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폐렴 구균에 대한 조협의 보호 역할 연구 (The Protective Role of Gleditsiae fructus against Streptococcus pneumoniae)

  • 이준기;이세희;서동주;이강희;박소정;박선;김태경;양진영
    • 생명과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.158-168
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    • 2023
  • 천연 추출물은 항산화, 항균, 항염 및 면역조절 효과 등의 다양한 생리활성을 가지며 암과 전염병을 치료하는데 사용되어왔다. 우리는 본 연구에서 폐 증강제로 잘 알려진 10 가지의 천연 추출물을 선정하였고 폐렴구균[Streptococcus (S.) pneumoniae]에 대한 항균성을 조사하였다. 디스크 확산 분석에서 우리는 다른 천연 추출물과 비교 시, 조협을 처리했을 때 폐렴 구균의 생장이 유의적으로 조절되었음을 확인하였다. 비강 경로를 통한 조협 처리가 생체 내 독성을 유발하여 우리는 조협을 처리하는 새로운 방법으로 스프레이를 채택했다. 흥미롭게도 2 주 동안 하루에 3 번 조협을 처리한 쥐들은 몸무게 감소와 생존율에서 폐렴 구균의 비강내 감염에 대해 저항력을 보였다. 더욱이 저자는 스프레이를 통해 조협에 주기적으로 노출될 시 폐렴 구균을 투여한 폐에서 지속되는 염증이 다소 완화되는 것으로 미루어보면, 이는 이동해온 염증 세포가 폐 감염 질환에 대한 숙주 방어기작과 관련될 수 있다는 점을 시사하고 있다. 이를 통해 조협 선처리 후 폐렴 구균을 감염시킨 후 5 일이 지난 쥐의 기관지 폐포 세척액에서 면역세포를 분석해 본 결과, 과립구(CD11b+Ly6C+Ly6G+), 호중구(CD11b+Ly6CintLy6G+), 그리고 단핵구(CD11b+Ly6CintLy6G-) 세포는 대조군과 비슷한 수치였으나, 유의적으로 증가한 수준의 폐포 대식세포(CD11b+CD11chiF4/80+)가 확인되었다. 이들의 결과를 종합하면, 저자의 자료는 이 같은 편리한 조협 적용이 균 감염에 대한 방어 면역을 유도할 수 있다는 점을 암시하며 안면 스프레이 방법이 폐 염증의 방어 기작을 이해하고, 폐 질환에서 면역 증강제로서의 천연 추출물의 효능을 평가하는데 도움이 될 것임을 나타낸다.

입 모양 인식 시스템 전처리를 위한 관심 영역 추출과 이중 선형 보간법 적용 (Region of Interest Extraction and Bilinear Interpolation Application for Preprocessing of Lipreading Systems)

  • 한재혁;김용기;김미혜
    • 정보처리학회 논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.189-198
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    • 2024
  • 입 모양 인식은 음성 인식의 중요 부분 중 하나로 음성 인식을 위한 입 모양 인식 시스템에서 입 모양 인식 성능을 개선하기 위한 여러 연구가 진행됐다. 최근의 연구에서는 인식 성능을 개선하기 위해 입 모양 인식 시스템의 모델 구조를 수정하는 방법이 사용됐다. 본 연구에서는 모델 구조를 수정하는 것으로 인식 성능을 개선하는 기존의 연구와 달리 모델 구조의 변화 없이 인식 성능을 개선하는 것을 목표로 한다. 모델 구조의 수정 없이 인식 성능을 개선하기 위해, 사람이 하는 입 모양 인식에서 사용되는 단서를 참고해 입 모양 인식 시스템의 기존 관심 영역인 입술 영역과 함께 턱, 뺨과 같은 다른 영역을 관심 영역으로 설정하고 각 관심 영역의 인식률을 비교해 가장 높은 성능의 관심 영역을 제안한다. 또한, 관심 영역 크기를 정규화하는 과정에서 보간법의 차이로 인해 발생하는 정규화 결과의 차이가 인식 성능에 영향을 준다고 가정하고 최근접 이웃 보간법, 이중 선형 보간법, 이중 삼차 보간법을 사용해 동일한 관심 영역을 보간하고 각 보간법에 따른 입 모양 인식률을 비교해 가장 높은 성능의 보간법을 제안한다. 각 관심 영역은 객체 탐지 인공신경망을 학습시켜 검출하고, 각 관심 영역을 정규화하고 특징을 추출하고 결합한 뒤, 결합된 특징들을 차원 축소한 결과를 저차원 공간으로 매핑하는 것으로 동적 정합 템플릿을 생성했다. 생성된 동적 정합 템플릿들과 저차원 공간으로 매핑된 데이터의 거리를 비교하는 것으로 인식률을 평가했다. 실험 결과 관심 영역의 비교에서는 입술 영역만을 포함하는 관심 영역의 결과가 이전 연구의 93.92%의 평균 인식률보다 3.44% 높은 97.36%의 평균 인식률을 보였으며, 보간법의 비교에서는 이중 선형 보간법이 97.36%로 최근접 이웃 보간법에 비해 14.65%, 이중 삼차 보간법에 비해 5.55% 높은 성능을 나타내었다. 본 연구에 사용된 코드는 https://github.com/haraisi2/Lipreading-Systems에서 확인할 수 있다.

