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.
UVR-induced immunosuppression contributes to skin cancer. The aim was to construct accurate dose response curves for primary and secondary contact sensitivity for solar-simulated UVR (ssUVR; 290-400nm), UVA and UVB as the role of UVA in immunosuppression is controversial. We used a xenon arc source. The mice were immobilised, enabling accurate dosing. C57BL/6 mice were immunosuppressed at half the dose of ssUVR required to cause sunburn but not by higher doses (up to the sunburn dose). Thus, ssUVR causes systemic immunosuppression only over a narrow, low dose range. UVA caused suppression at low but not high doses whereas UVB induced immunosuppression at all doses tested. 8 weeks later the mice were resensitised to assess tolerance. Mice exposed to the minimum immunosuppressive dose of ssUVR prior to primary sensitisation were tolerant to re-sensitisation. However, at higher doses of ssUVR, these mice were protected from tolerance. Interestingly, while low doses of UV A caused immunosuppression, even lower doses enhanced the response to the second sensitisation. Higher doses of UVA had no affect. UVB induced tolerance in a dose related manner. Thus, ssUVR only induces immunosuppression and tolerance over a narrow dose range. Both UVA and UVB are immunosuppressive at this dose, while higher doses of UVA protect from the suppressive effects of UVB. Surprisingly very low doses of UVA enhanced memory development. Thus UVR has complex effects on the immune system depending on dose and spectrum.
Background: Vitamin C is an essential nutrient, taken as a daily supplement by many people. Recently, high-dose vitamin C is considered as a therapeutic regimen in some clinical situations. Until now, few studies have been done with the effects of high-dose vitamin C on the immune response. Methods: In this experiment, the effects of high-dose vitamin C on cell-mediated immune response in immunologically competent mice were evaluated. After intraperitoneal injection of 2.5, 5, or 10 mg/day of vitamin C for 10 days, delayed type hypersensitivity (DTH) was provoked against DNFB in the pinnae as a model for cell-mediated immune response. Severity of DTH reaction was evaluated as the thickness of pinnae, and the vitamin C levels were measured in the serum, liver, kidney, lung, pinnae, and splenocytes. Results: After challenge, the thickness increased at its peak on the $2^{nd}$ day in all groups. On the first day, the pinnae were thicker in the injected groups than in the control. On the contrary, the increment of the pinnae thickness was attenuated and the number of cells infiltrated in the site of DTH decreased proportionately to the amount of vitamin C administered from the second day on. With vitamin C exogenously given, the serum level peaked at 30 min after injection, and returned abruptly to its basal level without accumulation. However, it accumulated in the liver, kidney, and especially in the pinnae inflamed and splenopcytes, proportionately to the amount administered. Conclusion: Based on these results, it is suggested that, in one hand, exogenously administered high-dose vitamin C accumulated in the splenocytes and presumably changed the function of them resulting in the augmented cell-mediated immune response, as was revealed in the first day of DTH reaction. On the other hand, it seems likely that the vitamin C also showed anti-inflammatory effects.
Objectives: This study developed a harmonized method for risk assessment based on the Hazard & Risk Evaluation of Chemicals (HREC) according to the Industrial Safety and Health Act (ISHA). Methods: Three preliminary studies, performed during 2010 and 2011 by the Occupational Safety and Health Research Institute and three academic research groups, were compared. The differences in risk assessment, especially in the dose-response assessment method, were analyzed. A new harmonized method for dose-response assessment was suggested and its applicability for the HREC was examined. Results: Considering the various steps of each dose-response assessment, the equivalent steps in quantitative correction, uncertainty factor 2 (UF2) for intra-species uncertainty, and UF3 for the experimental period in the uncertainty correction were relatively high. Using our new method, the total correction values (quantitative correction plus uncertainty correction) ranged from 72~15,789 to 30~60, and the ratio of the threshold limit value (TLV) to the reference concentration decreased from 12.8~1900 to 5.4~11.8. Furthermore, when we performed risk characterization by our new method, hazard quotient (HQ) values for chloroethylene, epichlorohydrin, and barium sulfate became 3.0, 14.1, and 1.13 respectively, whereas three previous studies reported HQ values of 7.1, 4580, and 87.3 considering reasonable maximum exposure (RME) conditions. HQs of the three chemicals were calculated to be 0.6, 2.4, and 0.1 respectively, when compared to their TLVs. Conclusions: Our new method could be applicable for the HREC because the total correction values and the ratio of TLVs were within reasonable ranges. It is also recommended that additional risk management measures be applied for epichlorohydrin, for which the HQ values were greater than 1 when compared with both reference values and the TLV. Our proposed method could be used to harmonize dose-response assessment methods for the implementation of risk assessment based on the HREC according to ISHA.
