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Deep Learning-Based Computed Tomography Image Standardization to Improve Generalizability of Deep Learning-Based Hepatic Segmentation

  • Seul Bi Lee;Youngtaek Hong;Yeon Jin Cho;Dawun Jeong;Jina Lee;Soon Ho Yoon;Seunghyun Lee;Young Hun Choi;Jung-Eun Cheon
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제24권4호
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    • pp.294-304
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    • 2023
  • Objective: We aimed to investigate whether image standardization using deep learning-based computed tomography (CT) image conversion would improve the performance of deep learning-based automated hepatic segmentation across various reconstruction methods. Materials and Methods: We collected contrast-enhanced dual-energy CT of the abdomen that was obtained using various reconstruction methods, including filtered back projection, iterative reconstruction, optimum contrast, and monoenergetic images with 40, 60, and 80 keV. A deep learning based image conversion algorithm was developed to standardize the CT images using 142 CT examinations (128 for training and 14 for tuning). A separate set of 43 CT examinations from 42 patients (mean age, 10.1 years) was used as the test data. A commercial software program (MEDIP PRO v2.0.0.0, MEDICALIP Co. Ltd.) based on 2D U-NET was used to create liver segmentation masks with liver volume. The original 80 keV images were used as the ground truth. We used the paired t-test to compare the segmentation performance in the Dice similarity coefficient (DSC) and difference ratio of the liver volume relative to the ground truth volume before and after image standardization. The concordance correlation coefficient (CCC) was used to assess the agreement between the segmented liver volume and ground-truth volume. Results: The original CT images showed variable and poor segmentation performances. The standardized images achieved significantly higher DSCs for liver segmentation than the original images (DSC [original, 5.40%-91.27%] vs. [standardized, 93.16%-96.74%], all P < 0.001). The difference ratio of liver volume also decreased significantly after image conversion (original, 9.84%-91.37% vs. standardized, 1.99%-4.41%). In all protocols, CCCs improved after image conversion (original, -0.006-0.964 vs. standardized, 0.990-0.998). Conclusion: Deep learning-based CT image standardization can improve the performance of automated hepatic segmentation using CT images reconstructed using various methods. Deep learning-based CT image conversion may have the potential to improve the generalizability of the segmentation network.

Development and Validation of MRI-Based Radiomics Models for Diagnosing Juvenile Myoclonic Epilepsy

  • Kyung Min Kim;Heewon Hwang;Beomseok Sohn;Kisung Park;Kyunghwa Han;Sung Soo Ahn;Wonwoo Lee;Min Kyung Chu;Kyoung Heo;Seung-Koo Lee
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제23권12호
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    • pp.1281-1289
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    • 2022
  • Objective: Radiomic modeling using multiple regions of interest in MRI of the brain to diagnose juvenile myoclonic epilepsy (JME) has not yet been investigated. This study aimed to develop and validate radiomics prediction models to distinguish patients with JME from healthy controls (HCs), and to evaluate the feasibility of a radiomics approach using MRI for diagnosing JME. Materials and Methods: A total of 97 JME patients (25.6 ± 8.5 years; female, 45.5%) and 32 HCs (28.9 ± 11.4 years; female, 50.0%) were randomly split (7:3 ratio) into a training (n = 90) and a test set (n = 39) group. Radiomic features were extracted from 22 regions of interest in the brain using the T1-weighted MRI based on clinical evidence. Predictive models were trained using seven modeling methods, including a light gradient boosting machine, support vector classifier, random forest, logistic regression, extreme gradient boosting, gradient boosting machine, and decision tree, with radiomics features in the training set. The performance of the models was validated and compared to the test set. The model with the highest area under the receiver operating curve (AUROC) was chosen, and important features in the model were identified. Results: The seven tested radiomics models, including light gradient boosting machine, support vector classifier, random forest, logistic regression, extreme gradient boosting, gradient boosting machine, and decision tree, showed AUROC values of 0.817, 0.807, 0.783, 0.779, 0.767, 0.762, and 0.672, respectively. The light gradient boosting machine with the highest AUROC, albeit without statistically significant differences from the other models in pairwise comparisons, had accuracy, precision, recall, and F1 scores of 0.795, 0.818, 0.931, and 0.871, respectively. Radiomic features, including the putamen and ventral diencephalon, were ranked as the most important for suggesting JME. Conclusion: Radiomic models using MRI were able to differentiate JME from HCs.

