핵폭발이나 원자력 발전시설 사고와 같이 대규모 방사선사고 발생 시 주변지역은 감응방사선 또는 방사선 낙진으로 인해 오염된다. 이러한 오염지역을 원격에서 탐지하여 오염물질에 대한 분포 및 오염 정도를 확보한다면 오염물질 제거뿐만 아니라 오염에 대한 피해를 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 오염 물질을 탐지하기 위해 스테레오로 구성할 검출기 개발의 일환으로 MCNP코드를 이용하여 검출기의 차폐체 및 콜리메이터를 설계하고 임의 위치의 방사선원으로부터 검출되는 선량을 전산모사 후 결과를 분석하였다. 본 논문의 결과는 방사선 탐지를 위한 효율적인 검출기 구조를 설계를 위한 기초자료로 활용될 것이다.
Zhen, Ao Xuan;Piao, Mei Jing;Hyun, Yu Jae;Kang, Kyoung Ah;Ryu, Yea Seong;Cho, Suk Ju;Kang, Hee Kyoung;Koh, Young Sang;Ahn, Mee Jung;Kim, Tae Hoon;Hyun, Jin Won
Biomolecules & Therapeutics
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제27권4호
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pp.395-403
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2019
Purpurogallin, a natural phenol obtained from oak nutgalls, has been shown to possess antioxidant, anticancer, and anti-inflammatory effects. Recently, in addition to ultraviolet B (UVB) radiation that induces cell apoptosis via oxidative stress, particulate matter 2.5 ($PM_{2.5}$) was shown to trigger excessive production of reactive oxygen species. In this study, we observed that UVB radiation and $PM_{2.5}$ severely damaged human HaCaT keratinocytes, disrupting cellular DNA, lipids, and proteins and causing mitochondrial depolarization. Purpurogallin protected HaCaT cells from apoptosis induced by UVB radiation and/or $PM_{2.5}$. Furthermore, purpurogallin effectively modulates the pro-apoptotic and anti-apoptotic proteins under UVB irradiation via caspase signaling pathways. Additionally, purpurogallin reduced apoptosis via MAPK signaling pathways, as demonstrated using MAPK-p38, ERK, and JNK inhibitors. These results indicate that purpurogallin possesses antioxidant effects and protects cells from damage and apoptosis induced by UVB radiation and $PM_{2.5}$.
Cochlea hair cell death is regarded to be responsible for the radiation-induced sensorineural hearing loss (SNHL), which is one of the principal complications of radiotherapy (RT) for head and neck cancers. In this mini-review, we focus on the current progresses trying to unravel mechanisms of radiation-induced hair cell death and find out possible protection. P53, reactive oxygen species (ROS) and c-Jun N-terminal kinase (JNK) pathways have been proposed as pivotal in the processes leading to radiation hair cell death. Potential protectants, such as amifostine, N-acetylcysteine (NAC) and epicatechin (EC), are claimed to be effective at reducing radiation-inducedhair cell death. The RT dosage, selection and application of concurrent chemotherapy should be pre-examined in order to minimize the damage to cochlea hair cells.
방사선 사고 및 방사선 치료 등 방사선에 의한 과피폭의 피해를 줄이기 위해 방사선방호제 개발연구는 활발히 진행되고 있다. 이에 화학적 합성물이 아닌 항산화, 항암, 면역 증강에 효과적인 것으로 알려진 백하수오를 이용하여 방사선방호효과를 확인하였다. 백하수오 에탄올추출물을 Sprague Dawley Rat (SD Rat)에 14일간 1일 1회 경구 투여하고, 7 Gy X-ray를 조사한 후 1일, 4일, 7일, 21일의 시간 변화에 따른 혈구성분, 비장 지수의 변화 및 간과 자궁의 조직변화를 관찰하였다. 실험결과 백하수오 에탄올추출물을 섭취한 실험군의 백혈구 수치(p < 0.05)와 비장 지수(p < 0.05)가 대조군보다 회복이 빠른 것을 확인하였다. 간 조직에서는 핵의 응축, 세포질의 팽창, 염증세포의 침윤이 감소하였으며, 자궁샘 조직은 세포고사가 감소한 것을 확인하였다. 위의 결과를 토대로 백하수오 에탄올추출물은 방사선 조사에 따른 혈구 및 장기의 피해를 줄일 수 있는 새로운 방사선방호제로써 유용할 것으로 기대되며, 방사선 사고와 같은 비상관리 분야에 적절한 시사점을 제공할 수 있다.