목적 : 본 연구에서는 원발성 간암의 국소 방사선치료 시 조사선량을 높여준 것이 종양의 반응의 향상을 유도하였는지 분석하고자 하였다. 또한, 저선량을 조사하였던 환자들과 고선량을 조사하였던 환자들의 종양의 반응 및 부작용과 이에 영향을 미치는 인자들을 분석함으로써 향후 적절한 조사선량 범위를 결정하는데 유용한 기준을 제시하고자 하였다. 대상 및 방법 : 대상 환자의 선정 기준은 방사선치료의 과거력이 없는 경우, 간외전이가 없는 경우, 간경변증의 정도가 Child's class A 또는 B군인 경우, 종양이 전체 간 용적의 2/3를 넘지 않는 경우, 전신수행도가 ECOG 3기 이상으로 악화되지 않은 경우로 하였다. 1992년 1월부터 2000년 3월까지 원발성 간암에 국소 방사선치료를 시행 받은 환자들 중 158명이 연구 대상에 포함되었다. 조사영역은 종양과 주변 부위 $2\~3\;cm$를 포함하였고 일일 1.8 Gy씩 주 5회 조사되었다. 방사선치료 전과 종료 후 $4\~6$주째의 컴퓨터 단층 촬영 영상 및 자기 공명 영상, 간동맥 혈관 촬영 영상 등을 이용하여 조사영역 내의 종양의 반응을 평가하였다. 주 1회 혈액 검사를 시행하여 말초 혈액 혈구수 및 간기능을 관찰하였다. 치료의 종료 후 체중 증가, 복수, 간종대 등의 소견을 관찰하였고 4주와 8주에 간기능 검사를 시행하였다. 위장관계의 부작용은 상부위장관 내시경을 시행하여 확인하였다. 종양의 관해 정도에 따라 반응군과 비반응군으로 구분한 후 조사선량의 분포를 통계적으로 분석하였다. 또한, 연구대상을 조사선량에 따라 세 군으로 분류하고 종양의 반응과 임상적 특성을 분석하였다. 결과 : 종양의 반응은 106명이 부분 관해를 보여서 반응군의 비율은 $67.1\%$이었다. 완전 관해는 없었다. 종양이 $50\%$ 이하로 감소된 경우가 41명$(25.9\%)$, 종양의 진행을 보인 경우가 11명$(7\%)$이었다. 반응군의 평균 조사선량은 $50.1{\pm}6.6\;Gy$이었고 비반응군의 평균 조사선량은 $44.3{\pm}9.0\;Gy$로 통계적으로 의미 있는 차이를 보였다. 다변량 분석에서도 조사선량이 p-value 0.001로 유일하게 의미 있는 인자로 나타났다. 종양의 반응률은 조사선량이 40 Gy 미만인 군에서 $29.2\%$, 40 Gy에서 50 Gy사이인 군에서 $68.6\%$, 50 Gy를 넘는 환자 군에서 $77.1\%$로 나타났다. 종양의 크기는 40 Gy 미만인 군에서 $9.8{\pm}2.6\;cm$, 40 Gy에서 50 Gy사이인 군에서 $9.8{\pm}2.6\;cm$, 50 Gy를 넘는 환자 군에서 $8.3{\pm}3.2\;cm$로 고선량을 조사한 군에서 작았다. 간문맥 혈전증은 각각 $66.7\%,\;64.7\%,\;37.3\%$에서 양성으로 50 Gy를 넘는 선량이 조사된 군에서 상대적으로 간문맥 혈전증의 양성률이 낮았다. 방사선 간염, 십이지장의 궤양은 조사선량을 증가시킬수록 증가하는 경향을 나타내었다. 경미한 정도의 복수가 발생하거나 전형적인 방사선 간염의 발생, 위장관계의 염증 등이 치료 전 간경변증이 심할수록 현저히 많이 발생하는 경향을 보였다. 결론 : 원발성 간암에서 국소 방사선치료를 시행하는 경우 고선량이 조사될수록 반응군의 비율이 증가하는 선량반응 관계가 성립함을 확인할 수 있었다. 고선량이 조사될수록 대상 환자의 종양의 크기가 작았고 간문맥 혈전증의 비율도 적었는데 이는 병기가 낮은 경우 완치를 목표로 오히려 고선량을 투여하는 경향 때문으로 생각되었다. 조사선량이 50 Gy를 넘는 경우 조사선량의 증가에 따른 반응률의 향상이 현저하지 않은 반면 방사선 간염의 발생은 간경변증의 정도에 크게 영향을 받는다는 점을 고려할 때, 조사선량의 증가는 반드시 치료를 받는 대상 환자의 간기능과 간경변증의 정도 등을 고려하여 조심스럽게 진행되어야 할 것으로 생각된다.
