• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권4호
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• pp.158-163
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• 2022

Purpose: We subjected scanning electron microscopic (SEM) images of the active layer of EBT3 film to texture analysis to determine the dose-response curve. Methods: Uncoated Gafchromic EBT3 films were prepared for direct surface SEM scanning. Absorbed doses of 0-20 Gy were delivered to the film's surface using a 6 MV TrueBeam STx photon beam. The film's surface was scanned using a SEM under 100× and 3,000× magnification. Four textural features (Homogeneity, Correlation, Contrast, and Energy) were calculated based on the gray level co-occurrence matrix (GLCM) using the SEM images corresponding to each dose. We used R-square to evaluate the linear relationship between delivered doses and textural features of the film's surface. Results: Correlation resulted in higher linearity and dose-response curve sensitivity than Homogeneity, Contrast, or Energy. The R-square value was 0.964 for correlation using 3,000× magnified SEM images with 9-pixel offsets. Dose verification was used to determine the difference between the prescribed and measured doses for 0, 5, 10, 15, and 20 Gy as 0.09, 1.96, -2.29, 0.17, and 0.08 Gy, respectively. Conclusions: Texture analysis can be used to accurately convert microscopic structural changes to the EBT3 film's surface into absorbed doses. Our proposed method is feasible and may improve the accuracy of film dosimetry used to protect patients from excess radiation exposure.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제37권4호
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• pp.195-200
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• 2014

The chances of accidental exposure are augmented as the application of ionizing radiation increases in various fields. Such accidental exposures may occur at nuclear power plants, laboratories, and hospitals. Cytogenetic assays have been used for estimating radiation dose in the situation of the accidents. The micronucleus assay has several advantages over the other cytogenetic methods as it is simple and fast. The present study aimed at investigation of the micronuclei frequencies in cytokinesis-block cells in human blood lymphocytes after ${\gamma}$-irradiation and at establishment of a standard dose response relationship. The samples of peripheral blood were obtained from 6 different donors aged between 24 and 30 years old. The bloods were irradiated in vitro with 0-5 Gy. A linear quadratic dose-response equation was obtained by scoring the micronuclei in binucleated cells; $y=27.87x^2+46.13x+2.08$ ($r^2=0.99$). Irradiation caused a significant decrease in the nuclear division index. Necrotic and apoptotic cells increased in number after irradiation in a dose-dependent manner. In conclusion, the conventional cytokinesis-block micronucleus assay has proven to be the great technique in biological dosimetry. Dose-response calibration curve derived from CMBN assay could be used to estimate the exposure dose during a radiological emergency.

• 미생물학회지
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• 제6권2호
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• pp.54-62
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• 1968

The effect of gamma-ray on yeast cells Sacch. cerevisiae, and the leakage of cellular constituents such as carbohydrates, ribose, amino acids, inorganic phosphates and organic phosphates have been studied. The samples of yeast cells washed throughly and starved intensively, radiation effects were compared with those of control (un-starved), the irradiation dose rates are in the range from 24 Kr. up. to 480, Kr. The loss of 260m$\mu$. absorbing material, are also observed. Mechanisms of membrane damage by gamma-irradiation are discussed corelating to permeability changes and loss of substances, then active and passive transport process are also under considerations in discussion. The experimental results are as follows, 1. Carbohydrates of yeast cell leak out by gamma-irradiation, and amounts of loss increase proportionally as the increasing of radiation dose, curve of carbohydrates loss in starved cells is parallel with those of non-starved cells. 2. Ribose leak out less than that of carbohydrate from irradiated cell, the dose response curve of loss is straight and proportional to the increasing of radiation doses, slope of the curve is much lower than of carbohydrates. 3. Amino acids also leak out and the curve of losses to radiation is not proportional, it is revealed that there are little losses from yeast at lower doses of irradiation. 4. The losses of inorganic phosphates increase unproportionally to the increasing of irradiation doses, there are little leakage at the lower doses of irradiation. The losses of organic phosphates increase proportionally to the increasing of irradiation doses, and the amount of losses are much more than that of inorganic phosphate at lower doses of irradiation. 5. Leakage from irradiated yeast cells was shown to be due to passive transport process not an energy requiring process of ion transport. 6. Loss of 260 m$\mu$. absorbing material is little more than that of control yeast by the gamma-irradiation dose of 120K.r. and 240K.r.

