• 제목/요약/키워드: 생체 신호처리

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인체 상피세포에서 ras-종양유전자의 발암화가 신호 전달 기작에 미치는 영향 (EFFECTS OF SIGNAL TRANSDUCTION PATHWAY IN THE RAS-INDUCED CELLULAR TRANSFORMATION OF HUMAN EPITHELIAL CELLS IN CULTURE)

  • 장도근;변기정;김진수
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제26권3호
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    • pp.254-261
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    • 2000
  • 본 연구는 인체암 발생과 밀접한 관련을 가지고 있는 ras 종양 유전자의 발암화기전을 인체상피세포모델을 이용하여 규명하고자 SV40-Ad12 hybrid virus에 의해 불멸화된 인체상피세포모델에 H-ras 종양유전자을 함유하는 $pSV_2-ras$를 transfection하여 H-ras에 의한 세포발암화를 평가하였다. ras를 함유하는 세포군은 대조세포군에 비해 saturation density, soft-agar colony formation, cell aggregation 등의 세포 발암화지표가 유의한 수준으로 높게 나타나 H-ras에 의한 인체상피세포의 발암화를 확인하였다. 또한 H-ras에 의한 인체세포 발암화는 hydrocortisone과 같은 glucocorticoid에 의해 촉진되어 saturation density, soft-agar colony formation의 증가 및 foci의 출현시기의 단축을 나타내었다. H-ras 종양 유전자에 의한 인체세포발암화 과정에 관여하는 신호전달기작의 영향을 평가하기 위해 효현제 처리 후 세포내 칼슘농도변화를 측정한 결과 발암세포의 세포내 칼슘농도변화가 낮게 나타났으며 특히 이러한 반응차이는 세포외 칼슘의 존재하에서 더욱 뚜렷이 나타났다. 따라서 세포외부로부터 칼슘의 세포내 이동이 발암화에 의해 억제되고 있음을 보였다. 또한 효현제 처리후 $IP_3$ 농도의 변화를 측정한 결과 발암세포의 $IP_3$ 증가폭이 대조군 세포보다 훨씬 낮았다. 이러한 결과는 H-ras에 의한 세포 발암화에 phospholipase C와 관련한 신호전달기작의 down-regulation이 관여하고 있음을 보여주고 있다. 성장조절인자의 mRNA 발현을 평가한 결과 $TGF-{\beta}_1$ 및 PAI-2의 발현은 발암세포에서 낮게 나타난 반면 fibronectin의 경우는 발암세포의 발현이 높게 나타났다. 이러한 결과는 H-ras 종양유전자에 의한 발암화 과정에 성장조절인자의 변화가 관여하고 있으며 이러한 성장조절인자의 확인은 암발생의 생물학적 지표를 선별하는 데 기여할 것으로 사료된다. 본 연구는 H-ras 종양유전자에 의한 인체세포 발암화의 확인과 발암화 과정에 관여하는 신호전달기작의 변화 및 성장조절인자의 확인을 통하여 상피세포에서 나타나는 구강암 등의 발생기전 이해 뿐만 아니라 생체지표의 개발에 필요한 기초자료를 마련하는 데 기여할 것으로 사료된다.

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개인화된 건강 데이터의 대량 처리 모니터링을 위한 메시지 모델 및 동적 버퍼 할당 설계 (Design of Dynamic Buffer Assignment and Message model for Large-scale Process Monitoring of Personalized Health Data)

  • 전영준;황희정
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.187-193
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    • 2015
  • ICT 힐링플랫폼은 만성질환 예방을 목적으로 하며 개인의 생체신호 및 생황습관 등의 정보에 기반을 둔 질환 조기 경보를 목표로 한다. 이를 위한 2-step 개방형 시스템(TOS)에는 힐링플랫폼과 개인건강데이터 저장소간의 중계가 설계되었으며 데이터 처리과정을 실시간으로 전송(모니터링)하기 위한 대량 커넥션 기반의 publish/subscribe(pub/sub) 서비스가 고려되었다. 그러나 TOS pub/sub의 초기 설계에서는 커넥션 메시지를 deflate 알고리즘으로 인코딩하기 위해, 커넥션의 유휴(idle) 여부 및 메시지의 종류에 상관없이 동일한 버퍼를 할당한다. 본 논문의 동적 버퍼 할당은 다음과 수행된다. 우선 각 커넥션의 메시지 전송 유형을 큐잉하고, 각 큐는 tf-idf를 통해 특징(feature)추출 연산 후 벡터로 변환하여 k-means 클러스터에 입력하여 군집을 생성한다. 특정 군집으로 분류된 커넥션은 해당 군집의 자원 테이블에 따라 자원을 재할당 한다. 이때 각 군집의 센트로이드(centroid)는 해당 군집을 대표하는 큐잉 패턴을 사전에 선택하여 자원참조 테이블(버퍼 크기별 인코딩 효율)로 도출한다. 제안된 설계는 TOS의 인코딩 버퍼 자원을 네트워크 커넥션에 효율적으로 배분하기 위해, 군집 및 특징 연산을 위한 연산 자원과 네트워크 대역폭 간의 trade-off를 수행함으로써 TOS의 tps(단위 시간당 실시간 데이터 처리 모니터링 연결수)를 높이는데 활용할 수 있다.

