• 농업생명과학연구
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• 제44권3호
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• pp.41-52
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• 2010

본 연구는 1999년부터 2005년까지 K GGP 종돈장에서 농장검정된 Yorkshire종 16,202두의 산육형질자료 를 근거로 다변량 통계모옇을 이용한 산육형질에 대한 유전모수를 추정 하고자 실시하였다. 조사된 모든 산육형질에 대해 성, 출생년도, 출생계절, 산차 및 생시체중의 효과는 고도의 유의성(p<0.01)을 나타내었다. 산육형질에 대한 생시체중 그룹의 효과는 생시 체중이 높은 그룹일수록 일당증체량 및 정육율은 높아지는 반면, 90 kg 도달일령, 등지방 두께 및 등심단면적은 결과치가 낮아지는 경향을 보였다. 생시체중이 높은 그룹이 복 평균개체중과 복 총체중이 높은 경향을 보였다. 산육형질에 대한 유전력의 경우 복의 효과를 고려하지 않은 유전력 보다 10~30%까지 낮게 추정되었다. 복의 효과를 고려하지 않은 유전력 및 복의 효과를 고려한 유전력 결과는 각각 일당증체량이 0.468, 0.328, 90 kg 도달일령이 0.474, 0.326, 등지방 두께가 0.452, 0.396, 등심단면적이 0.240, 0.200, 정육율의 경우 0.458, 0.380로 추정되었다. 따라서 최근 연구문헌의 자료 및 유전모수추정치 결과를 종합하여 볼 때 정확한 유전모수 추정을 위해 분석시 복의 효과를 고려한 모델식을 적용하여 육종가의 정확도를 높여야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.18-28
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• 2019

최근 비만에 의해 과발현된 신경세포형 산화질소 생성효소(neuronal nitric oxide synthase, nNOS)가 정서적 행동을 조절하는 중요한 인자라는 보고되었다. 이와 관련한 최근의 연구에서 운동이 비만에 의해 과발현된 nNOS를 억제하고 정서적 우울감과 항불안 효과를 감소시켰다는 연구결과가 보고되었다. 운동은 nNOS를 억제하여 뇌의 기능을 향상시킬 수 있는 효과적인 전략으로 보이지만 운동은 강도에 따라 면역 반응에 큰 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 고지방식이(high-fat diet, HFD)로 유도된 비만 마우스에서 다른 강도의 운동을 실시하여 해마의 nNOS 발현의 차이를 분석하고자 하였다. 실험동물은 C57BL/6 마우스를 사용하였다. 대조군(CON, n=14)을 제외한 마우스(n=35)에게 6주 동안 60%의 고지방식이를 섭취시켜 비만을 유도하였다. 6주간의 비만유도 기간이 종료된 후 CON과 비만이 유도된 동물 각각 7마리씩 희생하여 비만유도를 확인하는데 사용되었다. 나머지 동물은 8주간의 운동중재 연구에 이용되었다. 이 때 CON을 제외하고 비만이 유도된 동물들은 고지방대조군(HFD) 그리고 저강도운동군(HFD-LI, n=7) 중강도운동군(HFD-MI, n=7) 그리고 HFD-고강도(HFD-HI, n=7)로 나누어졌다. HFD-LI는 12 m/min으로 75분, HFD-MI는 15 m/min으로 60분 그리고 HFD-HI는 18 m/min으로 50분 동안 동물용 트레드밀에서 운동이 수행되었다(동등한 운동량, 900 m). 해마(hippocampus)의 nNOS 단백질의 발현은 CON에 비해 HFD에서 유의하게 높았고(p<0.01), CON과 운동을 실시한 모든 그룹과 차이가 없었다. 하지만 HFD-LI에 비해 HFD-HI가 유의하게 nNOS 발현이 낮았다(p<0.05). 대뇌피질에서는 CON에 비해 HFD에서 유의하게 높았으나(p<0.01), 다른 그룹 간에 차이는 없었다. nNOS의 생성을 조절할 수 있는 인산화된 Akt (pAkt)의 발현이 CON과 HFD에 비해 운동을 실시한 나머지 그룹 모두에서 유의하게 높았다. 대뇌피질에서의 pAkt의 발현에서는 차이가 모든 그룹 간에 차이가 없었고, 소뇌에서는 CON에 비해 HFD-HI에서 유의하게 높았다(p<0.05). 소뇌에서는 각 그룹 간에 차이가 없었다. 결론적으로 nNOS는 고지방식이와 비만에 의해 과발현된 것으로 보여지고 이를 운동을 통하여 낮출 수 있는 것으로 보여지며, 이 때 운동량이 같다는 가정하에 상대적으로 높은 강도가 효과적일 가능성이 있다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.923-935
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• 2023

