• Journal of Genetic Medicine
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• 제10권1호
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• pp.13-19
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• 2013

Retinitis pigmentosa (RP) is the most common hereditary retinal disorder and is characterized by progressive retinal degeneration and decline in vision. RP comprises a heterogeneous group of disorders caused by various genetic variants. Since the first discovery of the causal mutation in the RHO gene using positional cloning, numerous mutations have been detected in more than 60 loci and 50 genes. However, causal genes have not been discovered in about 50% of cases. We attempt here to review the strategies to identify causal alleles of retinitis pigmentosa. These include conventional methods as well as state-of-the-art technologies based on next-generation sequencing.

• 한방안이비인후피부과학회지
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• 제19권3호통권31호
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• pp.224-231
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• 2006

대전대학교 부속 한방병원 안이비인후피부과에서 유전성 망막색소변성 진단받은 63세 남자환자에 대학 기혈량휴(氣血兩虧), 간신부족(肝腎不足)로 변증하여 보간신치료법(補肝腎治療法)으로 9개월간의 팔물탕가미방(八物湯加味方)과 안구주의 전침술을 시행하여 임상 증상 호전을 경험한 예가 있어 문헌 고찰과 함께 보고하는 바이다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.701-710
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• 2012

망막색소변성(RP: Retinitis Pigmentosa)이란 가장 흔한 유전성 망막질환이다. 정상적인 사회활동을 영위하던 사람들이 이 질병으로 시력이 손상되면서 좌절과 고통을 겪는다. 또한 국가적 차원에서 이들의 경제활동이 끊김에 따라 경제활동 인구 감소에 따른 손실 또한 크다고 하겠다. 이에 망막색소변성 질환에 대한 임상 예후 정보를 제공할 수 있는 연구기반이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 망막색소변성 데이터에 대한 패턴 분류를 통해 예후 예측이 가능함을 제안한다. 기존에는 주로 SPSS등을 활용한 통계 처리 결과가 데이터 분석에 적용되었다. 그러나 본 연구에서는 기계학습과 자동 패턴 분류를 실험하였다. SVM(Support Vector Machine)과 여러 다양한 패턴분류기들을 실험을 위해 사용하였다. 제안한 방법은 SVM 분류기에 의하여 RP 데이터가 자동적으로 분류된 결과를 바탕으로 예후 예측이 가능함을 확인하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제17권3호
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• pp.229-235
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• 2013

Among several animal models of retinitis pigmentosa (RP), the more recently developed rd10 mouse with later onset and slower rate of retinal degeneration than rd1 mouse is a more suitable model for testing therapeutic modalities. We therefore investigated the time course of retinal degeneration in rd10 mice before adopting this model in our interventional studies. Electroretinogram (ERG) recordings were carried out in postnatal weeks (PW) 3~5 rd10 (n=23) and wild-type (wt) mice (n=26). We compared the amplitude and implicit time of the b-wave of ERG records from wt and rd10 mice. Our results showed that b-wave amplitudes in rd10 mice were significantly lower and the implicit time of b-waves in rd10 mice were also significantly slower than that in wt mice ($20{\sim}160{\mu}V$ vs. $350{\sim}480{\mu}V$; 55~75 ms vs. 100~150 ms: p<0.001) through PW3 to PW5. The most drastic changes in ERG amplitudes and latencies were observed during PW3 to PW4. In multichannel recording of rd10 retina in PW2 to PW4.5, we found no significant difference in mean spike frequency, but the frequency of power spectral peak of local field potential at PW3 and PW3.5 is significantly different among other age groups (p<0.05). Histologic examination of rd10 retinae showed significant decrease in thickness of the outer nuclear layer at PW3. TUNEL positive cells were most frequently observed at PW3. From these data, we confirm that in the rd10 mouse, the most precipitous retinal degeneration occurs between PW3~PW4 and that photoreceptor degeneration is complete by PW5.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제12권6호
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• pp.307-314
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• 2008