Hep3B 인간 간암세포에서 caspase 의존적이며 PI3K/Akt 신호전달의 불활성화와 관련된 β-lapachone의 세포사멸 유도 (Induction of Apoptosis by β-Lapachone in Hep3B Human Hepatocellular Carcinoma Cells Is Caspase-Dependent and Associated with Inactivation of PI3K/Akt Signaling)

  • 권재임;최영현;황보현
    • 생명과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.94-104
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    • 2024
  • β-lapachone은 다양한 유형의 질병을 치료하기 위해 남미 및 중미 지역의 전통 의학에서 널리 사용되어 온 Tabebuia vellanedae의 껍질에서 분리된 천연 퀴논 화합물의 일종이다. β-lapachone은 여러 유형의 암세포에서 강력한 항암 활성을 갖는 것으로 보고되었지만, 간세포암종 세포의 증식에 대한 효과는 아직 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 β-lapachone 인간 간세포암종 Hep3B 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였으며, 본 연구의 결과에 의하면, β-lapachone 처리에 의한 Hep3B 세포의 세포생존율 감소는 세포사멸 유도와 밀접한 관련이 있었다. 또한, β-lapachone이 처리된 Hep3B 세포에서는 항세포사멸 인자인 Bcl-2의 발현이 감소한 반면, 세포사멸 유도 인자인 Bax의 발현은 증가하였으며, 이는 caspase cascade의 활성 증가와 연관성이 있었다. 그러나 pan-caspase 억제제가 존재하는 경우 β-lapachone에 의해 유발된 세포사멸은 약화되었으며, 이는 β-lapachone에 의한 세포사멸 유도가 caspase 의존적인 현상임을 의미한다. 아울러, β-lapachone의 처리는 ERK 경로를 활성화시키면서 PI3K/Akt 경로의 활성을 억제하였으며, β-lapachone 유도 세포사멸에 ERK 억제제의 효과는 미미했지만, PI3K 억제제는 β-lapachone에 의해 유도된 세포사멸을 유의하게 증가시켰다. 비록 생체 내 동물 모델에서의 확인이 필요하지만, 본 연구의 결과는 간세포암종 세포에서 β-lapa-chone의 항암 활성을 이해하는 데 유용한 자료로 활용될 것이다.

재구성가능 연산증폭기를 사용한 저전력 4차 델타-시그마 변조기 설계 (Design of Low Power 4th order ΣΔ Modulator with Single Reconfigurable Amplifier)

  • 성재현;이동현;윤광섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권5호
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    • pp.24-32
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    • 2017
  • 본 논문에서는 생체 신호 처리를 위한 12비트 이상의 고 해상도를 갖는 저 전력 CMOS 4차 델타-시그마 변조기를 설계하였다. 제안하는 4차 델타-시그마 변조기는 시간 분할 기법을 이용하여 회로를 시간에 따라 재구성해 4개의 연산증폭기가 필요한 회로를 1개의 연산증폭기만으로 구동 시켰다. 이를 통하여 일반적인 구조보다 전력소모를 75% 감소시킬 수 있다. 또한 kT/C 잡음과 칩 면적을 고려하여 변조기의 입력단과 출력 단의 커패시터들을 안정적으로 구동하기 위하여 적분기내 가변되는 증폭기를 설계하였다. 첫 번째와 두 번째 클럭 위상에서는 2단 연산 증폭기가 동작하고, 세 번째와 네 번째 위상에서는 1단 연산 증폭기가 동작한다. 이로 인하여 두 가지 위상 조건에서 연산증폭기의 위상여유가 60~90도 이내에 존재하게 하므로서 변조기의 안정성을 크게 향상시켰다. 제안한 변조기는 $0.18{\mu}m$ CMOS N-well 1 poly 6 metal 공정을 이용하여 제작되었으며, 1.8V의 공급전압에서 $354{\mu}W$의 전력소모가 측정되었다. 256kHz의 동작주파수, 128배의 오버샘플링 비율 조건에서 250Hz의 입력 신호를 인가하였을 때, 최대 SNDR은 72.8dB, ENOB은 11.8 비트로 측정되었다. 또한 종합 성능 평가지수인 FOM(Walden)은 49.6pJ/step, FOM(Schreier)는 154.5dB로 측정되었다.

