• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.427-428
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• 2014

서론: 최근 전세계적인 고령화 진행에 따른 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등과 같은 각종 뇌관련 질환에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며 다양한 뇌질환 치료를 위하여 뇌 신경 신호의 정확한 검출 대한 연구가 학계에서 활발히 진행되고 있다. 효과적인 뇌 신경 신호 검출을 위해서는 세포조직의 손상을 최소화 할 수 있는 초소형 신경탐침 및 극소 면적내에서 극대화된 검출 전극이 구현되어야 한다. 그러나, 극소 면적내에 구성된 소면적 전극을 통한 신호 검출은 전극 계면에서의 높은 임피던스를 야기시켜 정밀한 신경신호 검출에 어려움을 만든다. 따라서, 뇌 신경 신호 검출시 전극 계면에서의 낮은 임피던스를 검출하기 위한 다결정실리콘, 이리듐 산화막, 탄소나노튜브와 같은 다양한 전극 소재를 이용한 신경탐침 연구가 제안되어 왔다. 본 연구에서는 극소화된 전극면적과 신경세포 계면에서의 저 임피던스 신경신호 검출을 위하여 비이온성 계면활성제와 전해도금을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 검출 전극으로 활용하였다. 실험 결과: 제작된 신경탐침의 몸체는 실리콘으로 이루어지며, 탐침 끝단에는 신호 측정을 위한 나노동공 백금층을 갖는 전극들이 집적되어 있다. Fig. 1 는 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 이미지 (a), SEM (b), TEM (c), FESEM (d) 측정결과를 보여준다. 0.9 %의 NaCl 용액에서 제작된 신경탐침의 계면임피던스 및 위상각 변화에 대한 측정결과가 Fig. 2에 나타나 있다. 1.2 kHz 주파수에서 $942.6K{\Omega}$ ($0.029{\Omega}cm^2$, $3.14{\mu}m^2$)로 극대화된 실표면적을 갖는 나노동공 백금층에 의하여 매우 낮은 임피던스 특성을 보인 것으로 판단된다. 또한 제작된 신경탐침은 위상각이 $-82.9^{\circ}$로서 캐패시터와 같은 역할을 하고 있다고 예상할 수 있었으며 $4.6mFcm^{-2}$의 축전용량값을 보였다. Fig. 3는 1 M의 황산용액에서 나노동공백금층이 형성된 신경탐침 전극과 형성 전의 전기화학적 표면변화를 비교분석한 결과로서 나노동공 백금층의 형성 전/후의 전류응답 특성이 상이하게 나타났다. 나노동공 백금층의 실표면적 극대화로 인한 전류응답수치 또한 크게 향상 되었으며, 0~-0.25 V 영역에서의 수소 흡착에 따른 환원곡선은 전형적인 백금 특성을 보여주는 결과로 판단 할 수 있다. Table 1는 기존에 연구되었던 신경탐침들과 본 연구에서 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 임피던스와 캐패시턴스 특성을 비교한 결과이다. 결론: 본 연구에서는 실리콘 신경탐침 끝단에 집적된 전극상에 전해도금법을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 형성하고 전극 계면상의 낮은 임피던스를 검출을 하였다. 나노동공 백금층을 갖는 신경탐침은 순환전압전류법을 통해 극대화된 실표면적을 극대화를 확인할 수 있었으며, 극대화된 검출 전극면은 저 임피던스 측정에 용이함을 실험을 통해서 증명할 수 있었다. 따라서, 높은 거칠기값의 나노동공 백금층은 초소형화된 신경탐침상에 집적되는 전극면적소형화와 다수의 전극 구현에 효과적일 것으로 판단되며 보다 정확한 신경신호 검출을 통한 뇌질환의 명확한 이해에 유망할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.521-528
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• 2017