Comparison between Conventional MR Arthrograhphy and Abduction and External Rotation MR Arthrography in Revealing Tears of the Antero-Inferior Glenoid Labrum

  • Jung-Ah Choi;Sang-il Suh;Baek Hyun Kim;Sang Hoon Cha;Myung Gyu Kim;Ki Yeol Lee;Chang Hee Lee
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제2권4호
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    • pp.216-221
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    • 2001
  • Objective: To compare, in terms of their demonstration of tears of the anterior glenoid labrum, oblique axial MR arthrography obtained with the patient's shoulder in the abduction and external rotation (ABER) position, with conventional axial MR arthrography obtained with the patient's arm in the neutral position. Materials and Methods: MR arthrography of the shoulder, including additional oblique axial sequences with the patient in the ABER position, was performed in 30 patients with a clinical history of recurrent anterior shoulder dislocation. The degree of anterior glenoid labral tear or defect was evaluated in both the conventional axial and the ABER position by two radiologists. Decisions were reached by consensus, and a three-point scale was used: grade 1=normal; grade 2=probable tear, diagnosed when subtle increased signal intensity in the labrum was apparent; grade 3=definite tear/defect, when a contrast material-filled gap between the labrum and the glenoid rim or deficient labrum was present. The scores for each imaging sequence were averaged and to compare conventional axial and ABER position scans, Student's t test was performed. Results: In 21 (70%) of 30 patients, the same degree of anterior instability was revealed by both imaging sequences. Eight (27%) had a lower grade in the axial position than in the ABER position, while one (3%) had a higher grade in the axial position. Three whose axial scan was grade 1 showed only equivocal evidence of tearing, but their ABER-position scan, in which a contrast material-filled gap between the labrum and the glenoid rim was present, was grade 3. The average grade was 2.5 (SD=0.73) for axial scans and 2.8 (SD=0.46) for the ABER position. The difference between axial and ABER-position scans was statistically significant (p<0.05). Conclusion: MR arthrography with the patient's shoulder in the ABER position is more efficient than conventional axial scanning in revealing the degree of tear or defect of the anterior glenoid labrum. When equivocal features are seen at conventional axial MR arthrography, oblique axial imaging in the ABER position is helpful.

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Role of Myocardial Extracellular Volume Fraction Measured with Magnetic Resonance Imaging in the Prediction of Left Ventricular Functional Outcome after Revascularization of Chronic Total Occlusion of Coronary Arteries

  • Yinyin Chen;Xinde Zheng;Hang Jin;Shengming Deng;Daoyuan Ren;Andreas Greiser;Caixia Fu;Hongxiang Gao;Mengsu Zeng
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제20권1호
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    • pp.83-93
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    • 2019
  • Objective: The purpose of this study was to prospectively investigate the value of the myocardial extracellular volume fraction (ECV) in predicting myocardial functional outcome after revascularization of coronary chronic total occlusion (CTO). Materials and Methods: Thirty patients with CTO underwent cardiovascular magnetic resonance (CMR) before and 6 months after revascularization. Three baseline markers of functional outcome were evaluated in the dysfunctional segments assigned to the CTO vessels: ECV, transmural extent of infarction (TEI), and unenhanced rim thickness (RIM). At the global level, the ECV values of the whole myocardium with and without a hyperenhanced region (global and remote ECV) were respectively measured. Results: In per-segment analysis, ECV was superior to TEI and RIM in predicting functional recovery (area under receiver operating characteristic curve [AUC]: 0.86 vs. 0.75 and 0.73, all p values < 0.010), and it emerged as the only independent predictor of regional functional outcome (odds ratio [OR] = 0.83, 95% confidence interval [CI]: 0.77-0.89; p < 0.001) independent of collateral circulation. In per-patient analysis, global baseline ECV was indicative of ejection fraction (EF) at the follow-up examination (β = -0.61, p < 0.001) and changes in EF (β = -0.57, p = 0.001) in multivariate regression analysis. A patient with global baseline ECV less than 30.0% (AUC, 0.93; sensitivity 94%, specificity 80%) was more likely to demonstrate significant EF improvement (OR: 0.38; 95% CI: 0.17-0.85; p = 0.019). Conclusion: Extracellular volume fraction obtained by CMR may provide incremental value for the prediction of functional recovery both at the segmental and global levels in CTO patients, and may facilitate the identification of patients who can benefit from revascularization.