RAW 264.7 대식세포에서 MAPKs 신호 전달 경로의 활성화를 통한 침향의 면역 자극 활성 (Immunostimulatory Activity of Agarwood through Activation of MAPK Signaling Pathway in RAW 264.7 Murine Macrophages)

  • 지선영;황보현;이혜숙;구영태;김진수;이기원;노동진;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.745-754
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    • 2021
  • 면역 기능의 저하는 각종 감염에 대한 저항력의 부족을 초래하여 다양한 질병 유발에 기여하며, 면역 억제제의 부작용을 감소시키거나 면역력을 높이기 위해 면역 조절 생체 물질이 사용되고 있다. 침향은 침향나무의 방향족수지 부분이며 전통적으로 다양한 질병을 치료하기 위한 목적으로 사용되어왔다. 비록 선행 연구들에 의하여 침향이 신체의 면역력을 향상시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌지만 이에 대한 근거는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 인도네시아에서 구입한 A. malaccensisd 침향 메탄올 추출물의 면역 자극 효과를 RAW 264.7 대식세포 모델에서 평가하였다. 본 연구의 결과에 의하면 침향 추출물은 세포 독성이 없는 조건에서 식작용을 현저하게 향상시켰으며다. 또한 침향 추출물 처리된 RAW 264.7 세포는 활성화된 대식세포의 전형적인 형태를 보였으며, iNOS 발현 증가에 따른 NO 생성의 생성을 크게 증가시켰다. 아울러 TNF-α, IL-1β 및 IL-6과 같은 cytokine의 발현과 분비를 증가시켰으며, MAPKs 신호 전달 경로를 활성화시켰다. 따라서 본 연구의 결과는 고대 서적을 기반으로 침향의 효과를 확인하는 데 중요한 의미가 있으며, 침향이 잠재적인 면역 강화 효과가 있다는 근거를 제시하는 것이다.

무안경 입체영상의 화질변화에 따른 뇌파 기반 사용자 반응 분석 (Subject Test Using Electroencephalogram According to Variation of Autostereoscopic Image Quality)

  • 문재철;홍종의;최유주;서정근
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제5권4호
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    • pp.195-202
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    • 2016
  • 안경식 3차원 입체영상 콘텐츠에 대한 사용자 평가는 객관적/주관적 평가 방법을 활용하여 많은 연구가 이루어지고 있지만 무안경식 3차원 입체 영상 콘텐츠에 대한 사용자 평가는 미비한 실정이며 특히 생체신호를 적용한 객관적 평가에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 무안경 입체 영상 화질에 대한 객관적 사용자 평가 도구개발을 위한 사전연구로서 무안경 입체영상 화질 변화에 따른 뇌파(Electroencephalogram, EEG)의 변화를 분석하였다. 이를 위하여 무안경식 입체영상 시스템의 디스플레이로 활용되고 있는 렌티큘러 방식 입체 영상을 최적입체영상과 왜곡입체영상으로 구분하여 제작하고, 이를 총 26명의 피험자에게 차례로 제시하며 8개 채널의 뇌파를 측정하였다. 각 영상 시청시 획득한 뇌파를 채널별과 주파수별로 분류하여 통계적 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 뇌파진동 중 알파파의 경우 최적입체영상과 왜곡입체영상 사이에서 통계적으로 유의미한 차이가 확인되지 않았으나 베타파의 경우 통계적으로 유의미한 차이가 확인되었다. 베타파의 경우 왜곡입체영상에서 최적입체영상보다 통계적으로 유의미하게 높게 나타났으며 이는 왜곡입체영상 시청 시 피로감 또는 불안감 증폭에 따른 베타파의 뇌파활동이 높아진 것으로 해석된다. 본 연구결과를 바탕으로 뇌파분석 기법이 렌티큘러 방식의 무안경 입체영상 화질 평가를 위한 객관적 평가 수단으로 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