과도한 음주는 치매 및 알츠하이머 병과 같은 여러 신경계 질환을 일으키는 주요원인 중 하나로 알려져 있으며 이를 해결하기 위한 많은 노력인 진행 중이다. 또한, 홍삼은 신경 세포의 생존, 세포 자멸사의 억제 및 신경 세포의 신경 재생을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 Rg3 풍부 고려홍삼 추출액(KRG)이 알코올 유발성 신경독성으로 인하여 일어나는 PC12 세포의 세포 사멸을 억제 할 수 있는지, 그리고 KRG가 caspase 매개 경로와 관련된 몇 가지 인자들을 어떻게 조절하는지 확인하는 것이다. 그 방법으로, 우리는 PC12 세포에서의 세포 생존율과 세포 사멸율은 EZ-Cytox 세포 생존율 측정 kit와 유세포 분석기로 측정하였고, 세포 자멸 관련 단백질(Bcl-2, Bax, caspase-3)의 발현 정도를 Western blot기법으로 측정하였으며, 측정된 결과의 유의성을 ANOVA 분석법으로 확인하였다. 그 결과, KRG는 Bcl-2의 발현을 증가시키고, Bid와 Bax 및 caspase-3 발현을 저해하였고, 이를 통해 알코올로 유도된 PC12 세포의 세포 사멸을 억제하였다. 이러한 결과를 통해, KRG에 의해 유도된 Bcl-2 발현의 증가와 Bid 및 Bax 발현의 하향 조절이 caspase-3 발현을 하향 조절하고, 결국 미토콘드리아 세포 사멸 경로를 억제한다는 것을 결론내릴 수 있었다. 본 연구는 향 후, KRG가 신경 보호제 후보로서 개발할 가치가 있음을 제시하였다.

• 한국임상약학회지
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• 제23권1호
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• pp.33-41
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• 2013

Background: Prevalence of depression comorbid with neurologic disorders such as Alzheimer' disease (AD), Parkinson's disease (PD) and vascular dementia (VD) is higher than that of primary depression. Antidepressant medications, suggested by many researches for depression comorbid with neurologic disorders such as AD, PD and VD, are mainly selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI). Objective: The primary objective of this study is the evaluation of antidepressant drug therapy for AD, PD and VD. Method: This study was a retrospective study based on medical records, carried out for 3 years and 6 months (Jan. 2007~Jul. 2010). Patients, diagnosed as comorbid depression through Beck Depression Inventory (BDI), Cornell Depression Scale (CDS), Geriatric Depression Scale (GDS) among neurologic out-patients of Chungnam National University Hospital because of AD, PD and VD, were selected. The results were evaluated by efficacy and safety of antidepressant drug therapy. Results: In result, the prescribing rates of antidepressants were 30%, 55% and 40% for each AD, PD and VD. Depression cure rates of patients receiving antidepressants vs patients not receiving antidepressants were 40% vs 39%, 33% vs 23% and 38% vs 30% for AD, PD and VD. The frequencies of prescriptoin of SSRI were 21%, 11% and 27% for each AD, PD and VD. The frequencies of prescriptoin of benzodiazepine (BZD) was 61%, 82% and 61% for each AD, PD and VD. The ratio of single BZD prescription was more than that of combination prescription of antidepressants. Tricyclic antidepressants (TCA) were rarely prescribed. The rate of patients with BZD-related side effects was 54%. The most frequent side effects of BZD were dizziness (30%), drowsiness (21%) and headache (16%). Side effects of SSRI were rare. Conclusion: In conclusion, the frequencies of prescription of antidepressants were not common for AD, PD and VD. There was little difference in depression cure rate between patient receiving antidepressants and not receiving. Even though SSRI has to be the highest priority of usage, the frequencies of prescription of SSRI were lower than those of BZD. Additional researches and efforts are required to improve antidepressant drug therapy for neurologic disorders such as AD, PD and VD.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.197-197
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• 2019