왕벚나무 수피 추출물의 아미노산, 지방산 분석 및 항산화 활성 (Analysis of Amino Acids, Fatty Acids, and Antioxidant Activities of Prunus yedoensis Matsum. Bark Extracts)

  • 박성환;최예은;양정모;정채원;조현덕;조주현
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.288-298
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    • 2024
  • 본 연구는 국내산 왕벚나무 수피를 건강기능식품 소재로서 활용 가능성을 확인하기 위하여 용매별 추출물에 대한 특성 분석과 항산화 활성을 평가하였다. 용매별 소재의 아미노산과 지방산 분석을 통하여 성분함량 및 조성 차이를 확인하였고, 항산화 활성 비교를 위해 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, FRAP 활성을 측정 및 비교 후 상관관계를 분석하였다. 아미노산 분석 결과, 열수 추출물, 30% 에탄올 추출물, 70% 에탄올 추출물에서 13종의 아미노산이 검출되었고, 주요 아미노산으로 aspartic acid, arginine, proline으로 분석되었으며, 총 아미노산 함량은 각각 0.17%, 0.16%, 0.09%로 확인되었다. 지방산 분석 결과, 포화지방산(SFA)이 열수 추출물, 30% 에탄올 추출물, 70% 에탄올 추출물에서 62.7-66.7%로 높은 조성비를 보였고, 확인된 지방산은 열수 추출물에서 behenic acid (C22:0)을 제외한 13종의 지방산이 검출되었으며, 30% 에탄올 추출물과 70% 에탄올 추출물에서 14종 지방산이 검출되었다. 주요 지방산은 열수 추출물, 30% 에탄올 추출물, 70% 에탄올 추출물에서 palmitic acid (C16:0)로 확인되었고, 총 지방산 함량은 각각 0.66 mg/g, 2.46 mg/g, 10.04 mg/g으로 70% 에탄올 추출물에서 가장 높았다. 총 플라보노이드와 총 폴리페놀 함량은 열수 추출물, 30% 에탄올 추출물, 70% 에탄올 추출물에서 각각 727.70-769.87 mg QE/g, 309.24-348.09 mg GAE/g이었다. 항산화 활성 측정 결과 열수 추출물, 30% 에탄올 추출물, 70% 에탄올 추출물에서 DPPH 라디칼 소거능은 0.05-1 mg/mL 농도에서 각각 14.42-81.77%, 16.85-83.38%, 19.33-81.12%의 결과를 보였고, ABTS 라디칼 소거능은 0.05-1 mg/mL 농도에서 각각 6.32-89.55%, 16.14-70.61%, 8.99-92.08%의 결과를 보였으며, FARP 활성은 0.05-0.5 mg/mL 농도에서 각각 0.32-2.91, 0.07-0.61, 0.39-3.43으로 나타나 농도 의존적으로 항산화 효과를 증가시키는 것을 확인하였다. 용매별 추출물의 총 플라보노이드 함량, 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성 간의 상관관계를 분석한 결과, 높은 양(+)의 상관성을 보였다(P<0.01). 본 연구결과를 통해 왕벚나무 수피 추출물을 이용한 건강기능식품 소재 개발의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

탄산칼슘을 이용한 이산화탄소 안정동위원소 표준시료 제작에 대한 연구 (Preparation of Pure CO2 Standard Gas from Calcium Carbonate for Stable Isotope Analysis)