Retinal prostheses are being developed to restore vision for the blind with retinal diseases such as retinitis pigmentosa (RP) or age-related macular degeneration (AMD). Among the many issues for prosthesis development, stimulation encoding strategy is one of the most essential electrophysiological issues. The more we understand the retinal circuitry how it encodes and processes visual information, the greater it could help decide stimulation encoding strategy for retinal prosthesis. Therefore, we examined how retinal ganglion cells (RGCs) in in-vitro retinal preparation act together to encode a visual scene with multielectrode array (MEA). Simultaneous recording of many RGCs with MEA showed that nearby neurons often fired synchronously, with spike delays mostly within 1 ms range. This synchronized firing - narrow correlation - was blocked by gap junction blocker, heptanol, but not by glutamatergic synapse blocker, kynurenic acid. By tracking down all the RGC pairs which showed narrow correlation, we could harvest 40 functional connectivity maps of RGCs which showed the cell cluster firing together. We suggest that finding functional connectivity map would be useful in stimulation encoding strategy for the retinal prosthesis since stimulating the cluster of RGCs would be more efficient than separately stimulating each individual RGC.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권2호
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• pp.209-217
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• 2010

색소성망막염(retinitis pigmentosa: RP)이나 연령관련 황반변성(age-related macular degeneration: AMD)과 같은 망막질환으로 인해 실명한 환자를 위해 인공시각장치가 개발되고 있다. 인공시각장치의 동작원리는 전기자극을 주어 신경세포의 활동도를 조절하는 것이므로 시각정보를 제대로 인코딩하기 위해 최적의 전기자극을 인가하는 것은 인공시각장치의 실용화를 위해 매우 중요한 요소이다. 그러므로 본 연구에서는 전압자극의 크기와 자극시간을 변화시켜 가면서 정상망막과 변성망막에 인가한 후 자극에 의해 유발된 망막신경절세포 반응을 분석하고 역치전하밀도를 비교함으로써 최적의 전기자극 조건을 찾아보고자 하였다. 이를 위하여 정상마우스와 rd1 마우스의 망막을 in vitro 상태로 분리한 후 망막의 신경절세포층이 전극을 향하여 부착되도록 한 후 망막신호를 기록하였다. rd1 마우스에서 얻은 변성망막의 망막신경절세포에서도 전압펄스를 인가시 정상망막의 망막신경절세포처럼 전압자극의 크기와 자극시간 변조에 대하여 반응하였다. 그러나 정상망막과 변성망막에서 망막신경절세포 반응의 시간적 패턴은 매우 달랐다: 정상망막의 망막신경절세포 반응은 전기자극 후 약 100 ms 내에서 1개의 피크만 나타나는 반면, 변성망막에서는 이보다 긴 400 ms 구간에서 약 10 Hz의 진동리듬을 가진 다수의 피크(~4개)들이 나타나는 것을 확인하였다. 또한 변성망막에서 망막신경절세포의 반응을 유발하기 위한 역치 전하밀도가 정상망막에서 보다 크게 상승하였다: 자극세기를 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $37.23{\sim}61.65\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $70.50{\sim}99.87\;{\mu}C/cm^2$로 2배가량 높은 것을 확인하였다. 자극시간을 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $22.69{\sim}37.57\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $120.5{\sim}170.6\;{\mu}C/cm^2$로 5배가량 높은 것을 확인하였다.

• 한국가축번식학회지
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• 제18권3호
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• pp.191-197
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• 1994