총인처리시설에서는 응집제를 주입하여 인이나 오염물질을 침전시켜 처리하고 있으며 PAC(poly aluminum chloride)나 $FeCl_3$, $Al_2(SO_4)_3$, 등 다양한 종류의 응집제가 사용되어지고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 알루미늄계열의 응집제는 처리수에 잔류이온이 존재하게 되어 인체에 축적돼 알츠하이머 병 등 신체질환을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 사전에 예방하기 위해 $TiCl_4$와 같은 티타늄계열 응집제에 대한 연구가 진행되고 있다. $TiCl_4$ 응집제는 인 제거에 효과적으로 적용할 수 있으며 수중에 잔류이온을 유발하지 않으며 Ti이온은 치과임플란트나 의료장비로 사용될 만큼 인체에 무해하다고 알려져 있다. 응집제 사용에 따라 생성된 응집슬러지의 처리방안에 있어서 기존 응집제의 경우 생성된 슬러지의 대부분은 하수슬러지 위탁처리업체를 통해 소각 및 매립, 재활용 되고 있으나, $TiCl_4$를 응집제로 사용할 경우 생성된 슬러지를 인발하여 건조 및 소성을 통해 이산화티타늄으로 재활용할 수 있어 슬러지를 친환경적으로 처리가 가능해 기존 슬러지 처리방안의 경제적, 환경적 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 $TiCl_4$를 하수처리장 방류수에 주입하여 수중의 총인(T-P)을 처리한 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조와 소성과정을 거쳐 이산화티타늄을 제조하였다. 방류수를 취수해 2.5mg/L의 초기 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며 제조된 원수에 $TiCl_4$를 0.6mL 주입하였을 때 99.93%의 총인제거효율을 얻을 수 있었다. 응집 실험 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조 후 $300{\sim}1000^{\circ}C$의 각각 다른 온도조건에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, SEM과 XRD를 통해 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 제조된 이산화티타늄은 $500{\sim}800^{\circ}C$에서는 아나타제, $900{\sim}1000^{\circ}C$에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 또한, $TiCl_4$ 주입량에 따른 이산화티타늄의 최종 생산량과 제조 시 사용되는 건조로 및 소성로의 경제적 비용 등을 고려하여 이산화티타늄 1Ton을 제조하기 위해 필요한 단가를 산출하였다. 본 연구에서 제조된 이산화티타늄 1kg의 생산단가는 약 5,400원으로 나타났으며, 가장 많이 사용되는 P-25 광촉매 보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있다. 따라서 하수처리장에 적용 시 기존 응집제 보다 비싼 $TiCl_4$ 비용을 보완하고 친환경적인 슬러지 처리로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권8호
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• pp.265-270
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• 2019

성장하는 증거는 소포체 (ER) 스트레스의 매개 세포 사멸이 알츠하이머병을 포함한 신경 퇴행성 질환의 병리학적 발달에 중요한 역할을 한다. 로디올라 사크라(ERS)의 에탄올 추출물은 ER 스트레스 유도제인 호모시스테인(Hcy)세포 사멸과 ER 스트레스의 신경 neuro -2A 세포를 보호할 수 있는지를 조사한다. 뉴런 세포에서 Hcy는 MTT 분석에 의해 확인된 바와 같이 세포 생존 가능성은 현저히 감소시켰고, Annexin V 양성 세포의 사멸을 유도했다. ERS로 전처리한 Hcy세포 생존력 및 세포 사멸 손실은 약화되었으며, Hcy는 C/EBP 상 동성 단백질과 78-kDa 포도당 조절 단백질의 발현 및 X-box 결합 단백질 -1 (xbp1) mRNA의 접합에 스트레스를 유도했다. ESR은 Hcy에 의해 유도된 xbp-1 mRNA 접합, GRP78 및 CHOP 세포를 감소시켜 Hcy-induced ER 스트레스 및 세포 사멸에 대한 보호를 나타내며, Western blotting 분석에 heme oxygenase-1의 발현 및 HO-1 효소 활성 억제는 hemin에 의한 세포 사멸을 감소시키는 등 신경 퇴행성 질환에 치료적 가치를 보여준다.