  • 박미경;박선영;강동진;리선란;김재연;조춘옥;김주일;김경렬
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권1호
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    • pp.40-46
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    • 2013
  • 안정동위원소 질량분석기를 이용한 탄소와 산소의 동위원소비 측정은, 이산화탄소 표준기체의 동위원소 비에 대하여 그 상대적인 값을 측정함으로써 이루어진다. 따라서 실험실 표준기체는 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{18}O$ 값의 국제 표준물질인 PDB와 V-SMOW에 대해 보정된 이산화탄소이여야 하며, 이는 국제적 자료의 비교와 검증을 위해 필수적이다. 그러나 표준기체는 제작 기간이 길며, 가격이 비싼 단점이 있고, 장기간 사용 시 실린더 내부 압력의 변화로 동위원소의 분별이 생길 우려가 크다. 따라서 본 연구는 실험실 표준기체 관리의 효율성을 높이기 위해 장기간 안정적 보관이 가능한 고체 표준물질로부터 동위원소 분별없이 순수한 이산화탄소 기체를 추출하여, 실험실 표준기체로 사용할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 본 논문은 Coplen et al.(1983)에 의하여 제안된 방법을 기초로 한 다량의 이산화탄소 표준 기체 제작에 초점을 두었다. 이산화탄소는 탄산칼슘과 100% 순수 인산의 반응에 의해 생성되는데, 두 물질의 반응에 필요한 실험 장치 및 실험 과정을 상세히 기술하였으며, 최적의 실험 조건 결정을 위한 다양한 분석 결과를 소개하였다. 이어 생성된 이산화탄소 기체의 추출, 정제와 포집은 자체 제작된 진공관에서 이루어졌으며, 각 단계에 대한 자세한 설명이 주어진다. 이산화탄소의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{18}O$ 측정은 서울대학교 기초과학교육연구 공동기기원에서 운영 중인 안정동위원소 질량분석기(VG Isotech, SIRA Series II)를 이용하여 이루어졌다. 탄산칼슘 고체 표준물질로부터 이산화탄소 기체 추출과 추출된 기체의 정제 포집 등 전체 분석과정의 정밀도 검증을 위해 동일한 Solenhofen-ori $CaCO_3$(< $63{\mu}m$) 고체 시료로 부터 15회에 걸쳐 표준기체를 제작하였고, 매회 100 mg $CaCO_3$을 이용하여 총 15개의 표준기체 제작이 8일에 걸쳐 이루어졌다. 이 표준기체들의 분석 표준편차($1{\sigma}$)는 ${\delta}^{13}C$의 경우 ${\pm}0.01$‰, ${\delta}^{18}O$${\pm}0.05$‰로 매우 높은 정밀도를 보여주었다. 이러한 분석 정밀도는 안정동위원소 질량분석기기 자체와 같은 내부 정밀도에 상응하며, 본 연구에서 제시한 실험실 표준기체 제작방법의 높은 신뢰성과 재현성을 입증하는 결과이다. 따라서 본 연구는 표준기체 보유가 어려워 정밀, 정확한 안정동위원소 분석에 어려움이 많았던 연구 분야에 자체 표준기체 제작 기술을 제공하는데 크게 기여할 것으로 생각된다.

사회연결망 분석을 활용한 연관규칙 확장기법 (Extension Method of Association Rules Using Social Network Analysis)

