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Stem Cell Biology, 최근의 진보 (Recent Advancement in the Stem Cell Biology)

  • 한창열
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제33권3호
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    • pp.195-207
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    • 2006
  • Stem cells are the primordial, initial cells which usually divide asymmetrically giving rise to on the one hand self-renewals and on the other hand progenitor cells with potential for differentiation. Zygote (fertilized egg), with totipotency, deserves the top-ranking stem cell - he totipotent stem cell (TSC). Both the ICM (inner cell mass) taken from the 6 days-old human blastocyst and ESC (embryonic stem cell) derived from the in vitro cultured ICM have slightly less potency for differentiation than the zygote, and are termed pluripotent stem cells. Stem cells in the tissues and organs of fetus, infant, and adult have highly reduced potency and committed to produce only progenitor cells for particular tissues. These tissue-specific stem cells are called multipotent stem cells. These tissue-specific/committed multipotent stem cells, when placed in altered environment other than their original niche, can yield cells characteristic of the altered environment. These findings are certainly of potential interest from the clinical, therapeutic perspective. The controversial terminology 'somatic stem cell plasticity' coined by the stem cell community seems to have been proved true. Followings are some of the recent knowledges related to the stem cell. Just as the tissues of our body have their own multipotent stem cells, cancerous tumor has undifferentiated cells known as cancer stem cell (CSC). Each time CSC cleaves, it makes two daughter cells with different fate. One is endowed with immortality, the remarkable ability to divide indefinitely, while the other progeny cell divides occasionally but lives forever. In the cancer tumor, CSC is minority being as few as 3-5% of the tumor mass but it is the culprit behind the tumor-malignancy, metastasis, and recurrence of cancer. CSC is like a master print. As long as the original exists, copies can be made and the disease can persist. If the CSC is destroyed, cancer tumor can't grow. In the decades-long cancer therapy, efforts were focused on the reducing of the bulk of cancerous growth. How cancer therapy is changing to destroy the origin of tumor, the CSC. The next generation of treatments should be to recognize and target the root cause of cancerous growth, the CSC, rather than the reducing of the bulk of tumor, Now the strategy is to find a way to identify and isolate the stem cells. The surfaces of normal as well as the cancer stem cells are studded with proteins. In leukaemia stem cell, for example, protein CD 34 is identified. In the new treatment of cancer disease it is needed to look for protein unique to the CSC. Blocking the stem cell's source of nutrients might be another effective strategy. The mystery of sternness of stem cells has begun to be deciphered. ESC can replicate indefinitely and yet retains the potential to turn into any kind of differentiated cells. Polycomb group protein such as Suz 12 repress most of the regulatory genes which, activated, are turned to be developmental genes. These protein molecules keep the ESC in an undifferentiated state. Many of the regulator genes silenced by polycomb proteins are also occupied by such ESC transcription factors as Oct 4, Sox 2, and Nanog. Both polycomb and transcription factor proteins seem to cooperate to keep the ESC in an undifferentiated state, pluripotent, and self-renewable. A normal prion protein (PrP) is found throughout the body from blood to the brain. Prion diseases such as mad cow disease (bovine spongiform encephalopathy) are caused when a normal prion protein misfolds to give rise to PrP$^{SC}$ and assault brain tissue. Why has human body kept such a deadly and enigmatic protein? Although our body has preserved the prion protein, prion diseases are of rare occurrence. Deadly prion diseases have been intensively studied, but normal prion problems are not. Very few facts on the benefit of prion proteins have been known so far. It was found that PrP was hugely expressed on the stem cell surface of bone marrow and on the cells of neural progenitor, PrP seems to have some function in cell maturation and facilitate the division of stem cells and their self-renewal. PrP also might help guide the decision of neural progenitor cell to become a neuron.