• 생물정신의학
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• 제27권2호
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• pp.94-100
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• 2020

Objectives Amyloid β positron emission tomography (Aβ PET) is widely used as a diagnostic tool in patients who have symptoms of cognitive impairment, however, this diagnostic examination is too expensive. Thus, predicting the positivity of Aβ PET before patients undergo the examination is essential. We aimed to analyze clinical predictors of patients who underwent Aβ PET retrospectively, and to develop a predicting model of Aβ PET positivity. Methods 468 patients who underwent Aβ PET with cognitive impairment were recruited and their clinical indicators were analyzed retrospectively. We specified the primary outcome as Aβ PET positivity, and included variables such as age, sex, body mass index, diastolic blood pressure, systolic blood pressure, education, dementia family history, Mini Mental Status Examination (MMSE), Clinical Dementia Rating (CDR), Clinical Dementia Rating-Sum of Box (CDR-SB), hypertension (HTN), diabetes mellitus (DM) and presence of apolipoprotein E (ApoE) E4 as potential predictors. We developed three final models of amyloid positivity prediction for total subjects, mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer's disease (AD) dementia using a multivariate stepwise logistic regression analysis. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis was performed and the area under curve (AUC) value was calculated for the ROC curve. Results Aβ PET negative patients were 49.6% (n = 232), and Aβ PET positive patients were 50.4% (n = 236). In the final model of all subjects, older age, female sex, presence of ApoE E4 and lower MMSE are associated with Aβ PET positivity. The AUC value was 0.296. In the final model of MCI subjects (n = 244), older age and presence of ApoE E4 are associated with Aβ PET positivity. The AUC value was 0.725. In the final model of AD subjects (n = 173), lower MMSE scores, the presence of ApoE E4 and history of HTN are associated with Aβ PET positivity. The AUC value was 0.681. Conclusions The cerebral amyloid positivity model, which was based on commonly available clinical indicators, can be useful for prediction of amyloid PET positivity in MCI or AD patients.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.331-337
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• 2022

비탄성적 산란에 의한 빛의 방출 현상을 이용한 라만 분광법 기술은 무표지 방식으로 분자를 식별하는 기술로 바이오 의학 및 재료 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 연구되고 있다. 광프로브 기반 라만 분광기는 국소 부위의 화학 분석을 최소 침습 방식으로 측정할 수 있어 수술 중 실시간 진단 기술로 적용할 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 화학 물질의 농도별 변화에 따른 라만 신호의 변화를 살펴보아 라만 실험 장치의 캘리브레이션을 진행하였으며, 정상 쥐와 아밀로이드 베타 플라크가 축적된 5xFAD 치매성 돌연변이 모델의 대뇌 조직을 대상으로 라만 신호 특성을 측정 및 비교 분석하여 알츠하이머씨 병의 진단을 위한 가능성을 탐구하였다. 또한 대표적인 치매 원인 물질인 아밀로이드 베타에 대한 라만 신호 측정을 병행하여 치매 진단에 대한 적용을 교차 검증하였다. 본 라만 분광법 연구를 통해 치매 진단에 있어 기존문진 검사 및 뇌 영상 진단을 대체하여 정밀하게 판별할 수 있는 하나의 진단 지표로서의 가능성을 보았으며, 추후 뇌신경계뿐만 아니라 인체의 다양한 장기 및 질병에 적용시켜 물리·공학·화학 등 다양한 연구분야에서의 원천기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권1호
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• pp.57-62
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• 2022