Schmitz-Feuerhake, Inge;Busby, Christopher;Pflugbeil, Sebastian
Environmental Analysis Health and Toxicology
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제31권
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pp.1.1-1.13
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2016
Objectives To investigate the accuracy and scientific validity of the current very low risk factor for hereditary diseases in humans following exposures to ionizing radiation adopted by the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation and the International Commission on Radiological Protection. The value is based on experiments on mice due to reportedly absent effects in the Japanese atomic bomb (A-bomb) survivors. Methods To review the published evidence for heritable effects after ionising radiation exposures particularly, but not restricted to, populations exposed to contamination from the Chernobyl accident and from atmospheric nuclear test fallout. To make a compilation of findings about early deaths, congenital malformations, Down's syndrome, cancer and other genetic effects observed in humans after the exposure of the parents. To also examine more closely the evidence from the Japanese A-bomb epidemiology and discuss its scientific validity. Results Nearly all types of hereditary defects were found at doses as low as one to 10 mSv. We discuss the clash between the current risk model and these observations on the basis of biological mechanism and assumptions about linear relationships between dose and effect in neonatal and foetal epidemiology. The evidence supports a dose response relationship which is non-linear and is either biphasic or supralinear (hogs-back) and largely either saturates or falls above 10 mSv. Conclusions We conclude that the current risk model for heritable effects of radiation is unsafe. The dose response relationship is non-linear with the greatest effects at the lowest doses. Using Chernobyl data we derive an excess relative risk for all malformations of 1.0 per 10 mSv cumulative dose. The safety of the Japanese A-bomb epidemiology is argued to be both scientifically and philosophically questionable owing to errors in the choice of control groups, omission of internal exposure effects and assumptions about linear dose response.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제25권5호
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pp.987-998
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2014
본 연구에서는 우리나라 환경부에서 최근에 구축한 아동 동집단 경시적 자료인 아동 건강과 환경 연구 (CHEER) 자료에 기초하여 주의력 결핍 과잉행동 장애 (ADHD)와 혈중 납 농도의 상관을 선형혼합모형을 사용하여 규명하고, CHEER 자료의 경시적 특성으로 나타나는 ADHD 점수의 "평균으로의 회귀" 현상을 보고하고자 한다. 또한 ADHD를 종점으로 한 혈중 납 농도의 용량-반응 곡선을 도출하며, 이렇게 도출된 용량-반응 곡선에 기초하여 몇 가지 상황 하에서 독성기준치인 벤치마크 용량 하한 (BMDL)을 유도한다.
Co-60 치료기로 마우스 전신에 다분할조사(단일 2, 3, 4, 5, 8, 10, 12, 16회 분할 조사)후 공장소 낭선세포측정법으로 소낭선세포의 재생능력에 대한 선량반응 곡선을 작성하고, 단일선량생존곡선을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 분할조사회수가 증가함에 따라 생존곡선은 고선량으로 이동하고 경사도는 점차 낮아졌다. 2) 단일선량생존곡선에서 Dq=460 cGy로 비교적 broad shoulder를 가지며 initial slope$(^1Do)$는 475 cGy이 었다. 3) $180\~450cGy$까지 분할 조사한 경우 분할조사간격당 평균회복선량은 분할조사선량의 약 $50\%$이었다. 4) 등가효과를 나타내는 분할조사선량과 이에 해당하는 총선량의 역수를 산출하여 선형회귀분석한 $\alpha/\beta$ 값은 8.3Gy로 조기반응조직의 범위(6-l4Gy)에 속하였다. 5) LQ model은 방사선치료에 사용되고 있는 모든 선량에 적용이 가능하고, $\alpha,\;\beta$ 두 요소만 필요하므로, 실질적으로 편리하게 적응할 수 없다. 다분할조사에 대한 stem cell의 반응을 이해함으로써, 실제방사선치료시 위장관에 대한 급성손상을 극소화시키는 변형된 치료방법을 도입하고 다른 조직에도 응용할 수 있는 방사선생물학적 자료가 될 것으로 사료된다.