환경독성물질이나 생물 위해 요소의 환경내 준위가 일정 수준 이상일 경우 환경재해가 유발될 수 있다. 이온화 방사선의 산업적 의료적 이용이 점차 증가하고 있으며 병해충을 막기 위한 살충제 사용의 점진적 증가로 인해 이들에 의한 재해 가능성을 배제할 수 없다. 이들 재해 요인들에 의한 인체 위해도를 비교하기 위하여 단세포 겔 전기영동법 (SCGE)을 이용하여 사람 림프구 DNA 손상에 미치는 방사선과 살충제의 영향을 각각 평가하였다. 각기 다른 농도로 살충제를 10분간 처리한 림프구에 대한 SCGE 분석을 실시하였고 또한 $0{\sim}2.0Gy$의 방사선을 조사한 림프구에 대한 SCGE 분석을 실시하여 DNA 손상도를 평가하였다. DNA 손상도는 감마선에 대해서 뚜렷한 선량-반응 관계를 나타내었을 뿐 아니라 살충제에 대해서도 명확한 농도-반응 관계를 나타내었다. 파라치온은 농업권장 사용농도인 $1mg{\ell}^{-1}$에서도 림프구에 대해 강한 유전독성을 나타내는데 이러한 유전독성은 0.1 Gy의 감마선에 의해 유발되는 DNA 손상에 상응하며 $2mg{\ell}^{-1}$의 파라치온은 임상적 증상을 야기할 가능성이 있는 전신 외부피폭 방사선량인 0.25 Gy에 상응하는 세포손상을 유발하였다. 이와 같은 연구를 통해 방사선과 살충제의 인체 위해도를 비교할 수 있는 실험적 자료와 환경재해 예방에 필요한 생물정보를 제공할 수 있다.
본 연구는 in vitro에서 나린진과 나린제닌의 항산화 활성을 평가하고, in vivo에서 BALB/c 마우스에 나린진과 나린제닌을 7일 동안 경구투여 한 후 6Gy의 감마선을 조사시켜 24시간 뒤 감마선 조사로 인한 세포 손상 및 산화적 스트레스에 대한 방사선 예방효과를 검토하였다. 나린진과 나린제닌의 항산화 활성평가에서 나린제닌이 나린진보다 ABTS 제거 활성 및 FRAP을 유의적으로 증가시켜 아글리콘 형태인 나린제닌이 글리코사이드 형태의 나린진보다 항산화 능력이 뛰어난 것을 확인하였다. 감마선 조사 전 나린제닌을 투여 한 군이 감마선 조사군에 비해 비장 지수, 흉선 지수 및 백혈구 수치가 증가하여 조혈 면역계 손상에 대해 보호효과가 있음을 확인하였다. 나린제닌을 투여 후 감마선을 조사한 군의 ALT와 AST가 감마선 조사군에 비해 유의적으로 감소하여 간세포 손상에 대한 예방효과를 확인하였다. 감마선 조사 전에 나린제닌을 투여한 군의 지방질과산화는 감마선 조사군에 비해 유의적으로 낮게 나타남을 보였으며, XO는 감마선 조사군에 비해 유의적으로 감소하여 방사선에 의한 장해를 감소시킨 것으로 판단할 수 있다. 감마선 조사 전 나린제닌을 투여한 군의 GSH와 항산화 효소의 활성은 감마선 조사군에 비해 유의적으로 증가하여 생체 내에 항산화 활성을 회복시켰다. 이 상의 결과를 통해 방사선 조사 전에 나린제닌의 투여는 방사선에 의한 세포 손상과 산화적 스트레스에 대해 보호 효과가 있어 방사선보호제로 유용하게 사용될 수 있다.