혈소판의 과도한 활성화 및 응집은 심혈관계 질환의 주요원인이 된다. 따라서, 혈소판 활성화 및 응집을 억제하는 것은 심혈관계 질환을 예방하고 치료하는데 있어서 매력적인 치료 표적으로 여겨진다. 특히, 혈관 내피세포에서 분비되는 collagen에 의한 강력한 혈소판 활성화와 응집이 혈관질환에서 특징적이다. Artesunate는 Artemisia 또는 Scopolia 속 식물의 뿌리에서 추출한 화합물이며, 항암 및 알츠하이머 병 분야에서 효과가 있다고 보고된 바 있다. 그러나, artesunate가 collagen 유도의 혈소판 활성화와 응집에 미치는 영향과 그 기전에 대해서는 규명된 바가 없다. 본 연구에서는 collagen이 유도하는 사람 혈소판 응집에 있어 artesunate이 미치는 영향을 확인하였고, artesunate의 작용 기전을 명확히 하였다. Artesunate은 혈소판가 활성화 될 때 신호 전달 과정에 작용한다고 알려진 인단백질인 PI3K/Akt 및 MAPK의 인산화를 억제하였다. 또한, artesunate는 TXA2 생성을 감소시켰고, ATP 및 serotonin 방출 등의 혈소판 내 과립 분비를 감소시켰다. 그 결과, artesunate는 혈관 내피세포에서 분비되는 강력한 응집 유도 물질인 collagen으로 유도된 혈소판 응집을 106.41 μM의 IC₅₀로 강력하게 억제하였다. 이 결과들을 통해, artesunate가 혈관 손상을 통해 일어나는 사람 혈소판의 활성화 및 응집을 억제하는 데 유효한 항혈전 물질로 가치가 있음을 제안한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.250-257
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• 2023

Glutamate는 포유류의 중추신경계에 분포하는 흥분성 신경전달물질로, 기억, 인지, 그리고 학습 등에 있어서 중요한 역할을 한다. 하지만 고농도의 Glutamate는 신경세포에 독성을 유발하여 신경세포사멸을 유도함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌졸중 등의 신경퇴행성질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 아열대 천연물의 항산화 활성과 신경보호 효과를 분석하였다. 11종의 아열대 추출물 중에서 Salacca wallichiana 추출물 (SE)의 라디칼 소거활성이 뛰어난 것으로 나타났다. 그리고 SE의 신경보호 효과를 조사한 결과 glutamate로 유도되는 cell death로부터 신경세포를 보호하였다. 또한 glutamate로 유도되는 apoptosis로부터 HT22 세포를 보호하는 효과는 Annexin V와 PI로 염색한 후 flow cytometry를 통해 분석되었다. 추가적으로 H₂DCFDA 염색을 이용하여 SE가 glutamate로 유도되는 세포 내 활성 산소 종 (ROS)을 억제한다는 것을 확인했다. SE의 신경보호 효과는 oxidative stress로 유발되는 Mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway를 억제함으로써 신경세포를 보호하는 것으로 나타났다. 결과적으로 SE가 신경퇴행성질환을 예방하기 위한 치료제 개발에 기여할 수 있음을 나타낸다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.402-407
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• 2023

혈소판 응집의 조절은 정상적인 지혈을 유지하는 데 중요하지만 비정상적이거나 과도한 혈소판 응집은 뇌졸중, 죽상동맥 경화증 및 혈전증과 같은 심혈관 질환에 기여할 수 있다. 따라서 혈소판 응집을 제어하거나 억제할 수 있는 물질을 식별하는 것은 이러한 상태의 예방 및 치료를 위한 유망한 접근 방식이다. Artemisia 또는 Scopolia 속 식물에서 추출한 artemisinin은 항암 및 알츠하이머병 연구와 같은 다양한 분야에서 가능성을 보여주었다. 그러나 artemisinin이 혈소판 활성화 및 혈전 형성에 영향을 미치는 구체적인 역할과 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 이 연구는 혈소판 활성화 및 혈전 형성에 대한 artemisinin의 효과를 조사하였다. 그 결과, cAMP 생성과 cAMP 의존성 kinase에 대한 기질인 VASP 및 IP₃R의 인산화가 artemisinin에 의해 유의미하게 증가되었다. IP₃R의 인산화는 조밀한 관형 시스템에서 정상적으로 동원되는 Ca²⁺를 억제하였고, VASP의 인산화는 αIIb/β₃ 혈소판 막 불활성화를 통한 fibrinogen 결합을 억제하였다. 마지막으로, artemisinin은 thrombin이 유발하는 혈전 형성을 농도의존적으로 억제하였다. 따라서 우리는 artemisinin이 혈소판 활성화의 효과적인 예방 및 치료제로 작용하여 비정상적인 혈소판 응집 및 혈전 형성으로 인해 유발되는 심혈관 질환의 개선에 기여할 수 있음을 제안한다.