Prognostic Value of Tumor Regression Grade on MR in Rectal Cancer: A Large-Scale, Single-Center Experience

  • Heera Yoen;Hye Eun Park;Se Hyung Kim;Jeong Hee Yoon;Bo Yun Hur;Jae Seok Bae;Jung Ho Kim;Hyeon Jeong Oh;Joon Koo Han
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제21권9호
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    • pp.1065-1076
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    • 2020
  • Objective: To determine the prognostic value of MRI-based tumor regression grading (mrTRG) in rectal cancer compared with pathological tumor regression grading (pTRG), and to assess the effect of diffusion-weighted imaging (DWI) on interobserver agreement for evaluating mrTRG. Materials and Methods: Between 2007 and 2016, we retrospectively enrolled 321 patients (male:female = 208:113; mean age, 60.2 years) with rectal cancer who underwent both pre-chemoradiotherapy (CRT) and post-CRT MRI. Two radiologists independently determined mrTRG using a 5-point grading system with and without DWI in a one-month interval. Two pathologists graded pTRG using a 5-point grading system in consensus. Kaplan-Meier estimation and Cox-proportional hazard models were used for survival analysis. Cohen's kappa analysis was used to determine interobserver agreement. Results: According to mrTRG on MRI with DWI, there were 6 mrTRG 1, 48 mrTRG 2, 109 mrTRG 3, 152 mrTRG 4, and 6 mrTRG 5. By pTRG, there were 7 pTRG 1, 59 pTRG 2, 180 pTRG 3, 73 pTRG 4, and 2 pTRG 5. A 5-year overall survival (OS) was significantly different according to the 5-point grading mrTRG (p = 0.024) and pTRG (p = 0.038). The 5-year disease-free survival (DFS) was significantly different among the five mrTRG groups (p = 0.039), but not among the five pTRG groups (p = 0.072). OS and DFS were significantly different according to post-CRT MR variables: extramural venous invasion after CRT (hazard ratio = 2.259 for OS, hazard ratio = 5.011 for DFS) and extramesorectal lymph node (hazard ratio = 2.610 for DFS). For mrTRG, k value between the two radiologists was 0.309 (fair agreement) without DWI and slightly improved to 0.376 with DWI. Conclusion: mrTRG may predict OS and DFS comparably or even better compared to pTRG. The addition of DWI on T2-weighted MRI may improve interobserver agreement on mrTRG.

18F-Florbetaben 주사 시 Activity 손실과 통증 감소를 위한 방법 (Method to Reduce the Activity Loss and Pain when Injecting 18F-Florbetaben)

  • 권형진;최진욱;이형진;우재룡;김유경
    • 핵의학기술
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    • 제20권2호
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    • pp.42-45
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    • 2016
  • $^{18}F-Florbetaben$은 베타아밀로이드 병리를 확인하여 인지 장애 및 의심 환자에게 보조적 진단으로 사용되고 있다. 지질 친화성의 특성과 에탄올이 첨가된 약제의 특성상 주사 후 3-way Set에 잔량과 주사 시 환자의 통증이 관심의 대상이 된다. 본 연구는 효과적인 방사성의약품의 주사와 환자 케어 및 우수한 영상을 위함이다. 내원환자 70명을 대상으로 하였고, 환자들에게 평균 $259{\pm}74MBq$$^{18}F-FDG$ (20명), $^{18}F-FP-CIT$ (20명), $^{18}F-Florbetaben$ (30명)을 3-way Set으로 주사(Reflusing 2회, Reflusing 3회 이상)를 하여 주사 후 잔량을 측정하였고, $^{18}F-Florbetaben$ 주사 시 사용되는 3-way Set와 Heparin Cap의 효율적인 주사방법을 알아보기 위해서 주사 후 잔량을 측정하여 SPSS 12.0 ANOVA, t-test 통계분석을 통하여 잔량을 비교분석 하였다. 그리고 $^{18}F-Florbetaben$의 통증 유발 성분의 에탄올 양을 측정하기 위하여 Gas Chromatography로 추가 분석을 실시해보았다. Reflusing 2회 시 $^{18}F-FDG$: 1.48 MBq (0.04 mCi), $^{18}F-FP-CIT$: 7.4 MBq (0.2 mCi), $^{18}F-Florbetaben$: 32.6 MBq (0.88 mCi)의 잔량이 측정 되었고 Reflusing 3회 이상 시 $^{18}F-FDG$: 1.85 MBq (0.05 mCi), $^{18}F-FP-CIT$: 3.7 MBq (0.10 mCi), $^{18}F-Florbetaben$: 36.3 MBq(0.98 mCi)의 잔량이 측정 되었다. 다중 비교결과 Reflusing 2회 시 잔량이 유의미한 차이가 있었고(P < 0.05), 3회 이상 시 $^{18}F-Florbetaben$$^{18}F-FDG$, $^{18}F-FP-CIT$는 잔량의 유의미한 차이가 있었으며(P < 0.05), $^{18}F-FDG$$^{18}F-FP-CIT$는 유의미한 차이가 없었다(P > 0.05). $^{18}F-Florbetaben$ 주사 후 잔량은 3-way Set: 32.6 MBq (0.88 mCi), 36.3 MBq (0.98 mCi)였고 Heparin Cap: 7.03 MBq (0.19 mCi)으로 유의미한 차이가 있었다(P < 0.05). Gas Chromatography 분석결과 에탄올: 207665 ppm, 아세톤: 377.4 ppm으로 나타났다. $^{18}F-Florbetaben$$^{18}F-FDG$$^{18}F-FP-CIT$에 비해 주사 후 잔량이 많았고, 통증을 유발하는 에탄올 성분의 수치가 높게 나타났다. 주사 시 3-way Set 방식보다는 Heparin Cap을 사용함이 잔량 감소에 더 효과적이었다. 그리고 주사 시 환자의 통증 완화를 위해서 천천히 주사함을 권고한다.