백서 난소에서 성선자극호르몬에 의한 RGS-2의 발현 조절 (Gonadotropin Regulation of Regulator of G Protein Signaling 2 (RGS-2) Expression in the Rat Ovary)

  • 이여일;이은숙;김선애;김미영;조문경;전상영
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제35권2호
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    • pp.111-118
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    • 2008
  • 연구방법: 미성숙 백서 난소의 과배란 유도를 위해 PMSG를 주사하고, 배란을 위해서 hCG를 주입하였다. RGS-2의 유전자 발현양상을 조사하기 위하여는 Northern blot 분석과 in situ hybridization 분석을 시행하였다. 결 과: 미성숙 백서에 성선자극호르몬인 PMSG를 복강내 주사했을 때 RGS-2 mRNA 발현에 영향을 미치지 않음을 Northern blot analysis로 확인할 수 있었으나, hCG를 주입했을 때는 1시간에서 3시간 내에 발현이 증가됨을 알 수 있었다. In situ hybridization으로 살펴본 RGS-2 mRNA의 발현세포는 난포의 크기에 관계없이 난자였으나, hCG로 처리한 후에는 배란 전 난포와 성장중인 난포의 과립막 세포이었다. 그러나, RGS-2 단백의 발현은 hCG 처치와 관계없이 난포막 세포이었다. 상기 생체 실험과 마찬가지로 시험관에서도 배란 전 난포의 과립막 세포에 대한 LH 처리는 RGS-2 유전자 발현을 1시간 내에 촉진하였다. 또한, 성선자극호르몬 분비호르몬 2 길항제도 이러한 LH의 촉진작용을 증진시켰다. 결 론: 본 연구로 배란 전 과립막 세포에서 성선자극호르몬인 LH/hCG와 성선자극호르몬 분비호르몬 길항제에 의해 RGS-2의 발현이 증진되는 양상으로 보아 RGS-2가 배란과정 동안에 Gq protein 신호전달을 조절할 것으로 추정된다.

겨우살이 추출물의 미백 효과 (Depigmenting Effects of Mistletoe (Viscum album var. coloratum) Extracts)

  • 하영술;김은지;구영민;길영숙;신승미;김상곤;강하은;윤태진
    • 생명과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.355-361
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    • 2022
  • 멜라닌 색소는 피부색의 주요 원인이다. 멜라닌 색소는 멜라닌 세포에서 생성된 다음 각질 세포로 전달되어 결국 피부 표면에 다양한 색상을 부여한다. 많은 탈색제 및 피부 미백제가 개발되었지만, 색소 침착을 감소시키기 위한 재료에 대한 수요는 여전히 증가하고 있다. 본 연구에서 천연 화합물을 사용하여 탈색 및 피부 미백에 대한 재료를 찾으려고 시도한 결과 겨우살이(Viscum album var. coloratum) 추출물이 색소 침착을 억제할 수 있음을 발견하였다. 인간 멜라닌 세포에 겨우살이 추출물(mistletoe extracts, ME)을 처리했을 때 색소 침착이 극적으로 감소하였다. 프로모터 리포터 분석은 ME 처리가 HM3KO 흑색종 세포에서 microphthalmia-associated transcription factor (MITF), melanophilin (MLPH), tyrosinase related protein 2 (TRP-2), and tyrosinase (TYR) 유전자의 전사를 억제한다는 것을 보여주었다. 일관되게 ME는 MITF, TRP-1 및 TYR과 같은 색소 침착 관련 분자의 단백질 수준을 감소시켰다. 또한 ME는 cAMP Responsive Element Binding Protein (CREB), AKT 및 ERK의 인산화를 감소시켰다. 이러한 결과는 ME가 색소 침착과 관련된 세포 내 신호 전달의 조절을 통해 멜라닌 생성을 억제한다는 것을 시사한다. 끝으로 ME는 색소 침착에 대한 생체 내 평가 모델인 제브라피쉬 배아의 멜라닌 생성을 현저하게 억제하였다.

