가되었으나 $p21^{wart/cip1}$은 OCa-1과 비교하여 증가 수준이 미약하였다. bel-2/bax 비율은 현저히 증가하였다. 이와 같은 변화들은 방사선 조사에 선행되거나 조사 후 수시간 내에 일어났으며 아포프토시스의 유도에 선행하거나 일치하였다. 결론 : 아포프토시스의 진행에는 p53, $p21^{wart/cip1}$의 증가 뿐만 아니라 bel-21 bax 비율의 변화 가 관여된다는 것이 In vivo에서 확인되었다. p53가 자연형인 경우에도 그 이하 단계의 유전자 발현 양상이 다르게 나타날 수 있으며 이는 세포 독성 요인을 이용한 암 치료시 결과를 예측하는데 있어서 단일 유전자 발현의 평가와 연계되는 복잡성을 시사하고 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권1호
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• pp.15-21
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• 1997

인체 T-림프구에서 감마선과 대표적 화학 독성물질인 pentachlorophenol(PCP)의 돌연변이 효과를 hypoxanthine phosphoribosyl transferase(hprt) 유전자의 돌연변이 빈도로써 측정하였다. 감마선은 $^{137}$Cs원을 사용하여 세포의 초기배양 시기에 0-3.0 Gy를 조사하였고, PCP는 세포의 초기배양시 최종농도 0-100 ppm으로 24시간 투여하였다. 돌연변이세포는 6-thioguanine을 처리 하에 세포가 성장하는 능력으로 분류하였다. 방사선에 의한 돌연변이빈도는 1.0 Gy, 2.0 Gy와 3.0 Gy 선량에서 대조군보다 약40%, 400%와 750% 증가하였고 0.2 Gy와 0.5 Gy의 선량에서는 유의성 있는 변화가 없었다. PCP를 15 ppm, 25 ppm 그리고 50 ppm을 처리하였을 때 대조군보다 각각 30%, 90% 및 520%정도 증가하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제17권1호
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• pp.70-77
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• 1999

목적 : 연구자들은 배양 배지의 산성환경이 SCK 선암세포에서 apoptosis를 유도하는 것과 산성환경이 SCK 선암 세포주에서 방사선에 의해 유도되는 apoptosis를 억제시킨다고 관찰하고 apoptosis 관련 유전자들인 p53, p21/WAF/CIP, Bcl-2 및 Bax 들의 발현과 배양 배지 pH 환경과의 연관성을 관찰하였다. 대상 및 방법 : SCK 선암 세포주를 체외 방사선 조사기를 이용하여 방사선 120Gy 조사 후 규정된 시간에 DNA fragmentation을 전기 영동으로 관찰하였다. 실험 조작으로 apoptosis가 유발된 세포군을 정량적으로 분석하고 세포주기 분석을 위하여 FACScan을 이용하였다. Apoptosis 관련 유전자들인 p53, P21/WAF/CIP, Bcl-2 및 Bax 들의 발현은 western blot으로 관찰하였다. 결과 : SCK 선암 세포주에서 방사선에 의해 유도되는 apoptosis는 산성환경(pH 6.6)에서는 apoptosis의 유발이 억제 된다는 사실을 관찰할 수 있었다. 세포주기 분석에서는 방사선조사 후 apoptosis가 뚜렷히 관찰된 pH 7.5 배양 배지 조건에 비하여 pH 6.6 배양 배지 조건에서 현저한 G2/M arrest가 관찰 되었다. apoptosis 관련 유전단백 분석에서는 Bcl-2 유전단백은 두 군 공히 발현의 차이를 관찰할 수 없었고, p53 및 p21은 pH 7.5 배양 배지 환경에서 뚜렷한 발현의 증가를 관찰하였고, p21은 pH 6.6 배양 배지 환경에서는 발현을 관찰할 수 없었다. Bax는 pH 7.5 배양 배지 환경에서 pH 6.6 환경에 비해 경미한 발현의 증가 및 지속성을 관찰하였다. 결론 . 저자들은 SCK 선암 세포주를 대상으로 방사선조사 후 상이한 pH 7.5 와 6.6의 배양 배지 조건에 따른 apoptosis의 관찰에 영향을 주는 유전자 발현에 관한 연구에서 Bcl-2 family의 발현에 비해 세포주기 관련 유전단백들인 p53 발현과 이에 따른 p21의 발현차이가 확연한 p53-dependent apoptotic pathway를 확인하였다. 방사선 조사 후 pH 6.6의 배양 배지 조건에서의 apoptosis 현상을 관찰할 수 없었던 이유는 pH 6.6의 경우 50-60$\%$의 세포가 G2/M arrest에서 세포주기를 순환하지 못함을 확인하였기에 G2/M arrest의 해지와 더불어 순환되는 세포주기의 결과에 따른 post-mitotic apoptosis 현상의 장애로 추론하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제15권2호
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• pp.79-95
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• 1997