산딸기(RC), 유백피(UM)와 치자(GJ)는 위장장애 개선 및 다양한 효능이 보고된 중요한 민간 의약품 소재이다. 본 연구에서는 안전한 천연물을 이용한 실제적 위장 질환 개선제의 상업화를 위해, 상기 3종 천연물 추출물의 분말을 각각 3:1:2(w/w/w) 비율로 혼합하여 제조한 임상용 복합제제(LS-RUG-com)의 위 질환 억제활성을 평가하였다. HCl/EtOH 유도 위염 모델에서 LS-RUG-com (150 mg/kg)은 76%의 우수한 위염 억제 효능을 보였다(lesion index; HCl/EtOH, 112.37±11.20 mm, RUG-com; 26.32±1.87 mm). 또한 indomethacin 처리에 의한 위궤양 rat model에서 LS-RUG-com (150 mg/kg) 처리 시 90.8%의 위궤양 억제 효능을 보여, 임상에서 사용중인 cimetidine (100 mg/kg) 처리구의 81.1% 억제활성보다 우수한 활성을 보였다(lesion index; indomethacin ; 121.72±3.19 mm, RUG-com ; 12.5±1.16 mm). 역류성 식도염 유발 모델에서는 LS-RUG-com (150 mg/kg) 처리군에서 조직학적으로 omeprazole (150 mg/kg)에 비교되는 우수한 위 및 위 점막 손상 회복 활성을 확인하였으며, 위 내용물의 pH 상승, 위점막 보호의 증가 및 위의 pepsin 생성억제를 확인하였다. 또한, 위 식도 조직에서 TNF-α 및 IL-1β 발현이 유의적으로 감소하여 염증 발생이 억제됨을 확인하였다. 또한 항 Helicobacter pylori 효능도 검증하였다. 본 연구는 LS-RUG-com이 인체의 위 관련 질환을 개선하고, 위 및 위 점막 손상을 예방, 개선할 수 있음을 제시하고 있다.

• Neonatal Medicine
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• 제17권2호
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• pp.181-192
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• 2010

목적: 비경쟁적 NMDA 길항제인 dizocilpine (MK-801)는 저산소성 허혈성 뇌병증, 외상성 뇌손상, 흥분독성과 같은 신경 질환의 동물 모델에서 보호 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 dizocilpine을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 항 세포사멸사을 통한 기전을 알아보고자 하였다. 방법: 생체외 실험으로 재태기간 19일된 태아 흰쥐의 대뇌피질 세포를 배양하여 3군(정상산소군, 저산소군, 뇌손상 전dizocilpine 투여군)으로 나누었다. 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 뇌손상 전 dizocilpine 투여군($10{\mu}g/mL$)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% CO2)에서 16시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 생체내 실험으로 저산소성 허혈성 뇌병증의 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군(정상산소군, 수술 없이 저산소군, sham 수술 후 저산소군, 수술 후 저산소군, vehicle 투여후 저산소군, dizocilpine 투여 후 저산소군)으로 나누었고, 저산소 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$에 노출시켰다. Dizocilpine은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 10 mg를 투여하였고, 저산소 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 생체외 내 실험 모두 세포사멸사와 관련된 Bcl-2, Bax, caspase-3항체와 primer를 이용하여 western blots과 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결과: 세포사멸사와 관련된 생체외 내 실험에서 Bcl-2의 발현은 저산소군에서 정상산소군보다 감소하였으나 dizocilpine 투여군에서 저산소군보다 증가하였다. 그러나 Bax와 caspase-3 발현 및 Bax/Bcl-2의 비는 반대로 표현되었다. 결론: 본 연구에서 dizocilpine은 항 세포사멸사를 통하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• Neonatal Medicine
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• 제18권1호
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• pp.59-69
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• 2011