비소세포성 폐암 세포주에서 Farnesyl Transferase Inhibitor SCH66336과 인슐린양 성장 인자 결합 단백-3의 병용처리에 의한 세포고사 상승 작용 (Synergism Induced by Combination of Farnesyl Transferase Inhibitor SCH66336 and Insulin like-Growth Factor Binding Protein-3 in apoptosis of Non-Small Cell Lung Cancer Cell lines)

  • 김영;김세규;김형중;장준;안철민;김성규;장윤수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제58권2호
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    • pp.120-128
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    • 2005
  • 연구배경 : 인슐린 양 성장 인자 결합 단백질-3 (IGF binding protein-3, IGFBP-3)는 생체내와 실험관내에서 인슐린 양 성장인자 매개 신호전달 체계를 억제하여 비소 세포성 폐암 세포의 증식을 조절하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 비소세포성 폐암의 치료에 있어 IGFBP-3를 이용한 치료전략의 개발을 위하여 IGFBP-3(Ad5CMV-BP3)와 FTI SCH66336의 병용치료 상승작용을 분석하였다. 방 법 : 비소세포성 폐암 세포주의 성장에 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용투여가 미치는 효과를 측정하기 위하여 비소세포성 폐암 세포주와 IGFBP-3를 발현하는 recombinant adenovirus(Ad5CMV-BP3)를 이용하였고 흉선이 없는 nude mice의 등에 H1299 폐암 세포를 피하 주사한 후 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용치료 상승작용을 단일 치료와 비교 분석하였다. 결 과 : SCH66336과 Ad5CMV-BP3 병용처리는 단일 약제보다 더 큰 증식 억제효과 상승작용을 보였으며 nude mice에서도 병용치료 시 종양의 부피는 매우 의미 있는 감소를 보였다. 결 론 : 본 연구의 결과를 통하여 저자들은 SCH66336이 IGFBP-3와 병용투여시 실험실내와 생체내에서 비소 세포성 폐암세포의 세포자멸사에 상승적인 효과가 있다는 것을 처음으로 입증하였으며, 이는 비소세포성 폐암의 치료에 있어 Ad5CMV-BP3와 SCH66336의 병용치료가 임상적으로 사용될 수 있음을 시사하는 것이라 하겠다.

마이크로그루브 상 인간치은섬유아세포의 유전자 발현 분석: DNA microarray 연구 (Regulation of human gingival fibroblast gene expression on microgrooves: A DNA microarray study)

  • 이경호;이성복;안수진;박수정;이석원
    • 대한치과보철학회지
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    • 제55권4호
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    • pp.361-371
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    • 2017
  • 목적: 마이크로그루브 상 인간치은섬유아세포의 유전자발현감식을 DNA microarray를 이용하여 연구하는 것이다. 재료 및 방법: Grade II 티타늄 시편을 이용하여 표면에 마이크로그루브(폭/깊이: $60{\mu}m/10{\mu}m$, E60/10)를 형성하고 불산으로 산에칭하여 실험군으로 사용하였다. 표면처리를 하지 않은 평활한 티타늄 표면(NE0)을 대조군으로 사용하였다. 실험군과 대조군에 인간치은섬유아세포를 배양한 후 total RNA를 추출하였다. Oligonucleotide microarray를 시행하여 실험군과 대조군 간 다양한 유전자 발현량의 변화를 확인하였다. KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis를 통해 DNA chip의 발현 결과를 mapping하여 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 pathway 수준에서 파악하였다. 결과: E60/10 마이크로그루브 표면과 NE0 표면에 대한 유전자 발현량 비교분석 결과, NE0 표면에 비하여 E60/10 마이크로그루브 표면에서 1.5배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 123개, 2배 이상 유의한 발현 차이를 보인 유전자는 19개였다. 실험 조건에 따른 유전자 발현량의 변화를 KEGG pathway analysis를 통하여 확인하였고, 다양한 유전자 발현 결과들 중 대표적인 세포접착, 증식, 활성 관련 세포신호전달을 규명하였다. 결론: 마이크로그루브 표면은 다양한 유전자 발현 변화를 유도하고 관련 세포신호 전달을 유도한다. 본 연구의 결과에 따라서, 마이크로그루브는 유전자 발현 변화 및 세포신호 전달 활성화 등을 통한 세포활성도 증진을 필요로 하는 다양한 생체재료들의 표면으로 사용될 수 있다.