목적 : 최근 신호전달체계에서 중요한 효소로 알려진 phosphollpase C(PLC) 동위효소들의 발현이 조직의 종류와 발달과정에 따라 특이한 양상을 보이고 $PLC-{\gamma}1$은 세포의 성장, 분화 및 증식에 중추적 역할을 하는 것으로 알려져 있다 방사선 조사 후 세포내 신호전달에 관한 연구도 최근 활발하여 소장 점막의 재생에 $PLC-{\gamma}$ 및 ras 암 유전자단백이 관여하고, 조직 손상에 protein kinase C(PKC)가 관여하는 등 연구들이 보고되었으나 이들의 연구가 단편적이며 아직 확실히 밝혀진 바가 없다. 본 연구는 백서의 소장에 방사선을 조사하여 PLC 동위효소, epidermal growth factor receptor(EGFR), ras 암유전자단백, 및 PKC와 같이 신호전달체계에 관여하는 물질들의 발현을 시간적으로 관찰하여 방사선에 의한 소장 조직의 손상 및 재생 기전을 밝히고자 하였다. 대상 및 방벌 실험동물로 암.수 구별없이 생후 4-5개월, 체중 250-3009의 백서(Spraque-Dawley) 60마리를 대상으로 하여 실험군으로 전신에 8Gy의 방사선을 조사하고 방사선 조사 후 1일, 3일, 5일, 7일,14일에 각각 10마리씩 희생시켜 소장을 적출하여 사용하였고, 정상대조군은 각 시기별로 2마리씩 사용하였다. 적출된 소장의 반은 즉시 얼려 PLC의 면역블로팅 및 phosphoinositide(PI) 가수분해 활성도 측정에 사용하였고, 나머지 반은 포르말린에 고정한 다음 파라핀에 포매하여 조직병리검색과 면역조직화학염색에 사용하였다. EGFH, ras 암유전자단백, PLC, PKC의 발현은 면역조직화학염색법으로 관찰하였다. 점막세포의 재생여부는 광학현미경상의 유사분열 수와 proliferating ceil nuclear antigen(PCNA) kit를 이용한 증식세포핵 수로 확인하였다. PLC는 $PLC-{\beta},\;-{\gamma},\;-{\delta}$ 발현을 모두 검색하였고, 각각 면역블로팅과 Pl 가수분해 활성도 측정으로 확인하였다. 결과 : 1) 조직병리학 소견상 방사선 조사에 의한 소장의 조직손상은 1일부터 관찰되어 3일까지 심하였고 재생은 3일과 5일에 현저하였다. 2) 면역조직화학염색 결과 $PLC-{\gamma}1$의 발현은 재생을 보이는 3일과 5일에 발현되었으며 5일째의 점막에서 가장 강하게 나타났다. $PLC-{\delta}1$은 방사선 조사 후 손상을 보이는 1일과 3일의 점막에서 강한 발현을 나타내었다. $PLC-{\beta}1$은 모든 실험군에서 발현되지 않았다. 면역블로팅 결과도 면역조직화학염색과 일치하는 결과를 보였다. 3) $PLC-{\gamma}1$의 활성도를 보기 위한 PI 가수분해 활성도 측정결과는 3일과 5일에 현저히 높은 수치를 보여 방사선 조사후 소장점막의 재생과정의 중요한 신호전달과정이 PLC-1이 관여하는 PI 가수분해에 의해 이뤄짐을 알 수 있었다. 4) ras 암유전자단백의 발현온 재생이 시작되는 3일부터 나타나 7일까지 지속되었고, EGFR 도 재생시기인 3일과 5일에 가장 강하게 나타났고 그 후 점차 감소하는 추세를 보였다. 한편 PKC는 발현이 미약했으나 증식지수가 높은 점막에 3일과 5일에 발현이 관찰되었다. 결론 : 방사선조사에 의한 소장점막조직의 손상 및 재생과정의 신호전달기전에 PLC의 신호전달체계에 관여하는 효소가 중요한 역할을 하며 특히 $PLC-{\gamma}1$과 ras암유전자단백, EGFR, PKC는 방사선조사 후 공장점막세포의 재생기전에 주로 발현되어 재생과정과 관련된 신호전달기전에 관여함을 나타내었다. $PLC-{\delta}$은 방사선 조사 후 세포의 손상시기에 강한 발현을 보여 특히 손상과정과 관련된 신호전달기전에 관여함을 추측할 수 있었다. $PLC-{\beta}1$의 발현은 모든 실험군에서 음성인 소견을 보여 방사선조사 후 소장점막의 세포손상 및 재생과정에서 $PLC-{\beta}1$과 관련된 신호전달체계는 관여하지 않음을 알 수 었었다. 그러나, 이러한 신호전달체계의 기전을 구체적으로 밝히기 위해서는 추후 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권2호
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• pp.99-105
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• 1996

