• 한국방사선학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.507-513
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• 2012

본 연구는 초상자성 산화철 나노입자 (SPIONs)의 세포독성평가 및 SPIONs를 uptake한 뇌신경교종 (glioblastoma multiforme, GBM) 세포의 방사선 세포생존곡선을 구하기 위해 수행되었으며, 본 연구의 결과는 양성자선과 SPIONs 이용한 GBM의 양성자선 치료선량 정보 등 양성자선 치료효과를 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. SPIONs의 세포독성을 평가는 in vitro 실험 후 MTT 분석법을 이용하여 수행하였다. 독성평가 결과 $1{\sim}100{\mu}g/ml$의 농도에서는 세포생존율의 유의한 차이가 나타나지 않았다. 하지만 $200{\mu}g/ml$의 농도에서는 세포생존율이 74.2%로 감소하며 세포독성을 나타냈다. SPIONs가 uptake 된 U373MG세포와 uptake 되지 않은 U373MG세포에 0~5 Gy의 양성자선을 조사하여 각각에 대한 세포생존곡선을 측정한 결과를 분석하여 SPIONs가 uptake된 U373MG세포의 세포생존율이 더 급격히 감소함을 알 수 있었다. 결론적으로 SPIONs가 uptake 된 세포에서는 보다 적은 선량으로도 세포사멸을 유도할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 GBM에 SPIONs를 타겟팅하면 양성자선을 이용한 뇌신경교종 치료효과를 개선할 수 있음을 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제11권2호
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• pp.157-165
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• 2000

목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0 $\times$ $10^{7}$ 으로 변화할 때 세포 생존도에는 변화가 없었다. 그러나 1.0 x $10^{7}$ 에서 1.0 $\times$ $10^{10}$ 변화할 경우 세포의 생존률이 감소하였다. 모의연구에서 얻은 OER치는 10% 세포생존시에는 2.32, 45% 세포생존시에는 1.9 이었다. 결론: 산소의 감수성 연구에서 보여주듯이 방정식을 이용하여 얻어진 새포생존곡선은 실험에서 얻어진 세포생존곡선을 재연할 수 있었다 또한 방사선조사시 생성되는 손상된 세포의 양은 산소 반응상수가 가장 크고 산소농도가 증가되는 경우에 증가됨을 알수있었다. 모의연구에서 얻은 산소증가효과비는 세포생존이 low level인 경우 높은 일치성을 보여 주었다 따라서 본 연구는 세포살해시 산소의 효과를 semi-empirical 모델을 사용하여 예측할수 있다는 것을 보여주고 있다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권4호
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• pp.219-228
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• 2003

배경: 액체질소에 의한 냉동방법은 생물학과 의학에서 세포와 조직의 장기보존으로는 성공적인 방법이다. 잘 조절된 냉동속도와 해동의 방법과 함께 글라이세롤이나 디메칠설폭사이드 같은 냉동보존제의 사용으로 얼음결정이 생기는 것을 방지하여 구조의 유지와 생존율을 모두 향상시킬 수 있으며 반영구적으로 보존할 수 있다. 여러 조직의 초저온냉동에는 조직에 맞는 냉동속도가 있다. 대상 및 방법: 가장 적합한 냉동곡선과 이를 위한 냉동챔버온도를 찾기 위해서 우리들은 조직의 열역학적 계산을 두 가지 방법으로 하였다. 하나는 직접계산방법으로 모든 냉동 대상물의 열물리학적 특성, 잠재용융열, 면적, 농도와 체적을 알아야 계산할 수 있다. 이러한 방법은 매우 복잡하고 어떠한 경우에는 실제 값을 알 수 없다. 다른 방법은 간접계산방법으로 우선 기존의 냉동곡선으로 조직을 냉동시켜 조직의 실제 냉동곡선을 얻은 다음 시간상수로 냉동곡선을 분석한 다음 온도반응을 계산하고 적합한 x차방정식을 대입시켜 냉동 시 온도상승을 막고 이것을 거꾸로 냉동챔버온도를 산출하는 방식이다. 결과: 이 냉동 프로그램을 중배엽줄기세포, 연골세포와 골아세포에 적용시켜 검사하였다. 조직의 온도는 온도상승과정 없이 이상적인 냉동곡선을 따라 감소하였다. 그러나 세포의 양과 수용액의 양이 적어 냉동곡선간의 생존력이 통계학적으로 차이가 있지는 않았다. 만약 더욱 부피가 큰 조직을 냉동시키거나 프로그램을 순차적으로 계속한다면 이상곡선에 더욱 근접하게 되어 차이가 있을 것으로 판단된다. 결론： 이 프로그램은 이상적인 냉동곡선으로 조직을 냉동시키기 위한 냉동챔버온도를 쉽게 찾을 수 있도록 도움이 될 것이다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권4호
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• pp.305-310
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• 2001