Alkaline single cell gel electrophoresis (SCGE) assay는 일명 혜성분석이라고 부르며 in vivo 와 in vitro 에서 많은 화학적, 생물학적인 인자에 의한 DNA 손상을 감지하는데 유용한 기법으로 각각의 세포에서 DNA 단일 가닥 절단과 알칼리에 약한 장소를 평가하는 새로운 방법으로 인정되고 있다. 단세포 겔 전기영동법 (SCGE)을 사용하여 복숭아씨 추출물이 방사선에 의하여 사람 림프구 DNA에 나타나는 손상을 보호하는 지 여부를 평가하였다. 복숭아씨 추출물로 10 분간 전처리한 림프구를 0, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, 2.0 Gy 의 방사선으로 조사하였고 방사선만을 조사한 림프구 실험군과 비교평가하였다. 혜성분석에서 DNA 가닥 절단에 대한 표식인 tail moment의 증가는 감마선에 대해서 뚜렷한 선량-반응 관계를 나타내었으며 각각의 농도별로 복숭아씨 추출물이 처리된 림프구의 DNA 손상은 현저히 감소하였다. 단세포 겔 전기영동법을 통한 평가결과 복숭아씨 추출물은 방사선에 의한 림프구 DNA 손상에 대한 탁월한 방어효과를 나타내었다.
In this paper, we measured the radiation dose of a fuel handling machine of the CANDU type Wolsong nuclear reactor directly during operation, in spite of the high radiation level. In this paper we will describe the sensor development, measurement techniques, and results of our study. For this study, we used specially developed semiconductor sensors and matching dosimetry techniques for the mixed radiation field. MOSFET dosimeters with a thin oxide, that are tuned to a high dose, were used to measure the ionizing radiation dose. Silicon diode dosimeters with an optimum area to thickness ratio were used for the radiation damage measurements. The sensors are able to distinguish neutrons from gamma/X-rays. To measure the radiation dose, electronic sensor modules were installed on two locations of the fuel handling machine. The measurements were performed throughout one reactor maintenance cycle. The resultant annual cumulative dose of gamma/X-rays on the two spots of the fuel handling machine were 18.47 Mrad and 76.50 Mrad, and those of the neutrons were 17.51 krad and 60.67 krad. The measured radiation level is high enough to degrade certain cable insulation materials that may result in electrical insulation failure.
In a previous study, a relatively high dose of gamma radiation (1 kGy) did not fully induce typical SOS genes such as sulA, recA, recN, and din in Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) (Lim et al. 2008, Gene expression profiles following high-dose exposure to gamma radiation in Salmonella enterica serovar Typhimuium. J. Radiat. Ind. 3:111-119). In this study, we examined changes in the transcriptional repertoire of S. Typhimurium after a dose of 10 Gy using DNA microarrays. It was found that more than half (~65%) of the 26 up-regulated genes belong to the SOS regulon: ten genes are typical SOS genes, and seven genes are Salmonella prophage genes, which are known to be activated by LexA cleavage. Among 29 down-regulated genes, the function of five genes with the most decreased expression is associated with carbohydrate transport and energy production. This suggests that upon exposure to gamma radiation cells may cease growing by reducing the metabolic activity, and repair DNA damage using a DNA repair system such as the SOS response system. The difference in expression of the SOS genes between a high (1 kGy) and low (10 Gy) dose of radiation shows the possibility that cells may opt for one of multiple regulatory circuits in response to the specific gamma radiation dose.
Whole-body exposure to high-dose radiation causes injury involving multiple organs that depends on their sensitivity to radiation. This acute radiation syndrome (ARS) is caused by a brief exposure of a major part of the body to radiation at a relatively high dose rate. ARS is characterized by an initial prodromal stage, a latent symptom-free period, a critical or manifestation phase that usually takes one of four forms (three forms): hematologic, gastrointestinal, or cardiovascular and neurological (neurovascular), depending upon the exposure dose, and a recovery phase or death. One of the most important factors in treating victims exposed to radiation is the estimation of the exposure dose. When high-dose exposure is considered, initial dose estimation must be performed in order to make strategy decisions for treatment as soon as possible. Dose estimation can be based on onset and severity of prodromal symptoms, decline in absolute lymphocyte count post exposure, and chromosomal analysis of peripheral blood lymphocytes. Moreover, dose assessment on the basis of calculation from reconstruction of the radiation event may be required. Experience of a criticality accident occurring in 1999 at Tokai-mura, Japan, showed that ARS led to multiple organ failure (MOF). This article will review ARS and discuss the possible mechanisms of MOF developing from ARS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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