Park, Seo-Hyoung;Kim, Tae-Hwan;Cho, Chul-Koo;Lee, Yeon-Hee
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제11권3호
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pp.524-528
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2001
The measurement of radiation response using simple and informative techniques would be of great value in studying the genetic risk following occupational, therapeutic, or accidental exposure to radiation. When patients receive radiation therapy, many suffer from side effects. Since each patient receives a different dose due to different physical conditions, it is important to measure the exact dose of radiation received by each patient to lessen the side effects. Even though several biological dosimetric systems have already been developed, there is no ideal system that can satisfy all the criteria for an idean dosimetric system, especially for low-dose radiation as used in radiation therapy. In this study, an SOS Chromotest of E. coli PQ37 was evaluated as a novel dosimeter for low-dose gamma-rays. E. coli PQ37 was originally developed to screen chemical mutagens using the SOS Chromotest-a colorimtric assay, based on the induction of ${\beta}$-galactosidase ue to DNA damage. The survival fraction of E. coli PQ37 decreased dose-dependently with an increasing dose of cobalt-60 gamma-rays. Also, a good linear correlation was found between the biological damage revealed by the ${\beta}$-galactosidase expression and the doses of gamma-rays. The expression of ${\beta}$-galactosidase activity that responded to low-dose radiation under 1 Gy was $Y=0.404+(0.089{\pm}0.3)D+(-0.018{\pm}0.16)D^2$ (Y, absorbance at 420 nm; D, Dose of irradiation) as calculated using Graph Pad In Plot and Excel. When a rabbit was fed with capsules containing an agar block embdded with E. coli PQ37 showed a linear response to the radiation doses. Accordingly, the results confirm that E. coli PQ37 can be used as a sensitive biological dosimeter fro cobalt-60 gamma-rays. To the best of our knowledge, this is the first time that a bacterium has been used as a biological dosimeter, especially for low-dose radiation.
Lee, Tae Hoon;Lee, Joo Ho;Chang, Ji Hyun;Ye, Sung-Joon;Kim, Tae Min;Park, Chul-Kee;Kim, Il Han;Kim, Byoung Hyuck;Wee, Chan Woo
Radiation Oncology Journal
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제38권1호
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pp.35-43
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2020
Purpose: This retrospective study compares higher-dose whole-brain radiotherapy (hdWBRT) with reduced-dose WBRT (rdWBRT) in terms of clinical efficacy and toxicity profile in patients treated for primary central nervous system lymphoma (PCNSL). Materials and Methods: Radiotherapy followed by high-dose methotrexate (HD-MTX)-based chemotherapy was administered to immunocompetent patients with histologically confirmed PCNSL between 2000 and 2016. Response to chemotherapy was taken into account when prescribing the radiation dose to the whole brain and primary tumor bed. The whole brain dose was ≤23.4 Gy for rdWBRT (n = 20) and >23.4 Gy for hdWBRT (n = 68). Patients manifesting cognitive disturbance, memory impairment and dysarthria were considered to have neurotoxicity. A median follow-up was 3.62 years. Results: The 3-year overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) were 70.0% and 48.9% with rdWBRT, and 63.2% and 43.2% with hdWBRT. The 3-year OS and PFS among patients with partial response (n = 45) after chemotherapy were 77.8% and 53.3% with rdWBRT, and 58.3% and 45.8% with hdWBRT (p > 0.05). Among patients with complete response achieved during follow-up, the 3-year freedom from neurotoxicity (FFNT) rate was 94.1% with rdWBRT and 62.4% with hdWBRT. Among patients aged ≥60 years, the 3-year FFNT rate was 87.5% with rdWBRT and 39.1% with hdWBRT (p = 0.49). Neurotoxicity was not observed after rdWBRT in patients aged below 60 years. Conclusion: rdWBRT with tumor bed boost combined with upfront HD-MTX is less neurotoxic and results in effective survival as higher-dose radiotherapy even in partial response after chemotherapy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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