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시설재배지 유기물자원 적정 시용기준 설정 (Establishment of Application Level for the Proper Use of Organic Materials as the Carbonaceous Amendments in the Greenhouse Soil)

  • 강보구;이상영;임상철;김영상;홍순달;정근욱;정덕영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.248-255
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    • 2011
  • 시설재배 토양의 장기적인 물질순환적 친환경 토양관리를 위하여 유기물자원 (가축분부산물비료, 볏짚, 버섯배지, 팽연왕겨, 우드톱밥, 코코피트)을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10, 20, 30 조절량을 시용하는 처리를 두어 수박을 시험작물로 비닐하우스에서 2기작으로 재배하여 수행한 결과는 다음과 같다. 시용한 유기물자원의 T-C는 $289{\sim}429g\;kg^{-1}$이었으며, 유기물자원을 토양의 무기태질소 대비 C/N율 10 조절량을 시용하여 수박을 2기작 재배 후 토양의 질산태 질소는 시험전 토양에 비하여 가축분 부산물비료 처리를 제외 하고 21~37% 감소하였으며, 토양의 EC는 26~33% 경감효과가 있었다. 우드톱밥을 토양의 EC가 상이한 3개의 토양에 토양의 무기태질소 대비 C/N율을 10, 20, 30 조절 처리하여 수박을 재배한 결과 시험전 토양에 비하여 토양의 EC가 각각 33, 42, 39% 경감되었다. 수박의 과중은 개당 10.1~13.4 kg으로 토양의 EC가 낮은 토양I>토양II>토양III 순으로 수박의 과중이 높았으며 C/N 20 조절처리에서 3개의 토양은 양호한 경향이었다. 수박의 당도는 $11.8{\sim}12.3^{\circ}Brix$로 처리간에 차이는 없었으며 수박의 과실 특성상 상품에는 문제가 없었다. 탄소함량이 높은 유기물자원 공급으로 토양의 연작장해의 한 원인인 염류집적이 경감되어 품질과 수량성 증수을 기대할 수 있었다. 시설재배토양의 특성을 대표 할 수 있는 토양의 EC농도에 따라 유기물자원 시용시 토양의 무기태질소 대비 C/N 20 조절 시용기준을 적용하여도 물질순환적 유기재배의 토양관리에 문제가 없을 것으로 평가되었다.