  • 이동원
    • 지능정보연구
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    • 제23권4호
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    • pp.111-126
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    • 2017
  • 연관 상품 추천은 수많은 상품을 다루는 온라인 상거래에서 소비자의 상품 탐색 시간을 줄여주며 판매자의 매출 증대에 크게 기여한다. 이는 주문과 같은 거래의 빈도를 기반으로 생성되므로, 통계적으로 판매 확률이 높은 상품을 효과적으로 선별할 수 있다. 하지만, 판매 가능성이 높은 경우라도 신상품처럼 판매 초기에 거래 건수가 충분하지 않은 상품은 추천에서 누락될 수 있다. 연관 추천에서 누락된 상품은 이로 인해 노출 기회를 잃게 되고, 이는 거래 건수 감소로 이어져, 또 다시 추천 기회를 잃는 악순환을 겪을 수도 한다. 따라서, 충분한 거래 건수가 쌓이기 전까지 초기 매출은 일정 기간 동안 정체되는 현상을 보이는데, 의류 등과 같이 유행에 민감하거나 계절 변화에 영향을 많이 받는 상품은 이로 인해 매출에 큰 타격을 입을 수도 있다. 본 연구는 이와 같이 거래 초기의 낮은 거래 빈도로 인해 잘 드러나지 않는 상품 간의 잠재적인 연관성을 찾아 추천 기회를 확보할 수 있도록 연관 규칙을 확장하기 위한 목적으로 수행되었다. 두 상품 간에 직접적인 연관성이 나타나지 않더라도 다른 상품을 매개로 두 상품 간의 잠재적 연관성을 예측할 수 있을 것이며, 이런 연관성은 주문에서 나타나는 상품 간 상호작용으로 표현될 수 있으므로, 사회연결망 분석을 활용한 분석을 시도하였다. 사회연결망 분석기법을 통해 각 상품의 속성과 두 상품 간 경로의 특성을 추출하고 회귀분석을 실시하여, 두 상품 간 경로의 최단 거리 및 경로의 개수, 각 상품이 얼마나 많은 상품과 연관성을 갖는지, 두 상품의 분류 카테고리가 어느 정도 일치하는지가 두 상품 간의 잠재적 연관성에 미친다는 것을 확인하였다. 모형의 성능을 평가하기 위해, 일정 기간의 주문 데이터로부터 연결망을 구성하고, 이후 10일 간 생성될 상품 간 연관성을 예측하는 실험을 진행하였다. 실험 결과는 모형을 적용하지 않는 경우보다 제안 모형을 활용할 때 훨씬 많은 연관성을 찾을 수 있음을 보여준다.

BERT를 활용한 속성기반 감성분석: 속성카테고리 감성분류 모델 개발 (Aspect-Based Sentiment Analysis Using BERT: Developing Aspect Category Sentiment Classification Models)

  • 박현정;신경식
    • 지능정보연구
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    • 제26권4호
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    • pp.1-25
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    • 2020
  • 대규모 텍스트에서 관심 대상이 가지고 있는 속성들에 대한 감성을 세부적으로 분석하는 속성기반 감성분석(Aspect-Based Sentiment Analysis)은 상당한 비즈니스 가치를 제공한다. 특히, 텍스트에 속성어가 존재하는 명시적 속성뿐만 아니라 속성어가 없는 암시적 속성까지 분석 대상으로 하는 속성카테고리 감성분류(ACSC, Aspect Category Sentiment Classification)는 속성기반 감성분석에서 중요한 의미를 지니고 있다. 본 연구는 속성카테고리 감성분류에 BERT 사전훈련 언어 모델을 적용할 때 기존 연구에서 다루지 않은 다음과 같은 주요 이슈들에 대한 답을 찾고, 이를 통해 우수한 ACSC 모델 구조를 도출하고자 한다. 첫째, [CLS] 토큰의 출력 벡터만 분류벡터로 사용하기보다는 속성카테고리에 대한 토큰들의 출력 벡터를 분류벡터에 반영하면 더 나은 성능을 달성할 수 있지 않을까? 둘째, 입력 데이터의 문장-쌍(sentence-pair) 구성에서 QA(Question Answering)와 NLI(Natural Language Inference) 타입 간 성능 차이가 존재할까? 셋째, 입력 데이터의 QA 또는 NLI 타입 문장-쌍 구성에서 속성카테고리를 포함한 문장의 순서에 따른 성능 차이가 존재할까? 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 입력 및 출력 옵션들의 조합에 따라 12가지 ACSC 모델들을 구현하고 4종 영어 벤치마크 데이터셋에 대한 실험을 통해 기존 모델 이상의 성능을 제공하는 ACSC 모델들을 도출하였다. 그리고 [CLS] 토큰에 대한 출력 벡터를 분류벡터로 사용하기 보다는 속성카테고리 토큰의 출력 벡터를 사용하거나 두 가지를 함께 사용하는 것이 더욱 효과적이고, NLI 보다는 QA 타입의 입력이 대체적으로 더 나은 성능을 제공하며, QA 타입 안에서 속성이 포함된 문장의 순서는 성능과 무관한 점 등의 유용한 시사점들을 발견하였다. 본 연구에서 사용한 ACSC 모델 디자인을 위한 방법론은 다른 연구에도 비슷하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

구강악안면 수술을 받은 환자들에서의 전신영양평가 (EVALUATION OF SERUM LEVELS OF SYSTEMIC STATUS IN ORAL AND MAXILLOFACIAL SURGERY PATIENTS)