파라쿼트 중독 환자에서 deferoxamine의 치료 효과 (Efficacy of deferoxamine on paraquat poisoning)

  • 허진원;제갈양진;홍상범;오연목;심태선;임채만;이상도;김우성;김동순;김원동;고윤석
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제62권2호
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    • pp.113-118
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    • 2007
  • 연구배경: 파라쿼트 중독은 다발성 장기부전과 폐섬유화를 유발하여 높은 사망률을 초래한다. 폐섬유화의 약화를 위해 여러 종류의 면역억제제가 사용되었으나 그 치료효과는 다양하다. 철은 파라쿼트로 유발된 산화 스트레스에 의한 폐손상에 중요한 역할은 한다. 본 연구는 파라쿼트 중독의 치료시 철 킬레이트 제제인 deferoxamine의 효과를 보고자 시행되었다. 방 법: 2001년 10월부터 2005년 4월까지 파라쿼트 중독으로 내과계중환자실에 입원한 37명 중 28명이 본 연구에 포함되었다. 환자들은 서울아산병원의 파라쿼트 치료 프로토콜에 따라서 치료되었다. 이 중 12명이 추가로 deferoxamine 투여군으로 무작위 분류되었다. 결 과: 두 군간의 성별, 나이, 파라쿼트 중독의 정도, 섭취 후 병원까지의 도착 시간 등은 유의한 차이를 보이지 않았다. 파라쿼트 섭취 후 간기능과 신기능의 변화도 유의한 차이를 보이지 않았다. 전체 사망률은 두 군 간의 차이는 없었으나 deferoxamine 투여군에서 대조군과 비교시 호흡부전의 빈도가 높았다(4/7 versus 0/9, p=0.019). 결 론: 파라쿼트 중독 시 본 연구에서 적용된 용량과 기간의 deferoxamine (100mg/kg during 24 h)은 치료효과가 없을 것으로 사료된다.

슬관절 전외측인대의 해부학, 생역학, 수술법 및 임상적 결과 (Anterolateral Ligament of the Knee: Anatomy, Biomechanics, Techniques, and Clinical Outcome)

  • 김성환;이태협;박용범
    • 대한정형외과학회지
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    • 제55권4호
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    • pp.281-293
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    • 2020
  • 전방십자인대 재건술은 슬관절 수술 중에서 흔하게 시행되는 수술 중 한가지이나 해부학 및 생역학에 대한 이해가 증가하여 수술 기법의 다양한 변화가 있었음에도 수술 실패는 7%-16% 정도로 보고되고 있어 회전 불안정성에 대한 관심은 지속적으로 강조되고 있다. 최근 들어 전외측인대가 회전 불안정성에 대한 2차적인 지지 구조물로 많은 관심을 받고 연구되고 있다. 하지만 아직까지 전외측인대의 해부학적 형태, 생역학 및 임상 결과에 있어서 논란이 있다. 전외측인대는 대퇴골 외상과 부위에서 경골 근위부의 Gerdy's 결절과 비골 골두 사이에서 슬관절 전외측으로 주행하는 구조물로 알려져 있으며 생역학적 연구에서 경골의 내회전에 따라 전외측인대의 긴장도가 증가하는 슬관절 회전안정성에 기여를 하는 구조물로 알려져 있다. 전외측인대 손상의 진단은 신체검사, 방사선적 검사, 자기공명영상 등의 다양한 검사를 이용하여 종합적으로 판단하며 그중 주로 pivot-shift 검사와 자기공명영상의 결과를 종합하여 진단하게 된다. 최근에는 장경인대의 Kaplan 섬유 등과 같이 전외측인대 복합체로 판단하기도 하며 그 구조물들의 손상여부를 각각 고려하기도 한다. 치료에 있어서 다양한 수술법이 소개되어 사용되고 있고, 연구마다 다른 수술의 적응증을 제시하고 있는 실정으로 최근의 임상적 연구에서 회전 불안정성에 있어 긍정적인 효과를 보고하였지만 앞으로 더 많은 연구가 진행되어야 전외측인대를 강화하는 외측 강화 술식의 유용성에 대한 정확한 평가가 될 수 있을 것으로 판단된다.