드론을 활용한 지표온도와 흡수일사 간 공간적 상관관계 분석 - 쿨루프 효과 분석을 중심으로 - (Analysis of Spatial Correlation between Surface Temperature and Absorbed Solar Radiation Using Drone - Focusing on Cool Roof Performance -)

  • 조영일;윤동현;이명진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1607-1622
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 도시폭염 저감을 위한 기법인 쿨루프를 연구지역에 적용하여 토지피복 객체 간 지표 온도와 흡수일사 간 공간적 상관관계 분석으로 실질적 효과 파악을 목적으로 한다. 이를 위해 실제 쿨루프가 적용된 경상남도 김해시 장유무계동 인근을 연구지역으로 선정하였으며, 드론 DJI Matrice 300 RTK에 열적외 영역센서 FLIR Vue Pro R, 가시광선 영역센서 H20T와 다중분광영역 센서인 Micasense Red-Edge를 활용하여 계측하였다. 계측 일정은 2021년 7월 27일 아침 7시 15분부터 약 1시간 30분 간격으로 총 9장의 열지도와 동일 시간대의 흡수일사 분포도, 쿨루프(113개) 및 일반옥상(367개) 지붕 객체를 추출하였다. 흡수일사 분포도는 ArcGIS의 3D 분석 기능인 Solar Radiation Analysis Tool을 통해 산출한 전천일사 분포도에 Micasense Red Edge를 통해 촬영한 Blue, Green Red, Near Infrared, Red Edge Range 영역대 센서의 조합을 통해 구축한 연구 지역의 알베도 값을 반영하여 구축한다. 전술된 자료를 기반으로 일반옥상과 쿨루프 지붕 객체별 지표온도와 흡수일사 간 Pearson 상관계수를 산출하였다. 분석 결과 일 평균 기준 일반옥상 0.550, 쿨루프 0.387의 상관계수 값을 나타내고 있었다. 하지만, 시간대별 상관성의 변화를 파악한 결과 분석일 기준 태양고도가 높은 시기인 11시 30분과 13시의 경우 일반옥상과 쿨루프 간 상관계수의 차이는 0.022, 0.024 값을 보여 유사한 상관성을 보이고 있다. 그 외 시간대는 일반옥상의 상관계수 값이 쿨루프 보다 약 0.1 이상 높은 값을 보이고 있다. 본 연구는 드론을 통해 취득한 고해상도 영상을 활용하여 쿨루프의 실질적 일사차단 영향의 가능성을 대조군이 되는 일반 옥상과의 상관성 비교를 통해 파악한 사례 연구이다. 향후 본 연구 결과를 기반으로 효율적인 도시열섬 저감기법 적용이 가능할 것으로 사료된다.

골다공증성 척추 압박 골절 환자에서 다열근과 척추기립근의 지방 침투율과 골다공증 관련 인자의 상관 관계 분석 (Correlation Analysis between the Factors Associated with Osteoporosis and the Fat Infiltration Rate of the Multifidus and Erector Spinae Muscles in Osteoporotic Vertebral Compression Fracture Patients)

  • 전득수;백종민;최지욱
    • 대한정형외과학회지
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    • 제55권4호
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    • pp.318-323
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    • 2020
  • 목적: 근감소증에 중요한 요소인 척추 주변 근육 감소를 수치화한 총 지방 침윤율(total fat infiltration rate, TFI rate)과 골다공증성 척추 압박 골절(osteoporotic vertebral compression fracture) 및 관련 수치와의 상관 관계를 찾는 것을 목표로 하였다. 대상 및 방법: 2012년 1월부터 2016년 12월까지 요추의 압박 골절 진료를 본 환자들 중 1) 골밀도(bone mineral density, BMD) T score -2.5 g/cm2 미만으로 골다공증을 진단받고, 2) 요추 골절로 경피적 척추성형술(vertebroplasty) 또는 경피적 풍선척추성형술(kyphoplasty)을 받았으며, 3) 요추의 한 분절만 골절된 4) 1년 이상 추시한 환자 98명을 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. TFI는 Image J 프로그램으로 자기공명영상을 분석하여 확인하였다. 이를 바탕으로 다열근(multifidus) 및 척추기립근(erector spinae)의 TFI와 골다공증 요소들과의 연관성을 분석하였다. 결과: 다열근및 척추기립근의 평균 TFI는 14.66±10.16이었다. 척추 BMD는 고관절 BMD와 통계적으로 유의한 양의 상관 관계를 보였으나 TFI와 음의 상관 관계를 보였다. 고관절 BMD는 체질량지수(body mass index)와 유의한 양의 상관 관계를 보였다. 또한 비타민 D 수치는 척추 BMD와 고관절 BMD에서 모두 양의 상관 관계를 보였으나, TFI와는 음의 상관 관계를 보였다. 결론: 근육량은 근감소증 환자뿐만 아니라 골다공증 환자의 치료에 있어서도 도움이 되므로 주의깊게 보아야 할 것이다. 또한 비타민 D를 증가시키는 것은 근육 위축의 진행을 늦출 수 있으므로 이로써 골절을 예방하는 효과를 가져올 수 있다.