광수용기에서 특이적 발현을 유도하는 로돕신 유전자에 존재하는 다양한 점 돌연변이 의해서 일반적으로 색소성 망막염을 초래한다. 이 질병의 측징은 광수용기 세포의 퇴화로 인한 광수용기의 기능상실을 초래하고, 결과적으로 시각상실을 유발한다. 로돕신 유전자는 광수용기의 바깥분절에 존재하며, 빛 에너지를 흡수하여, 시각반응을 야기한다. 본 실험에 사용된 로돕신 유전자는 총 12.5kb의 돼지 로돕신 게놈 유전자로서, 망막에서 특이발현을 유도하는 4kb의 프로모터, 돌연변이를 지닌 5.6kb의 유전자, 그리고 poly A site로 구성되어 있다. 호르몬 투여에 의해 과배란이 유기된 C57BL/6J 생쥐 난자의 웅성전핵에 미세주입법에 의해 도입한 후, 위임신한 생쥐의 난관에 이식하였다. 그 결과 태어난 산자로부터 돌연변이 로돕신 유전자를 지닌 6마리의 형질전환동물을 PCR과 Southern blot analysis를 통하여 확인할 수 있었다. 또한, 이 형질전환 동물들은 로돕신 유전자를 그 자손에게 안정적으로 전달하는 것을 확인하였다. 본 연구는 광수용기 퇴화의 원인규명 및 치료방법을 연구하기 위하여 돌연변이를 지닌 질환모델동물을 생산하는데 있다. 이들 형질전환 동물은 로돕신 유전자의 돌연변이에 의해 야기되는 시각상실의 기전에 관한 연구와 사람의 장님을 치료하기 위한 질환모델동물로서 유용하게 이용될 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권1호
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• pp.73-79
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• 2008

망막색소변성(retinitis pigmentosa: RP)과 연령 관련 황반변성(age-related Macular Degeneration: AMD)은 망막변성으로 인해 실명에 이르는 대표적인 질환이며 망막이식장치의 개발을 통해 치료될 수 있다고 간주되고 있다. 최근에 국내에서도 망막이식장치 개발을 위한 연구팀이 조직되었다. 성공적인 망막이식장치 개발을 위하여 여러 가지 선결요소가 필요하지만 그 중 한 가지가 이식장치에 인가할 전기자극을 최적화하는 것이다. 변성망막의 전기적 특성은 정상 망막과 다르리라 예측되므로 우리는 장차 개발될 망막 이식장치에 인가할 전기자극 최적화를 위한 가이드라인을 제공하기 위해 정상 망막과 변성 망막의 전압자극 파라미터에 관한 실험을 하였다 망막을 분리한 후 망막절편을 신경절세포 층이 다채널전극의 표면을 향하게 하여 전극에 붙인다 in-vitro 상태에서 망막 신경절세포의 전기신호를 기록하기 위해 전극 직경: $30{\mu}m$, 전극간 거리: $200{\mu}s$, 전극 임피던스 1kHz 에서 $50k{\Omega}$인 8행 8열의 다채널전극을 사용하였다. 다채널전극의 60채널 중 두 채널을 자극전극과 접지로 사용하여 단극전기자극을 인가하였고 나머지 전극을 기록전극으로 사용하였다. 가한 전기자극은 전압자극으로 전하균형을 맞춘 이상성자극을 아노딕 사각파를 먼저 주고 캐쏘딕 사각파가 나중에 나오는 형태로 두 사각파간의 지체는 없도록 하였으며 동일한 자극을 2초 간격으로 50회 반복하여 인가하였다. 다양한 전기자극을 사용하였는 바 첫째는 사각파의 크기를 달리하였다 $(0.5{\sim}3V)$. 둘째는 사각파의 시간을 달리하였다 $(100{\sim}1,200{\mu}s)$. 전하밀도는 옴의 법칙과 쿨롱의 법칙을 이용하여 계산하였다. 전기자극으로 유발된 반응은 50회 자극에 대한 평균치를 얻은 후 자극 후 히스토그램(PSTH)을 그려 분석하였다. 전압자극의 크기를 $0.5{\mu}3V$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극은 1.5V이었고 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $2.123mC/cm^2$이었다. 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었다. 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $1.698mC/cm^2$이었다. L-(1)-2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)을 사용하여 ON-경로를 차단한 후에 전기자극을 인가하였을 때도 자극에 의해 망막신경절 세포의 반응이 유발되는 것을 확인하였다. APB-변성망막에서 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었으며 이는 정상망막의 결과와 같았다. 추후 APB-변성망막을 가지고 좀더 실험이 진행되어야 정상망막과 변성망막의 전하밀도에 관한 명료한 비교가 가능할 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권3호
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• pp.157-163
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• 2008