두경부암 세기변조방사선치료 계획 시 부분적 고에너지 광자선 사용에 따른 치료계획 평가 (The Effect of Partially Used High Energy Photon on Intensity-modulated Radiation Therapy Plan for Head and Neck Cancer)

  • 장남준;석진용;원희수;홍주완;최지훈;박진홍
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • 목 적: 체내에서 광자선은 에너지에 따라 다른 선량분포 특성을 보이기 때문에 치료계획 시 적절한 에너지 선택이 중요하다. 두경부암 세기변조방사선치료(intensity modulated radiation therapy, IMRT)는 주로 저에너지 광자선을 사용하는데, 본 연구에서는 후사방향 조사면에 부분적으로 고에너지 광자선을 사용하였을 때 치료계획에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 두경부암 세기변조방사선치료를 시행한 10명(nasopharyngeal carcinoma 5, tonsilar carcinoma 5)의 환자를 대상으로 하였다. 동일한 조건하에 환자의 CT영상을 3 mm 두께로 획득하고 치료계획시스템은 Eclipse (Ver 7.1, Varian, Palo Alto, USA)를 사용하였다. 환자마다 8개 조사면으로 6 MV 에너지를 사용한 치료계획(low energy plan, LEP)과 상대적으로 투과 깊이가 깊은 후사방향의 2개 조사면에서 15 MV 에너지를 사용한 치료계획(partially used high energy plan, PHEP)을 각각 수립하였으며, 다른 치료계획조건들과 plan normalization은 동일하게 적용하였다. 수립된 치료계획을 평가하기 위해서 계획표적체적(planning target volume, PTV)의 coverage, conformity index (CI), homogeneity index (HI)를 비교하였고 양측 이하선의 $D_{mean}$, $D_{50%}$와 뇌척수의 $D_{max}$, $D_{1%}$ 그리고 integral dose (ID)를 비교하였다. 특히, 후경부의 정상조직선량을 비교하기 위해 posterior-normal tissue volume (P-NTV)을 설정하고 dose volume histogram (DVH)을 통해서 $D_{mean}$, $V_{20Gy}$, $V_{25Gy}$를 평가하였으며, 또한 총 monitor unit (MU)의 변화를 비교하였다. 결 과: LEP와 PHEP 사이에서 PTV의 coverage 그리고 CI의 차이는 크지 않았고, HI는 변화없이 전체적으로 동일하게 나타났다. 뇌척수의 선량변화는 크지 않았지만 양측 이하선의 $D_{mean}$, $D_{50%}$ 그리고 ID는 PHEP에서 각각 0.6%, 0.7%, 1.1% 감소하였다. P-NTV의 $D_{mean}$, $V_{20Gy}$, $V_{25Gy}$는 PHEP에서 각각 1.6%, 1.8%, 2.9% 감소하였고, 총 MU도 평균 1.8% 감소하였다. 결 론: 본 연구결과 후사방향에서 부분적으로 고에너지를 사용한 치료계획에서 일부 결정장기(organ at risk, OAR)와 정상조직의 선량, 그리고 총 MU를 감소시키는 효과가 있었다. 이런 효과가 환자에게 임상적으로 얼마나 이로운지는 명확하지 않지만, 두경부암 세기변조방사선치료 계획 시 부분적으로 고에너지 광자선을 사용하는 것은 치료계획의 전반적인 질을 개선하는 데 유용 할 것으로 본다.