• 대한수의학회지
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• 제41권4호
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• pp.571-578
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• 2001

방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발의 일환으로 apoptotic fragment assay법이 방사선에 피폭된 후 체내 피폭선량을 예측할 수 있는 지표로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50MeV($p{\rightarrow}Be^+$) fast neutron 을 0.25Gy에서 1Gy의 선량을 마우스에 각각 전신 조사한 후 소장 음와세포내 apoptotic crypt cell의 수적 변화를 관찰하였다. 저선량 조사군에서 apoptotic crypt cell의 출현 빈도가 1Gy까지 급격하게 증가한 것으로 보아 방사선이 stem cell 지역에 있는 crypt cell의 형태학적 변화를 유발하는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응 곡선에 있어서 음와세포는 중성자조사군이 $y=0.18+(9.728{\pm}0.887)D+(-4.727{\pm}1.033)D^2$ ($r^2=0.984$)으로, 반면에 감마선조사군은 $y=0.18+(5.125{\pm}0.601)D+(-2.652{\pm}0.7000)D^2$ ($r^2=0.970$)의 식을 얻었다. 이와 같이 중성자조사군과 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 로 관찰되었다. apoptotic fragments 의 발생빈도와 조사 선량간에 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가에 비례하여 방사선 민감 세포의apoptotic fragments 가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선과 저준위 방사선은 선량 반응 관계식과 시간 경과에 따른 영향이 매우 유사하였으며, 마우스 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 2.072이였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments 가 나타났다. 따라서 음와 세포에서의 아포토시스 유도는 방사선 피폭으로 발생된 세포 손상의 생물학적 영향 평가검색, 방사선 방호제의 민감도 검사, 방사성 동위원소의 체내 오염에 대한 체내 피폭선량 예측의 지표 및 방사선 민감 표적장기의 손상정도 파악에 이용 가능할 것임. Apoptotic fragment assay 법은 0.25Gy에서 1Gy 까지의 선량에서 간편하고 빠르며 재현성이 있는 지표로서 방사선 민감 표적 장기의 선량 반응 평가와 방사선 피폭후 조기 피폭선량 예측을 위한 방사선 생물학적 선량측정법의 좋은 지표로 사용할 수 있을 것으로 사료됨.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권2호
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• pp.341-350
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• 1998