CHEMOPREVENTION OF COLON CANCER BY THE KOREAN FOOD STUFFS COMPONENTS

  • Kim, Dae-Joong;Shin, Dong-Hwan;Ahn, Byeong-Woo;Jang, Dong-Deuk;Hiroyuki Tsuda;Shoji Fukushima
    • 한국독성학회:학술대회논문집
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    • 한국독성학회 2002년도 국제심포지움
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    • pp.106.2-132
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    • 2002
  • 형질전환 (유전자 결핍; Knockout) Min 마우스를 이용하여 대장암 발생에서 배추, 양배추 주성분인 indole-3-carbinol (I3C)의 대장암 예방효과를 규명하고자 하였다. 실험동물로는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$(Min 마우스)계의 5내지 6주령의 수컷 이형접합체 형질전환 마우스 70마리와 C57BL/6J계의 동일 산자, 동일 주령의 수컷 wildtype 비형질전환 마우스 10kfl를 The Jackson Laboratory 사 (Bar harber, ME, USA)로부터 직접 구입하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 (Min)마우스 70마리를 각 군 20내지 25마리씩 세군으로 나누었다. Group 1에는 20마리, Group 2에는 25마리, Group 3에는 25마리를 배치하고, I3C 투여 실험군 (Group 1과 2)에는 실험시작시에 AIN-76A 분말사료에 I3C가 각각 100 및 300ppm이 함유되도록 조제하여 공급하였다. 그리고 실험군(Group 3)에는 실험시작부터 종료시까지 AIN-76A 정제고형사료(Teklad사, WI, USA)를 자유로이 급이하였다. 각군간의 체중, 사료 및 음수소비량을 매 2주마다 측정하였고, 10주간 (16주령)의 실험종료시에는 최종체중과 간장, 신장, 비장 등의 장기무게를 측정하여 상대장기 무게비를 산출하였다. 대조군으로서 C57BL/6J계의 동일 산자, 동일 주령의 수컷 wildtype 비형질전환 마우스 10마리는 같은 조건의 사육실에서 AIN-76A 정제고형사료를 33주간 자유로이 급이하였다. 실험동물은 부검전에 하룻밤 동안 절식하고 이산화탄소 흡입 마취하에서 흉대동맥을 절단하여 방혈하고 각 장기(심장, 폐, 위)를 적출하여 생리심염수에 넣어 장기무게를 측정하고 포르말린에 고정하였다. 소장과 대장의 검사를 위하여 위의 식도부위와 직장을 실로 결찰하여 적출하고 생리심염수를 주입하여 팽창시켜, 십이지장, 공장, 및 회장, 그리고 대장으로 나누어 여과지에 펼친 후 포르말린에 고정하였다. 소장과 대장은 육안 및 자동 영상분석길ㄹ 이용한 분석이 끝난 후에 각 부위별로 4-6개의 절편을 작제하여 포르말린에 재고정하고, 통상적인 조직처리과정, 파리핀 포매 및 3-4$\mu$m 두께의 조직절편을 제작하여 H&E 염색을 실시하여 현미경으로 검경하였다. 약 1주일간의 포르말린 고정이 끝난 소장 및 대장을 부위별, 별 종양개수 및 분포를 자동영상분석기(Kontron Co. Ltd., Germany)로 분석하였다. 체의 변화, 장기무게, 사료소비량 및 마리당 종양의 개수에 대한 통계학적 유의성 검증을 위하여 Duncan's t-test로 통계처리 하였고, 종양 발생빈도에 대하여는 Likelihood ration Chi-square test로 유의성을 검증하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군의 대장선종의 발생률은 84%(Group 3; 21/25례)로써 I3C 100ppm 및 300ppm을 투여한 경우에 있어서는 각군 모두 60%(Group 1; 12/20 례, Group 2; 15/25 례)로 감소하는 경향을 나타내었다. 