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실험적 급성호흡부전에서 호기말양압에 의한 폐유순도와 산소운반의 변화 및 상관관계 - 호흡부전의 기전에 따른 차이 - (Relationship of Compliance and Oxygen Transport in Experimental Acute Respiratory Failure during Positive End-Expiratory Pressure Ventilation)

  • 이상도;윤세진;이복희;한성구;심영수;김건열;한용철
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제40권1호
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    • pp.6-15
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    • 1993
  • 연구배경 : 성인성 호흡곤란증후군에서 호기말양압(PEEP)이 저산소혈증을 호전시키는 기전은 감소된 기능적잔기량의 증가에 따른 생리적단락의 감소이며 어느 수준 이상의 PEEP에서는 심박출량이 유의하게 감소해 산소운반은 오히려 감소하는 것으로 알려져 있다. 산소운반이 최대인 PEEP 수준을 결정하는 비관혈적 지표로 폐유순도(compliance)가 보고되었으나 이의 유용성에 대해서는 논란이 많다. 한편 급성 폐동맥색전증은 성인성 호흡곤란증후군과는 달리 기능성 잔기량의 감소가 유의하지 않은 질환이며 따라서 PEEP의 적용에 따른 환기 및 혈류역학의 변화도 다를 것으로 추측된다. 저자들은 성인성 호흡곤란증후군과 급성 폐동맥색전증에서 총정적유순도(total static compliance)가 산소운반을 최대로하는 PEEP 수준의 결정에 유용한 지표로 이용될 수 있는가를 검정해보고, 성인성 호흡곤란증후군과는 저산소증의 기전이 다른 급성 폐동맥색전증에서 PEEP 적용에 따른 환기 및 혈역학의 변화에 대한 기초자료를 제공하고자 본 연구를 시행 하였다. 방법 : 한국산 잡견 14마리중 7마리에는 oleic acid 0.07ml/kg를 정주해 성인성 호흡곤란증후군을 유발하고, 나머지 7마리에는 자가혈병을 이용해 급성 폐동맥색전증을 유발한 후 PEEP 수준을 0, 5, 8, 12, 15 cm$H_2O$로 증가시켜가며 환기 및 혈역학의 제지표를 측정하였다. 결과: 1) PEEP수준의 증가에 따른 환기 및 혈역학의 변화 ARDS군에서 PEEP수준의 상승에 따라 동맥혈 산소분압및 동맥혈 이산화탄소분압은 증가하였고, 생리적단락과 심박출량은 감소하였다 (p<0.05). 급성 폐동맥색전증군에서도 PEEP수준의 상승에 따라 생리적단락 및 심박출량은 감소하였고, 동맥혈 산소분압 및 동맥혈 이산화탄소분압은 증가하였다 (p<0.05). PEEP수준 1 cm$H_2O$ 상승에 따른 변화로 심박출량의 감소는 급성 폐동맥색전증군에서 ARDS 군에 비해 유의하게 컸고, 동맥혈 산소분압, 동맥혈 이산화탄소분압, 생리적단락 및 폐혈관저항의 변화는 두군간에 유의한 차이가 없었다. 2) 산소운반과 총정적유순도 ARDS군에서 총정적유순도와 산소운반은 PEEP 적용후 증가해 5 cm$H_2O$에서 가장 컸으며 (p<0.05), 급성 폐동맥색전증군에서는 PEEP 적용후 총정적유순도와 산소운반이 감소하였다(p<0.05). 양군 모두 산소운반이 최대인 PEEP 수준에서 총정적유순도도 최대치를 기록하였다. ARDS군에서 산소운반의 변화와 총정적유순도의 변화사이에는 유의한 상관관계가 있었고 (r=0.86, p<0.01), 급성 폐동맥색전증군에서도 산소운반의 변화와 총정적유순도의 변화사이에 약한 상관관계가 있었다(r=0.60, p<0.01). 결론 : 이상의 결과로 ARDS와 급성 폐동맥색전증에서 PEEP의 적용시 산소운반을 최대로 유지하기 위한 PEEP수준의 결정에 총정적유순도가 유용한 지표로 이용될 수 있을것으로 생각된다.