연구배경: 기도가 수축제에 노출되어 좁아지는 성질이 증가된 상태를 기관지 과민성 (airway hyperresponsiveness)이라 하며, 메타콜린 기관지 수축 유발검사에 의한 기관지 과민성 검사는 천식환자의 진단에 널리 이용되고 있다. 기관지 감수성 (bronchial sensitivity)은 주어진 기도 반응, 즉 기관지 수축을 일으키기 시작하는데 요구되는 기관지 수축제의 농도로 표시되며, 기관지 반응성 (bronchial reactivity)은 기관지 수축제의 연속적 흡입에 따르는 기도 수축 반응의 증가로, 용량반응곡선의 기울기로 표현된다. 천식환자는 기관지 감수성 뿐만 아니라 기관지 반응성도 정상인과 큰 차이가 있으며 기관지 반응성이 기관지 감수성보다 더 두드러진 특정으로 지적되기도 한다. 이에 저자는 천식환자에서 임상양상의 경중도와 기관지 감수성 및 기관지 반응성 사이의 관계를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법: 1996년 1월부터 12월까지 이대 부속병원에서 메타콜린 기관지 수축 유발검사를 시행 받은 천식환자 56명을 대상으로 임상상태에 따라 경증, 중등증 및 중증으로 구분하였다. FEV1이 20% 감소하는 PC20에 도달한 후, 메타콜린 농도를 1회 더 높여 FEV1이 40% 감소하는 PC40을 측정 또는 유추하였으며 용량반응곡선에서 PC20와 PC40을 연결한 직선의 기울기를 기관지 반응성으로 측정하였다. 결 과: PC20는 경증군, 중등증군, 중증군에서 각각 1.83mg/ml, 0.96mg/ml, 0.34mg/ml이었다. PC40는 경증군, 중등증군, 중증군에서 각각 7.17mg/ml, 2.34mg/ml, 0.75mg/ml이었다. Reactivity(A)는 경증군, 중등증군, 중증군에서 각각 $24.7{\pm}17.06$, $46.1{\pm}22.10$, $59.0{\pm}5.82$였다. PC20와 Reactivity사이에는 유의한 역상관관계가 있었다.(r= -0.70, P<0.01) 결 론: 이상의 결과로 기관지 천식환자는 임상증상이 심할수록 PC20가 낮을 뿐 아니라 반응곡선의 기울기도 커서 기관지 감수성과 반응성 사이에는 유의한 역상관관계를 보였다. 그러나 일부 PC20가 유사한 환자 중에서 기관지 반응성이 큰 차이를 보이는 경우가 있으며 이에 따라 임상경과도 큰 차이를 보였다. 따라서 메타콜린 기관지 수축 유발 검시를 시행할 때 PC20와 기관지 반응성을 함께 측정하면 환자 상태의 평가와 임상 경과의 예측에 있어서 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-17
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• 2007

목 적: 최신 방사선 치료에서는 환자 치료계획 시 종양체적에 분포한 3차원 공간적 선량분포의 검증이 중요시 되고 있는 추세이다. 기존의 선량계로는 공간상의 선량분포를 알 수 없어 이러한 문제점을 극복하고자 조직등가 겔 내에서 방사선에 의해 변화된 화학적 변화를 자기공명영상을 이용하여 3차원적 선량 분석을 시행하는 겔 선량계를 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 겔 합성 시료의 조성비에 따른 정상산소 중합체 겔의 특성 연구를 위해 다섯 개 조합의 중합체 겔을 합성하였다. 이후 방사선량과 자기공명영상의 횡이완 시간과의 상관관계를 구하기 위해 겔로 채워진 후 밀봉된 선량측정용 바이알을 제작하였고, 방사선을 조사하였다. 그리고 방사선 조사 후 선량측정용 바이알의 자기공명영상을 획득하였다. 선량특성 평가 항목으로는 자기공명영상과 R2 지도, 조성비 별 선량-R2 반응곡선 및 선량분포 등의 인자를 분석, 평가하였다. 결 과: 각 조성비 별 정상산소 중합체 겔의 선량-R2 반응 곡선에서 set 1, 3, 4, 5 의 기울기는 각각 0.60, 0.775, 0.683, 0.954이며 절편은 각각 0.322, 0.473, 0.611, 1.032이었다. Set 3의 경우 선형성도 다른 조합보다 비교적 우수한 0.9491이며 선량 반응이 일어나는 문턱 값 또한 0.473으로 0.5 Gy 정도에서 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구에서는 임상에서 실용적으로 사용할 수 있는 정상산소 중합체 겔(normoxic gel)을 항산화제를 사용하여 정상산소 조건에서 합성하였고, 이상적인 조성비를 얻을 수 있었다.