배경: 판막대치술에 냉동보존판막의 이용은 감염에 대한 저항성과 탁월한 혈류역학으로 증가하고 있다. 판막육아세포의 생존율은 이식된 냉동보존 판막의 내구성에 영향을 미친다고 알려져 있고, 세포의 생존율은 warm ischemic time에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 냉동 보존하여 이식할수 있는 공여 판막의 warm ischemic time 의 적정치를 구하기 위하여, warm ischemic time에 다른 세포의 생존율을 관찰하였다. 대상 및 방법: 1.조직의 획득: 실제 판막을 냉동 보존하는 상황과 유사하게 하기 위하여 도살된 돼지의 심장과 폐를 밀봉한 상태로 4~8$^{\circ}C$로 냉장 보관하여 (warm ischemic time) 일정시간이 경과한 후, 심장과 폐에서 심장을 적출하여 4$^{\circ}C$하트만 용액에 24시간 보관하였다.(cold ischemic time). Warm ischemic time에 따라 2시간, 12시간, 24시간 36시간으로 4군으로 나누었으며, 각 군마다8개의 돼지 심자을 이용하였다. 2. 조직의 멸균: RRMI 1640에 항생제를 섞은 용액에 멸균하고, 3 냉동과 냉동보존; American tissue bank에서 제시한 냉동곡선에 따라 냉동하여, 액체질소 탱그에서 7일간 보존 후 해동하였다. 4. 생존율의 측정; 판막의 생존율 검사는 Triphan blue test로 하였고, 각각 warm ischemic period후 , cold ischemic period 후, 해동 후에 시행하였다. 5. 분석방법; 분석은 SAS program의 pearson correlation으로 하였다. 결과: 1. 멸균, 냉동과 냉동 보존하는 과정의 적합성을 규명하기 위하여 이 과정의 전과 후인 Cold ischemic period 후와 해동 후의 대동맥판막의 생존율의 차이를 비교한 결과, 차이가 없었다.(p =0.619). 2, warm ischemic time 과 warm ischemic period 후 , Cole ischemic period 후와 해동후의 대동맥판막의 생존율과의 correlation 은 각각 R= -0.857, -.0.673과 -0.549로 강하거나 , 혹은 뚜렷한 음성적 관계가 있었다. 삼천판막의 생존율과 대동맥판막의 생존율과 뚜렷한 상관관계가 있었다. 결론; 1. Warm ischemic time 이 길어지면 판막유아세포의 생존율이 감소하고, 12시간 이상되면 해동후의 판막육 아페포의 생존율이 50% 이하로 떨어졌다. 2. 본 연구에서 시행한 판막의 냉동보존방법은 세포의 생존율을 유지하는데 양호한 것으로 나타났으며 삼천판막으로 대동맥판막의 생존율을 예측해 볼 수 있다. 3. 그러나, 이식후 장기간 적절한 내구성을 갖기 위한 이식될 판막의 생존율은, 육아세포에 관한 여구가 좀 더 되어야 규명될 것이다.

• 한국동물학회지
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• 제30권3호
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• pp.311-323
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• 1987

생쥐의 섬 유아세포(MEP)와 종양세포(SCK)를 이용하여 정상세포와 종양세포 사이에 열 감수성의 차이가 있는지의 여부 및 환경의 pH가 이 세포들의 열감수성과 heat shock protein(HSP) 합성에 미치는 영향을 생존곡선과 HSP합성 kinetics등을 써서 검토하였다. MEF와 SCK 세포를 정상 pH(7.4) 또는 산성 pH(6.7)에서 42"C에서 2시간 온열처리 후 3일간에 걸쳐 생존을을 비교해 븐 결과, ME선와 SCK세포 사이에 생득적 열강수성의 차이는 없었고 산성 P광에서는 세포의 종류에 관계없이 열감수성 이 증감되었다. 온열처리의 결과 유도되는 내일성이 conditioning Leat의 크기와 어떤 관계가 있는지를 보기 위해서 45"C에서 5분 또는 20분을 주어본 결과 체은 conditioning heat를 주었을 때 내일성이 신속히 그리고 높은 수준으로 발생하였고, 이러한 열 감수성의 kinetics는 HSP의 합성 kinetics와 잘 일치하였다. 단백질, 특히 HSP 합성에 미치는 PH의 영 향을 알아보기 위해서 46"C에서 6분간의 heat shock를 주어 본 바 전반적인 단백질 및 major HSP의 합성양상에는 별로 차이를 보이지 않았다. 그러나 SCK 세포에 43"C에서 30분의 온열처리를 주고 새로 합성되는 HSPSP의 kinetics를 검토해 본 결과 정상 P반에서는 0-5시간에 합성이 일어나나 산성 PH에서는 3-9시간에 합성이 일어나서 몇시간의 합성지연이 관찰되었다. 아울러 HSP68, HSPTC, HSP87을 Peptidemapping하여 본 결과 HSP68과 HSP70 은 유사한 peptide fragment pattern을 보여 amino acid sequence는 유사하고 기능도 같을 것으로 추론되었으나 HSP87은 전혀 다른 pattern을 보였다. 전혀 다른 pattern을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제4권2호
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• pp.89-97
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• 1986