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국소적으로 진행된 자궁경부암의 방사선치료와 복합 항암화학요법의 동시치료 결과 (Concurrent Chemoradiotherapy in Locally Advanced Carcinoma of The Uterine Cervix : A Phase I/II Prospective Study)

  • 강원철;최은경;정원규;김종훈;장혜숙;김용만;김영탁;남주현;목정은;이무송
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권3호
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    • pp.311-323
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    • 1998
  • 목적 : 국소적으로 진행된 자궁경부암환자에서 방사선 치료와 5-FU, CDDP 복합항암요법의 동시 치료에 의한 종양관해율, 치료부작용, 예후인자, 실패양상과 생존율을 분석하기 위하여 전향적 제 2상연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 울산대학교 서울중앙병원 방사선종양학과와 산부인과에서 1992년 5월부터 1997년 1월까지 FIGO병기 IIB, III, IVA의 국소적으로 진행된 자궁경부암으로 진단받고 치료한 환자 73명중 방사선치료와 동시에 2회의 FP 항암요법을 시행한 68명을 대상으로 분석을 시행하였다. FIGO병기에 의한 분포는 IIB 46명, IIIA 2명, IIIB 15명, IVA 5명이었고, 이들의 연령분포는 31세에서 77세까지로 중앙값 58세이었다. 방사선치료시 외부조사는 전골반부에 4,140-5,040 cGy를 시행후 192Ir 고선량 근접치료기로 주 3회씩 6-7회의 강내조사를 시행하며 동시에 B점추가 조사를 시행하여 A점에 7,500-8,000 cGy, B점에 6,000-6,500 cGy가 되도록 조사하였다. FP(5-FU; 1,000mg/$m^2$/24 hours, 4 days+CDDP; 20mg/$m^2$/3 hours, 3 days) 항암화학요법은 방사선치료 시작 제 1일과 제 29일에 각각 4일간 투여하도록 하였다. 치료효과는 치료종료시점과 치료후 1개월, 3개월에 시행한 부인과 검사와 MRI로 판정하였다. 결과 : 전체 환자의 추적기간은 4개월에서 68개월 (중앙값 24개월)이었다. 생존율을 분석한 환자 64명의 5년생존율 및 무병생존율은 각각 52$\%$와 64$\%$였으며, FIGO병기 IIB인 환자의 5년생존율과 무병생존율은 각각 58$\%$, 71$\%$이었고, FIGO병기 III와 IVA인 환자는 각각 36$\%$, 46$\%$이었다. 재발양상은 전체 재발율이 27.9$\%$ (19/68)로, 국소재발이 5.9$\%$ (4/68), 원격전이가 10.3$\%$(7/68), 국소재발과 원격전이가 같이 있는 경우가 11.8$\%$ (8/68)로 나타났다. 치료종료 한달 후 치료 효과를 판정할 수 있었던 64명중 78$\%$ (50/64)가 완전관해를 보였다. 예후인자는 단변량분석시 5년생존율에 FIGO병기, 치료반응율, 골반내와 대동맥주위 림프절 전이유무가 통계적으로 의미 있었고, 다변량분석시 치료반응율과 치료중 혈색소 농도가 통계적으로 의의있게 나타났다. 치료에 따른 독성은 10$\%$내외로 치료후 대부분 자연 회복되었으나, 2차 항암약물투여중 폐부종이 발생한 1명과 치료종료후 8개월에 만성합병증인 장천공이 발생한 1명은 치료에 따른 부작용으로 사망하였다. 결론 : 국소적으로 진행된 자궁경부암에 대한 방사선치료와 복합항암요법의 동시치료는 수용 가능한 독성을 보였고, 진행된 경우 생존율의 향상을 관찰할 수 있었다. 좀 더 장기적인 추적관찰후 여러 예후인자들을 고려하여 초기 치료반응율을 높이는 치료방법의 선택이 필요하리라 생각되며, 동시 방사선-항암화학요법의 종양관해율과 생존율의 차이를 알아보기 위한 제 3상 무작위연구가 필요한 것으로 생각된다.

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