목적: 6-cyano-7-nitroquinoxalin-2,3-dione (CNQX)는 저산소성허혈성뇌병증, 외상성뇌손상, 흥분독성과 같은 뇌 손상동물 모델에서 보호 효과가 있다고 발표되고 있지만 신생아기에 그 효과에 대해서는 아직 제한적이다. 저자들은 CNQX를 이용하여 저산소성허혈성뇌손상을 동반한 발달 과정에 있는 흰쥐 뇌에 산화질소합성효소 중재를 통한 뇌 보호 효과를 알아보고자 하였다. 방법: 생체내 실험으로 생후 7일된 신생 흰쥐의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개군(정상산소군, 수술없이 저산소군, sham수술 후 저산소군, 수술 후 저산소군, vehicle 투여 후 저산소군, CNQX 투여 후 저산소군)으로 나누었고, 저산소 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$에 노출시켰다. CNQX은 뇌손상 전 30분에 체중 kg당 10 mg를 투여하였다. 생체외 실험으로 재태기간 18일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 뇌손상 전 CNQX 투여군(10 ${\mu}g$/mL)은 1% $O_2$). 배양기(94% $N_2$, 5% $CO_2$)에서 16시간동안 뇌세포손상을 유도하였다. 생체내 외 실험 모두 산화질소합성효소와 관련된 iNOS, eNOS, nNOS 항체와 primer를 이용하여 western blotting과 실시간중합효소연쇄반응을 시행하였다. 결과: 산화질소합성효소와 관련된 생체외 내 실험에서 iNOS와 eNOS의 발현은 저산소군에서 정상산소군보다 감소하였으나 CNQX 투여군에서는 저산소군보다 증가하였다. nNOS의 발현은 반대로 표현되었다. 결론: 본 연구에서 CNQX는 산화질소합성효소 중재를 통하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권1호
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• pp.150-167
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• 2020

이 글은 석릉(石陵)에서 출토된 자기에 대한 과학적 분석을 통해 금구자기(金釦瓷器)임을 밝히고, 그 현황과 특징을 살펴보는 것을 목적으로 한다. 이를 통해 하한(1237)년도가 명확한 고려 왕릉에서 출토된 금구자기를 부각시키고, 한정적이었던 금구자기 연구에 도움이 되고자 하였다. 국립문화재연구소에서 실시한 석릉 발굴 조사 결과, 석실 내부에서 청자, 금·청동·철제품 등 다양한 유물을 수습하였다. 청자는 총 160점이 확인되었는데 기종은 대접, 접시, 잔, 잔탁 등이다. 이 중 구연에 금속 테가 확인되는 청자는 잔편까지 포함하면 총 58점으로, 기종은 대접, 접시, 뚜껑, 잔탁 등으로 다양하다. 기존의 여러 전시와 논문을 통해 알려진 석릉 출토 금구자기는 <청자양각국화문대접> 1점으로 파악되었다. 그러나 이번 조사를 통해 다수의 금구자기를 확인할 수 있었다. 현재까지 금구장식은 전세품과 출토품을 통해 상급의 품질을 지닌 청자에 국한되어 나타나는 것으로 이해되었다. 그러나 석릉 출토품을 통해 금구자기에는 다양한 기종과 품질이 있다는 사실이 확인되었다. 석릉에서 출토된 58점의 금구자기 중 12점을 선별하여 과학적 분석을 실시하였다. 그 결과, 금구장식에 사용된 주 성분은 주석(Sn)으로 파악되었으며 미량의 구리(Cu), 납(Pb) 등이 공통적으로 확인되었다. 또한 금구장식을 접착한 물질은 가죽이나 근육, 뼈 등을 원료로 하는 교(膠)로 확인된다. 석릉 출토 금구자기는 파주 혜음원지 출토품의 성분과 동일하게 확인되는데, 당시 금구자기의 제작 기법을 명의 송응성(宋應星)이 저술한 『천공개물(天工開物)』을 통해 추정하였다. 주석은 은백색의 광택과 잘 변색되지 않는 특징을 갖고 있으며, 인체에 무해하기 때문에 청자 구연에 부착하였던 것으로 생각된다. 당시에 주석, 구리 등의 금속은 구하기 힘들었을 것이며, 『선화봉사고려도경(宣和奉使高麗圖經)』을 통해 당시 금속을 사용할 수 있었던 계층이 한정적이었음을 알 수 있다. 따라서 금구자기의 사용은 왕실을 중심으로 이루어졌던 것으로 보았다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권1호
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• pp.32-41
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• 2004