Co-60 치료기로 마우스 전신에 다분할조사(단일 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12, 16회 분할 조사)후 공장소 낭선세포측정법으로 소낭선세포의 재생능력에 대한 선량반응 곡선을 작성하고, 단일선량생존곡선을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 분할조사회수가 증가함에 따라 생존곡선은 고선량으로 이동하고 경사도는 점차 낮아졌다. 2) 단일선량생존곡선에서 Dq=460 cGy로 비교적 broad shoulder를 가지며 initial slope$(^1Do)$는 475 cGy이 었다. 3) $180\~450cGy$까지 분할 조사한 경우 분할조사간격당 평균회복선량은 분할조사선량의 약 $50\%$이었다. 4) 등가효과를 나타내는 분할조사선량과 이에 해당하는 총선량의 역수를 산출하여 선형회귀분석한 $\alpha/\beta$ 값은 8.3Gy로 조기반응조직의 범위(6-l4Gy)에 속하였다. 5) LQ model은 방사선치료에 사용되고 있는 모든 선량에 적용이 가능하고, $\alpha,\;\beta$ 두 요소만 필요하므로, 실질적으로 편리하게 적응할 수 없다. 다분할조사에 대한 stem cell의 반응을 이해함으로써, 실제방사선치료시 위장관에 대한 급성손상을 극소화시키는 변형된 치료방법을 도입하고 다른 조직에도 응용할 수 있는 방사선생물학적 자료가 될 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제7권2호
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• pp.149-156
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• 1989

HeLa 세포의 spheroid를 배 양시켜 cis-platinum과 carboplatin으로 처리한 후 그 반응을 세포의 생존분획으로 분석하였다. 체외실험 model인 spheroid를 사용하여 platinum유사체의 약효와 방사선 감수성을 평가하고 약제에 대한 단층 세포와 spheroid의 감수성 차이를 세포-생존곡선에서 규명하기 위하여 본 실험을 시행하였다. Cis-platinum 농도-곡선에서 spheroid의 $Cq=3.4{\mu}M$이고 $Co=1.2{\mu}M$이었다. 이 것은 단층세포에 비하여 Co는 큰 변화가 없으나 Cq가 증가되어 cis-platinum이 저산소층 세포보다 활동적으로 분화하는 표면세포에 주로 작용하였으며, 반대로 carboplatin의 효과는 spheroid에 대한 $(Co=15.0{\mu}M)$ 감수성이 단층세포$(Co=32.5{\mu}M)$에 비하여 크게 증가되어, spheroid의 심층 세포에 주로 작용하였다. 방사선과 carboplation의 병용효과를 세포 생존분획이 0.01 수준에서 isobologram으로 분석한 결과 상호작용으로 supra-additive 효과를 나타내었다. 따라서, carboplatin은 cis-platinum에 비하여 신장과 위장에 대한 독성작용이 적고, 방사선과 병용함으로써 향후 더욱 효과적 인 종양 치료에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.325-332
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• 2014

금속나노입자는 진단이나 치료를 포함한 의생명응용분야에 있어 매력적인 특징들을 갖고 있다. 양성자 빔 치료를 위한 방사선증감제로 사용하기 위해 가교덱스트란이 코팅된 산화철나노입자(SPIONs)와 실리카가 코팅된 산화가돌리늄나노입자(SPGONs)를 합성하였다. 덱스트란과 실리카는 각각 SPIONs와 SPGONs의 보호수단이다. 합성된 SPIONs와 SPGONs를 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 각각 평균 직경이 3~5 nm와 30~100 nm였다. 합성된 방사선 증감제의 효과를 평가하기 위해 세포생존곡선 측정과 Western blotting을 수행하였다. 측정된 세포생존곡선으로부터 계산된 90% 세포사멸 시 방사선증감비는 SPIONs와 SPGONs에 대하여 각각 1.23과 1.03이었다. Western blotting 결과 역시 Cytochrome C의 발현량이 SPIONs를 처리한 암세포에서 유의적으로 증가됨을 보였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제26권3호
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• pp.166-172
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• 2008