대장선종의 마리당 발생개수에 있어서는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군은 1.40$\pm$0.24(100%)에 비하여 I3C 저농도 투여 실험군(Group 1; 0.85$\pm$0.23; 61%, P<0.01), 그리고 I3C 고농도 투여 실험군(Group 2 ; 1.32$\pm$0.29 ; 94%)의 순으로 감소하였다. 선종의 크기별 종양의 발생개수의 분포에 있어서 I3C 저농도 투여 실험군에 있어서는 선종의 크기가 3mm이하의 수가 현저하게 감소하였다. C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스에 AIN-76A 정제사료만을 투여한 대조군의 부위별 소장선종의 발생수는 십이지장부위를 제외하고 각 군에서 유의한 변화는 관찰되지 않았다. 십이지장 종양의 발생개수에서만 I3C 저농도 투여 실험군(Group 1 ; 3.11$\pm$0.85)이 대조군 (Group 3: 1.48$\pm$0.35) 및 I3C 고농도 투여 실험군(Group 2: 1.56$\pm$0.47)에 비하여 유의성 있게 증가하였다. (P<0.05). 따라서 I3C은 소장에서는 암예방 효과가 뚜렷하지 않으나, 대장에 대한 암에방 효과가 있을 것으로 생각된다. 소장 및 대장을 제외한 간장, 신장, 비장, 심장, 폐 그리고 위 등의 기타 장기에서의 조직병리학적 변화는 관찰되지 않았다. 소장 및 대장의 종양은 선종(polyps)으로 관찰되었다. 지난 10여년간 형질전환 및 유전자 결핍 실험동물의 종류가 기하 급수적으로 증가하여 이용되고 있다. 가족성 대장 선종성 용종증(FAP)의 대표적인 모델로 이용되고 있는 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스를 사용하여 배추나 양배추의 주요성분인 Indole-3-carbinol(I3C)의 대장암 예방효과가 있는지를 검색하여 본 결과 AIN-76A정제사료만을 투여한 대조군의 대장선종의 발생률 84%에 비하여 I3C 100 및 300ppm을 투여한 실험군에 있어서 각군 모두 60%로서 감소하는 경향을 나타내었으며, 대장선종의 마리당 발생개수에 있어서는 대조군의 1.40$\pm$1.041를 100%로 환산하였을 경우 I3C 저농도 및 고농도 투여 실험군에서는 각각 약 61%와 94%를 나타내여 감소하였다. 특히 대장선종의 크기별 분포에 있어서 선종의 크기가 3mm이하의 수가 현저하게 감소하였다. 따라서 저농도 I3C의 투여는 실험적 유전성 가족성 대장 선종성 용종증 모델에 있어서 어느정도 암 예방효과가 있는 것으로 생각된다. 그러나 소장 선종의 발생에는 별 영향이 없는 것으로 생각된다. 그러나 본 실험에 사용된 C57BL/6J-Apc$^{min/+}$계 수컷 이형접합체 형질전환 마우스는 실험개시 시점이 7내지 8주령이 경과하여 이미 태생기부터 소장 및 대장의 선종 발생이 진행되어 온 것을 감안하고 특히 비스테로이드계 항염증 소염제(NSAIDS)와 같은 강력한 COX-2억제제가 아님을 고려하면, 상당한 선종의 발생을 억제할 수 있는 가능성이 매우 높다고 생각한다. 또한 이제까지 배추나 양배추 성분의 복합성분들에 대한 실험적 대장암 모델에서의 촉진효과 등에 대한 보고들이 있어 온 점을 고려할 때 위암(Kim 등, 1994) 간암(Kim 등, 1994), 유방암(Grubbs, 등, 1995; Bradlow 등, 1995)에 대한 예방효과가 있을 것으로 생각된다. 앞으로 이러한 종양조직내에서의 COX-2 및 iNOS mRNA와 단백질의 발현정도를 분자병리학적으로 연구중에 있으며, 향후 십자화과식물 성분인 indole-3-carbinol이 마우스뿐 만 아니라 랫드의 화학발암물질에 의한 대장종양에 대한 억제효과 있는지 연구 필요가 있다. Min 마우스와 같은 형질 전환(유전자결핍;knockout) 실험동물을 이용한 새로운 중기 발암성 시험범의 확립을 통한 각종 환경 유해물질의 발암성 유무 및 COX-2 억제작용이 있는 식품인자의 암예방 후보물질을 체계적으로 검색하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

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