목적 : MnPC의 자기이완성질을 살펴보고, 토끼의 간에 이식한 VX2 암종을 이용해 자기공명영상에서 간의 조영증강형태를 관찰하고자하였다. 또한 간세포 특이성 조영제 사용 시와 비교하여 MnPC의 조직특이성 조영제로서의 가능성을 탐색해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 조영제 합성시 상자성 원소의 배위자로 phthalocyanine(PC)를 선택하였다. 2.01 g (5.2 mmol)의 phthalocyanine을 0.37g(1.4 mmol)의 manganese chloride와 $310^{\circ}C$에서 36시간동안 반응시킨 후 혼합물을 크로마토그래피 (CHC13: CH3OH=98:2, volume ratio)로 정제하여 2000 달톤의 분자량을 갖는 1.04 g $(46\%)$의 MnPC를 얻었다. 자기이완율은 MnPC를 0.1 mmol로 희석시켜 1.5 T (64 MHz)에서 측정하였다. VX2 암종은 토끼의 간실질 내에 종양세포 부유액을 주입해 실험적으로 유발시켰다. 모든 영상은 1.5 T MR장비에서 무릎관절코일을 사용하여 획득하였다. 본 연구에서 새로 개발된 거대분자 자기공명영상 조영제인 MnPC (4m-mol/kg)와 간세포 특이성 조영제인 Mn-DPDP (0.01 mmol/kg)가 사용되었으며 이들 조영제는 토끼의 이정맥을 통해 주입되었다. T1 강조영상은 스핀에코 (TR/TE=516/14 msec)와 고속다면회손경사회복 (TR/TE=80/4 m-sec, flip angle $60^{\circ}$)을 사용하여 얻었고, T2 강조영상의 획득을 위해서는 고속스핀에코 (TR/TE=1200/85 m-sec)를 사용하였다. 결과 MnPC의 1.5T (64MHz)에서의 자기이완율은 $R1=7.28\;mM^{-1}S^{-1}$, $R2=55.56\;mM^{-1}S^{-1}$ 이었고, MnPC의 높은 T2 자기이완율은 T2 강조영상에서의 정상 간실질의 신호강도를 감소시켜 간실질과 VX2 암종의 구분을 쉽게 하였다. MnPC 주입시 T1 강조영상에서는 간세포 특이성 조영제의 주입시보다 종양의 경계가 명확하였고, 조영증강은 주입후 최소한시간 이상 높게 유지되었다. 결론 : MnPC가 간세포로 흡수되어 담관으로 배설된다는 사실은 Mn-DPDP와 유사한 특성이며 이는 MnPC가 새로운 간특이성 조영제임을 확인시켜 준다. 또한 MnPC의 R2값이 기존의 조영제에 비해 매우 크다는 사실은 T1 조영제로서 뿐만 아니라 T2 조영제로서의 사용 가능성을 보여준다. 이러한 사실들을 좀더 정확하게 뒷받침하기 위해서는 임상적으로 사용되기 이전에 생체 내 그리고 시험관내 연구가 더 필요하며 다른 동물모델에서의 추가적인 연구가 요구된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.42-51
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• 2011