• 대한핵의학회지
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• 제37권2호
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• pp.110-119
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• 2003

목적: 분화갑상선암 환자에 대한 방사성옥소(I-131) 치료는 재발율과 사망률을 감소시키는 효과적인 치료법이지만, 치료용량을 증가시킴으로써 치료율을 향상시킬 수 있는지에 대해서는 아직 논란이 있다. 본 연구에서는 최대허용선량 치료법의 효용성을 검증하고자 하였다. 대상 및 방법: 임상적 병기가 제3, 4병기이고, 6개월 이후에 I-131 전신스캔(이하 IWBS)과 혈중 thyroglobulin (이하 Tg), anti-thyroglobulin antibody (이하 ATA), 초음파검사(이하 US) 및 F-18 FDG PET 등을 통해 치료여부를 확인할 수 있었던 58명(남:여=9:49, 평균연령 $50{\pm}11$세)의 유두상갑상선암 환자를 대상으로 하였다. 이중 11명은 제4병기, 47명은 제3병기였으며, 43명(남:여=4:39, 평균연령 $50{\pm}11$세)은 7.4 GBq 이하의 고식적인 저용량치료법으로 치료하였고, 9.25 GBq 이상의 고용량 치료를 받은 환자는 15명(남:여=5:10, 평균연령 $50{\pm}12$세)으로 고용량군에서 남자가 더 많았으나 연령의 차이는 없었다. 고용량군 환자 모두에서 추적용량의 방사성옥소(평균 $77{\pm}3MBq$)를 경구 투여한 후 혈중 방사능소실곡선을 통해 최대허용선량(maximum permissible dose, 이하 MPD)을 계산하였으며, 7명에서는 말초혈액림프구의 중기염색 체분석법에 의해 생물학적으로 MPD를 계산하였다. 14명에서는 치료용량의 방사성옥소를 투여한 후 혈중 방사능소실곡선을 통해 MPD를 계산하였다. 완전치유(complete response, 이하 CR)는 IWBS에서 병소가 없어지고, 혈중 Tg치가 1 ng/mL 이하로 감소한 경우로 정의하였으며, 부분치유(partial response, 이하 PR)는 IWBS에서 병소가 없어졌더라도 혈중 Tg, ATA치가 높거나, US 또는 PET 검사에서 병소가 남아있는 경우로 정의하였다. 치료후 IWBS에서 병소가 오히려 증가하거나 변함없는 경우는 없었다. 방사성옥소 치료에 의한 부작용은 입원기간 중 타액선이 현저하게 붓고 통증이 있거나, 구토를 심하게 하는 경우, 그리고 퇴원후 1개월째 백혈구수가 20% 이상 감소한 경우로 정의하였다. 결과: 양 군간에 연속적인 수치변화를 비교하는 경우는 paired t-test를 이용하였으며, 대상군간 치료효과와 부작용의 비교는 chi-square test를 이용하였다. p값 0.05 미만을 통계적으로 유의한 차이로 인정하였다. 고용량군 환자 모두에서 추적용량과 치료용량의 방사성옥소 투여 후 혈액의 피폭선량은 각각 $0.012{\pm}0.3Gy,\;1.66{\pm}25Gy$였으며, 방사성옥소 투여 후 혈액에 전달되는 피폭선량은 추적용량보다 치료용량에서 더 많았고(1.21: 166 rad, p<0.0001), 방사성옥소 1 mCi당 혈액에 전달되는 피폭선량은 차이가 없었다($0.58{\pm}0.1\;vs.\;0.56{\pm}0.1$ rad/37 MBq, p=0.34). 추적용량 방사성옥소 투여 후 구한 MPD는 평균 $13.3{\pm}1.9GBq\;(9.7{\sim}16GBq)$ 이였고, 치료용량 방사성옥소 투여 후 구한 MPD는 평균 $13.8{\pm}2.1GBq(10.4{\sim}16.3GBq)$로 유의한 차이가 얻었으며 (p=0.20), 두 수치간에는 유의한 상관 관계가 있었다(r=0.8, p<0.0001). 7명의 환자에서 말초혈액림프구 중기염색체 분석법으로 MPD를 측정하였는데 혈액의 피폭선량은 $1.78{\pm}0.03Gy$였으며, 같은 환자에서 혈중 방사능소실곡선으로부터 구한 피폭선량은 $1.54{\pm}0.03Gy$로 유의하게 낮았으나 (p=0.01), 두 측 정치 간에는 유의한 상관관계(r=0.86, p=0.01)가 있었다. 저용량 치료군 43명 중 22명(51.2%)에서 완전치유를 보였고 21명(48.8%)에서는 부분치유를 보인 반면, 고용량 치료군 15명 중 12명(80%)에서 완전치유를 보였고 3명(20%)에서만 부분치유를 보여 고용량 치료군에서 유의하게 높은 완전치유를 얻을 수 있었다(p=0.05). 한편 부작용 발생빈도는 저용량 치료군 43명 중 13명(30.2%), 고용량 치료군 15명중 6명(40%)로 양군간에 유의한 차이가 없었다(p=0.46). 임상적인 병기, 연령 및 성별에 따라서는 치유의 차이가 없었다(모두 p>0.05). 결론: 혈중소실곡선으로부터 MPD를 결정하고 이를 토대로 환자 개개인별로 적절한 선량을 선택하여 치료하는 방법은 부작용을 최소화하면서도 치료효과를 높일 수 있는 매우 유용한 치료법이며, 고위험군 분화갑상선 암 환자에게 가장 적절한 치료법이라고 사료되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권2호
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• pp.165-174
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• 1995