망막색소변성(retinitis pigmentosa: RP)과 연령관련 황반변성(age-related macular Degeneration: AMD)은 망막변성으로 인해 실명에 이르는 대표적인 질환이며 망막이식장치의 개발을 통해 치료될 수 있다고 간주되고 있다. 성공적인 망막이식장치 개발을 위하여 여러 가지 선결요소가 필요하지만 그 중 한 가지가 이식장치에 인가할 전기자극을 최적화하는 것이다. 변성망막의 전기적 특성은 정상 망막과 다르리라 예측되므로 우리는 장차 개발될 망막 이식장치에 인가할 전기자극 최적화를 위한 가이드라인을 제공하기 위해 정상 망막과 변성망막의 망막파형 차이에 관한 연구를 하였다. 망막을 분리한 후 망막절편을 신경절세포 층이 다채널전극의 표면을 향하게 하여 전극에 붙인다. In-vitro 상태에서 망막 신경절세포의 전기신호를 기록하기 위해 전극 직경: $30{\mu}m$, 전극간 거리: $200{\mu}m$, 전극 임피던스 1 kHz에서 50 $k{\Omega}$인 8행 8열의 다채널전극을 사용하였다. 생후 28일된 정상마우스(C57BL/6J 종)에서는 짧은 시간대(<2 ms)의 망막 스파이크만 기록되었다. rd/rd 마우스(C3H/HeJ 종)에서는 정상적인 스파이크뿐만 아니라 약 100 ms 의 시간대를 가지는 느린 파형이 같이 기록되었다. 우리는 rd/rd 마우스에서만 관찰되는 이 느린 파형의 기전을 알아보고자 여러 가지 시냅스억제제를 사용하였다. 이 느린 파형은 rd/rd 마우스에서 양극세포로부터 신경절세포로 들어오는 흥분성입력이 정상마우스보다 강화되었기 때문에 발생한 것으로 보인다. rd/rd 마우스에서 흥분성입력이 강화되는 여러 가능성 중에서 망막변성으로 인해 수평세포로부터 양극세포로 들어오는 억제성 입력이 소실됨으로 인해 결과적으로 양극세포로부터 신경절세포로 들어오는 흥분성입력이 강화되었을 가능성이 가장 높은 것으로 보인다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권2호
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• pp.167-175
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• 2015

A retinal prosthesis is being developed for the restoration of vision in patients with retinitis pigmentosa (RP) and age-related macular degeneration (AMD). Determining optimal electrical stimulation parameters for the prosthesis is one of the most important elements for the development of a viable retinal prosthesis. Here, we investigated the effects of different charge-balanced biphasic pulses with regard to their effectiveness in evoking retinal ganglion cell (RGC) responses. Retinal degeneration (rd1) mice were used (n=17). From the ex-vivo retinal preparation, retinal patches were placed ganglion cell layer down onto an $8{\times}8$ multielectrode array (MEA) and RGC responses were recorded while applying electrical stimuli. For asymmetric pulses, 1st phase of the pulse is the same with symmetric pulse but the amplitude of 2nd phase of the pulse is less than $10{\mu}A$ and charge balanced condition is satisfied by lengthening the duration of the pulse. For intensities (or duration) modulation, duration (or amplitude) of the pulse was fixed to $500{\mu}s$($30{\mu}A$), changing the intensities (or duration) from 2 to $60{\mu}A$(60 to $1000{\mu}s$). RGCs were classified as response-positive when PSTH showed multiple (3~4) peaks within 400 ms post stimulus and the number of spikes was at least 30% more than that for the immediate pre-stimulus 400 ms period. RGC responses were well modulated both with anodic and cathodic phase-1st biphasic pulses. Cathodic phase-1st pulses produced significantly better modulation of RGC activity than anodic phase-1st pulses regardless of symmetry of the pulse.