전통적으로 심근 생존능을 식별하고 심근 관류를 정확히 평가하기 위한 도구로 핵의학영상이 이용되고 있으나 경색영역을 정의하기에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 극성지도의 분포를 분석하여 특성에 맞는 적응적 임계값을 이용하여 심근경색 모델을 정량적으로 평가하고자 하였다. 쥐 심근경색 모델은 왼쪽 관상동맥을 결찰시켜 제작하였다. 소동물PET 영상은 37 MBq $^{18}F$-FDG를 쥐의 꼬리정맥에 주사한 후 60분 섭취 후 Siemens Inveon SPECT/PET 스캐너를 이용하여 20분 동안 ECG 신호와 함께 획득하였고, OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. PET 영상의 심근 극성지도는 Siemens QGS 소프트웨어에 적합한 형식으로 변환 후 자동으로 심근 벽을 설정하여 작성하였다. 심근경색영역의 기준데이터는 TTC 염색으로 설정하였으며 전체 좌심실대비 염색된 영역의 백분율로 획득하였다. 최적의 임계값 설정을 위해 절대치 설정 방법, Otsu 알고리즘, 다중가우시안혼합모델(Multi Gaussian mixture model, MGMM)을 이용하여 평가하였다. 절대치 설정 방법은 10~90%까지 10%단위로 미리 정의 된 임계값을 이용하였고, Otsu 알고리즘은 영상 내에서 두 군집의 분산을 최대로 하는 임계값으로 설정하였다. MGMM 방법은 영상의 화소 강도를 분석하여 여러 개의 가우시안 분포함수(MGMM2, $\cdots$ MGMM4)로 반복 수행하여 최적의 가우시안 분포를 구하여 적응적 임계값을 설정하였다. 극성지도 평가지표는 각각의 알고리즘에서 측정된 임계값을 이용하여 이진화하고 전체 극성지도와 경색영역의 백분율로 획득한 후, TTC 염색으로 획득된 기준데이터와의 차이를 비교하였다. 그 차이는 절대치 방법의 20%에서 $7.04{\pm}3.44%$, 30%에서 $3.87{\pm}2.09%$, 40%에서 $2.15{\pm}2.07%$이었다. Otsu 방법은 $3.56{\pm}4.16%$이었으며 MGMM 방법은 $2.29{\pm}1.94%$이었다. 소동물 PET 극성지도에서는 30% 임계값이 조직학적 데이터와 비교하여 가장 작은 차이를 보였다. 그러나 TTC 염색으로 측정한 크기가 10% 이하에서는 MGMM 방법이 절대치 방법보다 작은 차이를 보였다(MGMM: 0.006%, 절대치방법: 0.59%). 이 연구에서는 심근경색 모델 평가를 위하여 생체영상 극성지도에서 다중가우시안혼합모델을 이용하여 평가하고자 하였다. MGMM은 사용자의 선택 없이도 자동적으로 영상 특성을 고려하여 적응적 임계값을 찾아주는 방법으로 극성지도에서 심근경색을 평가하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권8호
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• pp.545-558
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• 2003

급성 폐 손상을 초래하는 성인호흡곤란증후군(ARDS)은 높은 치사율 때문에 많은 임상의들의 관심과 연구대상이 되어왔다. 그동안 선행 연구자들의 지속적인 노력에도 불구하고 유아 및 소아그룹의 ARDS에 관한 병태생리학적 규명은 여전히 미흡한 실정이다. 본 연구는 어린 토끼(생후 약 8주)를 실험적 내독소성 급성폐손상 모델로 사용하여 유소아 그룹의 급성폐손상 병태생리의 시간적 진행양상을 규명하기 위해 전향적으로 계획되었다. 대상 및 방법: 연구목적에 따라 실험용 토끼를 대조군(n=8)과 실험적 급성폐손상을 위한 내독소 투여군으로 나눈 후, 검체의 채취시간에 따라 내독소 투여군을 다시 3, 6, 12 및 24시간 군으로 아그룹화하였다(시간대별 각 군의 n=8). 토끼의 귀정맥을 통해 대장균 내독소(Escherichia coli serotype O55. B5)를 0.50 mg/kg 투여한 후, 각 군별로 혈액 및 기관지폐포 세척액을 채취하여 백혈구계의 동태, 면역학적 인자들, 단백질 농도를 측정하였고, 폐의 병리조직학적 소견도 함께 관찰하였다. 결과: 내독소 투여군들에서 3시간 및 6시간대에 혈액 내 호중구, 림프구, 단 구, 그리고 호산구 수 감소에 기인한 총 백혈구 수의 유의한 감소가 있는 반면, 12시간 및 24시간 때 호중구 수 증가에 기인한 총 백혈구수의 증가가 있었다(p <0.05). Tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) 및 interleukin-1 ${\beta}$ (IL-1 ${\beta}$ )의 혈중농도는 대부분의 시간대에 내독소 투여군들이 대조군보다 유의하게 높았다(p <0.05). Superoxide dismutase (SOD) 농도는 3시간 및 6시간 때에는 내독소 투여군들이 대조군보다 높았으나(p<0.05) 12시간 때에는 오히려 낮았다(p <0.05). 기관지폐포 세척액 내 총 백혈구 수와 단백질 농도는 내독소 투여군들이 전 시간대에 걸쳐 대조군보다 유의하게 높았다(p<0.05). 내독소 투여군들의 경우 기관지폐포 세척액의 출혈성 경향을 보였다. 내독소 투여군들은 페간질 및 실질조직 내 주로 림프구와 단구로 구성된 염증성 세포들의 심한 침윤, 폐포 내 약간의 호중구 격절, 그리고 간질의 비후와 같은 폐 손상 징후를 보였다. 이러한 현상은 내독소 투여 6시간대에 가장 심하였으나 시간경과에 따라 조금씩 호전되었다. 내독소 투여군들의 면역학적 표식자들(TNF-${\alpha}$, IL-1${\beta}$, SOD)과 기괸지폐포 세척액 변수들 간에 여러 시간대에 걸쳐 유의한 양 혹은 음의 상관관계를 보였다(p<0.05). 결론: 내독소는 어린 토끼에 있어 급격하고 치명적인 급성염증성 폐손상을 일으키며 그 병태생리학적 진행이 6시간대까지는 시간의존성으로 격심해지고 이후부터 완화되는 경향을 보였다. 이러한 내독소 기인성 급성폐손상의 발생과 진행에는 혈액학적, 면역학적, 생화학적 변수들이 복합적으로 관여하였으며, 어린 토끼는 혈액 내 투여된 내독소에 대해 매우 민감하고 신속한 반응을 보임으로써 향후 유아 및 소아그룹 연구를 위한 실험동물모델로서의 이용 가능성을 보여주었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제6권4호
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• pp.265-273
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• 2001