연구배경: 운동유발성 천식은 운동에 의해서 기관지 수축이 나타나는 것으로, 일상생활에서 흔히 경험하는 천식발작의 형태로서, 특히 소아에서는 중요하다. 이러한 운동유발성 기관지 수축은 비특이적으로 발생된다는 점에서, 통상적으로 측정, 평가되는 histamine이나 metacholine에 의한 비특이적 기관지 반응도와 밀접한 관련을 생각할 수 있다. 비특이적 기관지 반응도 중 $PC_{20}$으로 표시되는 기도 민감도는 운동유발성 기관지 수축의 정도와 비례하는 것이 밝혀져 있으나, 또 다른 요소인 최대 기도 협착의 정도와 운동유발성 기관지 수축(EIB)의 정도와의 연관성에 대해서는 연구된 바 없다. 방법: 56명의 천식 환아에서 고농도의 methacholine 유발시험에서의 $PC_{20}$, 최대반응고원(MRP), 최대기도 협착(MAN)을 측정하고, 운동유발시험에서의 운동유발성 기관지수축을 측정하였다. 이들을 운동유발성 기관지 수축의 정도에 따라 3군으로 구분하여, 각군간의 $PC_{20}$, MRP, MAN의 차이를 알아보고 전체 대상에서 운동유발성 기관지 수축의 정도와 $PC_{20}$, MRP, MAN 각각과의 상관관계를 알아보았다. 결과: 1) 운동유발성 기관지 수축이 20% 이상인(+) EIB군의 $PC_{20}$은, 10% 이하인 (-)EIB의 $PC_{20}$보다 유의하게 낮았다(p<0.01). 2) 전체 대상에서 methacholine $PC_{20}$의 log치는 운동유발성 기관지수축의 정도와 유의한 역비례 관계를 나타내었다(r=-0.568, p<0.01). 3) 전체 56명중 36명에서 MRP를 구할수 있었는데 이들에서 MRP와 운동유발성 기관지 수축의 정도는 유의한 상관관계를 보였다(r=0.355, p<0.05). 4) (+)EIB인 군의 MAN은 (-)EIB군의 MAN보다 유의하게 높았다. 5) 전체 대상에서 MAN은 운동유발성 기관지 수축의 정도와 유의한 정비례 관계를 나타내었다(r=0.546, p<0.01). 결론: 운동유발성 기관지 수축의 정도는 methacholine유발검사로 측정된 $PC_{20}$과 뿐만 아니라 MAN의 정도와 유의한 상관관계를 나타내었다. 이같은 결과는 비록 특이적 기관지 반응도를 결정하는 2가지 요소가, 비록 서로 다른 기전이지만, 운동에 대한 반응을 결정하는 요인으로 중요하게 작용함을 암시한다. 또한 NSBR을 평가할때 $PC_{20}$뿐만 아니라 MRP혹은 MAN의 측정이 가능한 포함되어야 할것이다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제25권4호
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• pp.505-510
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• 2002