  • 김욱규;김용덕;변준호;신상훈;정인교
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제29권5호
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    • pp.301-314
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    • 2003
  • 본연구는 1998년 9월부터 2001년 9월까지 부산대학교 병원 구강악안면외과에 입원하여 구강암수술을 받았던 환자들중 무작위로 10명을 추출하여 실험1군으로, 심한 악안면감염증으로 인한 농양으로 절개 및 배농을 시행받았던 환자중 무작위로 10명을 추출하여 실험2군으로, 다발성 악안면골 골절상을 수상하여 골정복술을 시행받은 환자중 무작위로 10명을 추출하여 실험3군으로 선정하였다. 후향적 조사연구로서 이학적 임상평가자료 및 혈중의 여러 임상병리지표들을 비교하여 각군에서의 수술전, 수술직후, 수술후 1주째 또는 추가적으로 수술후 3주째 혈액검사상의 수치들에 대해 평균과 표준편차를 추출하였고 시기에 따른 유의성 있는 변화량을 나타내는 수치를 통계적으로 검정하였다. 또한 임상생징후 소견과와 관련하여 검사수치와의 연관성을 살펴보았다. 또 각 수치들 간의 상관관계가 유의성있게 나타난 경우를 통계적으로 검정하였다. 최종적으로 병리학적 수치변화로서 환자의 임상예후를 짐작할수 있는 유용한 혈액학적 지표를 확정하고자 하였다. 이상의 연구결과 다음의 결과를 얻었다. 1. 종양환자에서는 Hb, MCV, Albumin, Cholesterol, LDH, AST, ALT, Neutrophil, Platelet, Leukocyte, Na, K, Cl, BUN, Creatinine으로 환자의 전신영양평가를 조사 하였다. 이 중 Hb, Albumin, AST, Neutrophil, Leukocyte, Cl 만이 시기별에 따라 유의성있는 변화치를 나타내었다. 그중 시기별 평균치가 정상범주와 큰 차를 보인 항목은 Cl 이었고 술전, 술후 1주째 유의 수준차는 P=0.004로 나타났다.임상 생징후인 체온, 호흡수, 혈압모두에서 혈액학적 수치과 관련된 유의성 있는 변화가 관찰되지 않았다. 2. 농양환자에서는 CRP, ESR, Leukocyte, Body temperature, Neutrophil로서 감염정도에 따른 변화를 조사하였다. 이중 ESR 수치를 제외한 CRP, Leukocyte, BT, Neutrphil은 시기별에 따라 모두 유의성있는 변화치를 나타내었다. 시기별 평균치가 정상범주와 큰 차를 보인 항목은 CRP로서 술전, 술후 1주째 유의 수준차는 P=0.001로 나타났다. 기대되 었던 체온변화와 다른 혈액지표와 관계는 유의성을 띠지 못하였다. 3. 골절환자에서는 Hb, MCV, Albumin, Cholesterol, LDH, AST, ALT, Neutrophil, Platelet, Leukocyte, Na, K, Cl, BUN, Creatinine으로서 종양환자에서의 항목과 동일하게 하였다. 골절치료전, 치료후 퇴원시의 변화를 통계처리한 결과 Na와 Platelet 수치를 제외하고는 유의성있는 변화치는 관찰되지 않았다. 시기별 평균치가 정상범주와 큰 차를 보인 항목은 Platelet로서 술전과 술후의 유의수준차는 P=0.009로 나타났다. 임상생징후 변화는 유의성이 없었다. 4. 종양환자의 검사치간의 시기별에 따른 상관관계를 조사한 결과 유의확률이 0.05 이하인 수치들은 Hb과 Albumin, K, Na간, Neutrophil과 Leukocyte간이었고 상관계 수치는 $0.370{\sim}0.442$ 사이로 나타났다. 유의확률 0.01이하로 조사된 수치는 Cholesterol과 ALT간, LDH와 Platelet, Creatinine간, Platelet와 BUN간, Na와 K수치간 이었으며 상관계수는 $0.531{\sim}0.866$사이로 나타났다. 5. 농양환자에서의 검사치간 상관관계를 조사한 결과 유의확률이 0.05이하인 수치들은 CRP와 Neutrophil간 이었고 상관계수는 0.422이었고 유의확률은 0.020으로 나타났다. 6. 골절환자에서의 검사치간 상관관계를 조사한 결과 유의확률 0.05이하인 수치들은 MCV와 K 간, Albumin과 LDH 간, AST와 Creatinine, Na, Cl간, K와 Neutrophil간, Neutrophil과 Leukocyte, BUN, K간에서 유의성을 나타내었고 $0.421{\sim}0.511$ 사이의 상관 계수치의 분포를 보였다. 유의확률 0.01이하로 유의수준이 부여된 수치들은 LDH와 AST간, ALT와 AST, Creatinine간이었고 $0.528{\sim}0.535$의 상관 계수치를 보였다. 7. 농양환자에서 CRP의 변화량이 감염양상에 따라 유의한 변화를 보인것외 통상의 병리학적 혈액수치만으로 구강악안면 외과환자의 전신상태를 판정할수 있는 특징적인 양상을 띤 혈액학적 지표는 도출되지 않았다.