림프구와 림프종에 고준위 방사선(8Gy)을 조사했을 때. 저준위 방사선을 먼저 조사한 경우 세포 생존률이 3.7배 증가하는 것이 관찰되었다 세포 생존률은 고준위 방사선 조사로 발생되는 산소 라디칼의 제거. 변성된 유전자와 단백질의 제거, 변화된 세포의 제거 등으로 증가할 수 있다. 본 연구에서는 저준위 방사선 조사로 유도되는 방사선 저항기전을 알아보기 위하여, 고준위 방사선 조사시 발생되는 산소 라디칼을 제거하는 효소들의 활성과 방사선 보호제로 알려진 glutathione의 양을 측정하였다 림프종의 경우 저준위 방사선 조사시 peroxidase의 활성이 133.3%로 증가하였다. 림프구의 경우는 superoxide dismutase, glucose-6-phoshpate dehydrogenase와 glutathione의 활성이 각각 138.5%. 122.4%. 120.8%로 증가하였으며. 이들 효소들의 활성은 저 준위방사선 조사 간격이 7 시간일 때 가장 증가되었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.171-180
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• 2001

목적 : Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP)는 matrix metalloproteinase (MMP)에 작용하여 암세포의 침윤과 전이를 억제하고 염증, angiogenesis, fibrosis에 중요한 역할을 한다. TIMP 유전자는 여러 cytokine 및 signal molecule에 의하여 조절되는 유전자이므로 방사선에 의한 TIMP의 발현을 측정하고 전사 조절 기전을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 두경부암 환자의 병변에서 유도하여 확립한 두경부암 세포주를 이용하여 방사선에 의한 TIMP 유전자 발현을 측정하였다. 각 세포주의 방사선 민감도를 측정하고 transwell을 이용한 invasion assay로 전이성을 측정하였다. TIMP1, TIMP2 발현은 conditioned medium을 취해 ELISA assay로 측정하였다. 방사선조사는 2 Gy, 10 Gy 군으로 나누어 관찰했고 조사 후 시간 간격은 24, 48시간이었다. MTT assay로 생존세포 수를 측정하여 방사선 세포치사로 인한 발현 변화를 보정하였다. hTIMP1 promoter region을 PCR하여 pGL2-basic luciferase reporter vector에 cloning하여 인간 두경부암 세포주에 이입하여 functional TIMP1 발현이 증가하는지 확인하였고 protein kinase C (PKC) activator인 PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate)와 Ras에 의한 TIMP1 발현이 유도되는지 확인하였다. 결과 : HN-1, HN-2, HN-3, HN-5, HN골 세포주의 $D_0$는 각각 1.55 Gy, 1.8 Gy, 1.5 Gy, 1.55 Gy, 2.45 Gy 이었다. 각 세포주의 방사선조사 후 MTT assay에 의한 cell viability는 24, 48시간에서 2 Gy인 경우 모두 $94\%$ 이상 그리고 10 Gy에서는 $73\%$ 이상의 생존 세포를 확인하였다. TIMP1, TIMP2 단백의 basal 농도는 24시간 48시간에서 점점 증가하여 세포에서 계속 합성되어 분비되고 있음을 확인하였다. 2 Gy 조사 후 24시간에서 TIMP2는 HN-1, HN-9 세포주에서 감소하였으나, 10 Gy 조사 후에는 두 세포주에서 모두 증가하여 방사선량에 따라 반응이 달랐고, 방사선조사 후 48시간에는 HN-9 세포주에서는 증가하나 HN-9 세포주에서는 감소하여 세포주에 따라 반응이 달랐다. 그러나 방사선에 의한 TIMP1 발현 변화는 미미하였다. TIMP1 reporter gene을 인간 두경부암 세포주에 transfection하고 PMA (100 ng/ml)을 가한 경우 HN-1세포주에서는 유의하게 증가하고 HN-9 세포주에서는 감소하였다. Ras 발현 벡터와 co-transfection한 경우 TIMP1 promoter가 활성화 되었다. 결론 : 모두 두경부 암에서 유래된 세포주 이지만 방사선에 의한 TIMP의 발현 및 전사조절 기전은 세포주 마다 차이가 있었고 이온화 방사선의 용량에 따라서, 방사선조사 후의 시간 경과에 따라서도 TIMP 발현에 차이가 있었다. 이 결과는 TIMP의 전사 및 발현이 여러 종류의 signal molecule에 의하여 영향을 받고, 이 signal molecule들이 각 세포주 마다 다르기 때문으로 사료된다.