바닷가에서 흔히 볼 수 있는 성게는 중요한 수산자원일 뿐만 아니라 발생학 연구가 시작된 1800년대부터 지금까치 100여 년 이상 해양생물 발생연구의 모델이 되어 왔다. 최근 성게 배아(embryo)는 환경오염이나 독성 연구의 모델로서도 자주 이용된다. 성게가 널리 연구대상이 되는 이유는, 시료 확보와 배아의 실험실 배양이 쉽고, 세포의 이동과 기관 형성 등 배아의 발달과정이 명확히 관찰되며, 배아에 대한 세포 조작과 유전자 조작이 가능하다는 실험모델로서의 장점 때문이다. 또한 ,성게가 생물계 내에서 갖는 진화적, 발생학적 중요성 역시 성게 연구를 활발하게 하는 주된 이유가 되고 있다. 성게는 전구동물에서 후구동물이 분리되어 진화한 초기 단계를 대표하는 생물군이며, 부유성섭식유생(planktotrophic larvae) 시기를 거쳐 발달하는 대다수 해양무척추동물을 대표하는 생물군이기도 하다. 성게의 수정란은 약 7시간 후 60세포기에 이르며 이후 상실기, 포배기, 낭배기를 거쳐 플루테우스(pluteus)유생으로 발달한다. 성게의 60세포기 배아에는 이미 서로 다른 기관으로 발달할 5개의 구역(territories; fate map)이 정해진다. 각 구역의 세포들은 구역 특유의 유전자를 발현하게 된다. 식물극(vegetal pole)에 위치한 마이크로미어(micromere) 세포군은 포배 중기에 포배강 내로 들어가 일차중배엽세포(primary mesenchyme cells, PMCs)를 형성하고 이 후 유생의 뼈대(spicule)를 만든다. PMCs에서는 뼈대형성에 관여하는 SM3O, SM37, SM50, PM27, msp 130등의 유전자가 발현된다. 이들 중 SM37과 SM50은 뼈대의 얼개(matrix)를 만드는 염기성 단백질로서 Glycine, Proline, Glutamine이 많은 반복구조를 갖는다. 이 두 유전자는 발현시기와 기능이 유사하여 과거 한 유전자에서 진화된 유전자군(gene family)으로 생각된다. 성게의 발생 관련 유전자의 발현과 기능에 대한 연구는 해양무척추동물의 부유성섭식유생 발생에 대한 분자수준의 이해를 가능케 하며, 연체동물의 껍질 형성, 어류의 뼈대 형성, 척추동물의 뼈대 형성 등 생물계에서 공통적으로 보이는 소위 생광물화(biomineralization)의 유전학적 기전을 이해하는데 커다란 도움이 되고 있다.