사회치위생학의 학습목표 제안: 구강보건행정 영역 (Suggestion of Learning Objectives in Social Dental Hygiene: Oral Health Administration Area)

  • 박수경;이가영;장영은;유상희;김연주;이수향;김한나;조혜원;김명희;김희경;류다영;김민지;신선정;김남희;윤미숙
    • 치위생과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.85-96
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    • 2018
  • 본 연구는 공중구강보건학 구강보건행정 영역의 국가시험 A항목 학습목표 48개의 '치위생 직무관련성', '치위생역량관련성', '교육목표 설정의 가치판별성', '시의성'을 검토하여, 최종으로 제안한 사회치위생학 구강보건행정 영역의 국가시험 A항목 학습목표는 총 75개였다. 전체 학습목표 중 18개를 삭제하였고, 15개를 수정보완하였으며, 기존 학습목표 15개를 유지하였고, 새로운 학습목표 45개를 추가하였다. 학습목표 주제는 I. 사회보장과 의료보장, II. 구강보건진료제도, III. 구강보건행정, IV. 구강보건정책으로 구분하여 고찰하였다. 최근 건강보험 및 노인장기요양보험의 확대 등 의료보장제도는 국가정책의 변화 등을 반영한 의료보장과 사회보장제도에 대한 내용을 제공할 수 있도록 수정보완이 필요하며 더 나아가 제도의 문제점과 해결방안을 제시할 수 있는 '옹호자'로서의 사회적 역할을 수행할 수 있도록 사회보장과 의료보장 분야의 학습목표를 개선할 것을 제안하였다. 구강보건진료제도와 구강보건행정 분야의 기존 학습목표는 치과위생사로서 현장의 직무와 관련성이 높은 개념과 내용으로 수정보완이 필요함을 제시하였고, 구강보건정책 분야는 치과위생사로서 정책에 참여하고 치위생 정책의제를 발굴할 수 있는 역량을 강화하여 변화주도자, 옹호자의 역할을 수행할 수 있도록 국내 보건의료정책, 치위생 관련 정책 이슈의 변화, 정책과정, 정책참여, 정책평가 등의 내용을 중점으로 학습목표를 신설할 것을 제안하였다. 본 연구결과, 변화하는 시대적 상황에 부응하여 사회치위생학 분야의 학습목표를 개정할 필요성이 제기되었다. 또한, 교육내용을 개편함에 있어 우선순위를 두어 개선하여야 한다는 것에 의견이 모아졌다. 첫째, 사회치위생학 학습목표를 개정하고, 실제 직무와 관련성이 높은 역량을 개발해야 할것이다. 둘째, 사회치위생학 학습내용은 지식, 태도, 행동을 향상시킬 수 있는 학습목표를 적극 개발해야 할 것이다. 셋째, 개정된 학습목표와 역량을 기준으로 사회치위생학 교재와 교육자료의 개발이 필요할 것이다. 넷째, 개정된 사회치위생학 학습목표를 바탕으로 치과위생사 국가시험을 개선해야 할 것이다. 이러한 교육의 변화를 통하여 치위생(학)계는 학습내용이 지식중심에서 그치는 것이 아니라 지식을 통해 다양한 활동으로 전환될 수 있도록 치과위생사의 역량을 강화하고, 치위생학 학문의 질적 수준을 향상시켜야 할 것이다. 따라서 사회에 진출 한 후 임상과 지역사회 현장에서 치과위생사로서 사회적 역할과 책임을 다할 수 있는 내실 있는 교육을 운영해야 할 것이다.

Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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