목 적: 암환자의 방사선 치료 전 방사선에 대한 감수성을 미리 측정할 수 있다면 임상적으로 많은 도움이 될 것이다. 본 연구는 전 임상 실험을 통하여 MTT assay가 세포집락 측정기법과 비교해서 방사선 감수성을 예측할 수 있고, 직장암 환자의 조직에 사용할 수 있는지 가능성을 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 대장암 세포 주인 HCT-8, LoVo, CT-26, WiDr을 이용하여 세포집락 측정기법을 통해 세포생존곡선 및 2 Gy에서의 세포생존확률(SF2)을 구하였다. 세포 주 자체를 대상으로 MTT assay를 시행하는 실험(in vitro) 및 환자의 암 조직과 같은 상태를 만들기 위하여, 누드 마우스에 세포 주를 주입하여 암 조직을 형성한 후 in vitro와 같은 방식으로 MTT assay를 시행(ex vivo)하였다. 이 두 실험에 대한 흡광도 값에 따른 저해율(inhibition rate, %)을 구하였다. 결 과: $SF_2$ 및 세포생존곡선에 따르면 CT-26 및 LoVo가 HCT-8, WiDr에 비해 방사선에 민감하였다(p<0.05). In vitro MTT assay 결과 WiDr, HCT-8, LoVo와 CT-26의 방사선 저해율이 각각 17.3%, 21%, 30%, 56.5%를 나타내었다. 또한 ex vivo MTT assay의 저해율은 HCT-8, WiDr, LoVo와 CT-26에서 각각 23.5%, 26%, 38%, 53%를 나타내었다. 통계적인 차이를 감안하였을 때 세포생존곡선을 통해 얻은 방사선 감수성의 결과와 동일한 순서를 가졌다. 결 론: 4개의 세포 주의 방사선의 감수성의 순서가 세포집락 측정기법 및 in vitro와 ex vivo MTT assay 결과에서 거의 일치함을 보였다. 이는 직장암 환자에서 MTT assay를 통해 방사선 감수성을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.27-31
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• 1994

종양의 조직학적 형태에 따라 또 같은 조직의 종양에서도 각 환자에 따라 방사선 치료에 대한 반응 정도에는 많은 차이가 관찰된다. 이러한 방사선 감수성을 예측하는 한 방법으로 각 환자에서 떼어낸 종양조직을 일차 배양하여 방사선 조사에 의한 세포 생존 곡선을 구한뒤 2Gy에서의 생존(SF2)을 얻었다. 방사선 치료가 계획된 두경부 종양과 자궁경부암 환자의 종양 조직을 얻어 기계적인 방법으로 미세절편으로 만든 후 collagenase type IV와 2시간 배양하여 단일 종양세포 혼탁액을 얻었다. Cell adhesive matix로 전처리된 24 well plate에 각 well당 일정수의 세포를 넣어 24시간 배양한뒤 각 열에 0, 1, 2, 3, 4. 6Gy의 방사선을 조사하였다. 13일간 배양후 crystal violet으로 염색한뒤 image analysis system을 이용하여 각 well의 광학밀도를 측정하여 세포 생존을 구한다. Linear quadratic model에 의한 생존 곡선을 얻은 뒤 2Gy에서의 생존율을 구하였다. 배양된 세포가 편평상 피암세포임을 확인하기 위하여 cytokeratin과 epithelial monoclonal 항체를 이용한 Immunocytochemical 염색을 하여 형광 현미경으로 관찰하였다. 5명의 두경부종양 환자와 20명의 자궁경부암 환자의 종양조직을 얻어 실험하여 15명(60$ \% $) 종양의 2Gy 생존을 얻는데 성공하였다. 10명의 일차 배양 실패의 원인은 단일 종양세포 혼탁액에 종양세포가 너무 적었거나 세포 이식후 배양이 잘 자라지 않은 것으로 판정되었다. 15편평 상피암 세포의 SF2의 평균은 0.55$\pm$0.17이었으며 범위는 0.20에서 0.79까지로 같은 편평상피암이라도 각 환자에 따라 SF2 간에 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이상에서 같은 부위에 생긴 같은 조직 유형의 종양이라도 각 환자마다 SF2 값의 차이가 큰 것으로 보아 방사선 치료의 효과를 예측할 수 있는 한 인자로 SF2 값을 이용할 수 있을 것으로 생각된다.