An improved kinetic assay for prekallikrein activator (PKA), a potential vasodilator, has been developed to be used as an indicator for quality control during production of human albumin preparations. It consists of two reaction stages. In the first stage, PKA and prekallikrein are incubated at $37^{\circ}C$ for 45 min to allow the transformation into kallikrein. Kallikrein, a serine protease, catalyzes the splitting of p-nitroaniline (pNA) from its substrate H-D-Pro-Phe-Arg-pNA(S-2302). The rate at which pNA is released was measured spectrophotometrically at 405 nm. Prekallikrein, a substrate of PKA was purified by DEAE ion-exchange chromatography and the major potential variations in the assay were optimized; pH 8.0 and 150 mM sodium chloride were chosen to give a proper ionic strength. Reaction times in the range of 10 to 360 min provided linear dose-response curves. The concentration of prekallikrein was adjusted to fall between 1:1 and 1:3 dilutions to generate a linear standard calibration curve. Under the optimized conditions, reproducibility was checked. In a precision test, the coefficient of variation (CV) stayed within ${\pm}4%$ and the dose-response curve showed a good correlation (${r^2}=0.999$). An accuracy test with an international standard of PKA afforded a mean recovery of 97.5%.

• 대한수의학회지
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• 제41권2호
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• pp.203-210
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• 2001

방사선 피폭선량의 예측을 위한 방사선 민감 지표 모델 개발을 위하여 코발트-60 감마선과 의료용 싸이크로트론 50 MeV($p{\to}RBe^+$) fast neutron을 0.25 Gy에서 1 Gy의 선량을 랫드에 각각 전신 조사한 후 말초혈액내 임파구와 소장에 음와세포의 형태학적 변화를 apoptotic fragment assay법을 이용하여 관찰하였다. 모든 방사선조사군에서 음와세포와 말초 임파구에 아포토시스의 유도가 증가된 것이 관찰되었으며, 이것은 방사선이 방사선 민감세포의 아포토시스 유도를 자극한 것으로 보인다. 상기의 결과는 아포토시스가 손상된 세포를 제거하므로 손상된 방사선 민감 표적 장기의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. Apoptotic fragments의 발생빈도에 대한 선량-반응곡선에 있어서 음와세포는 중선자 조사군이 $y=0.3+(6.512{\pm}0.279)D(r^2=0.975)$으로, 반면에 감마선 조사군은 $y=0.3+(4.435{\pm}0.473)D+(-1.300{\pm}0.551)D^2(r^2=0.988)$의 식을 얻었다. 그리고 말초 임파구에서는 감마조사군이 $y=3.5+(118.410{\pm}10.325)D+(-33.548{\pm}12.023)D^2(r^2=0.992)$의 식으로 나타났다. 이와 같이 감마선조사군은 공히 linear quadratic model 이였으나 중성자조사군은 linear model 로 관찰되었다. 조사된 세포의 종류와 상관없이 apoptotic fragments의 발생빈도와 조사 선량간의 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과에서 조사선량의 증가와 비례하여 방사선 민감 세포의 apoptotic fragments가 수적으로 증가하였으며, 고준위 방사선이 저준위 방사선보다 선량 반응 곡선과 시간 경과에 따른 영향이 보다 강한 것으로 인지되었으며, 음와세포의 apoptosis 유도에 대한 중성자선의 방사선 생물학적 효과비(RBE)는 1.919 였다. 그리고 모든 방사선조사군에서 방사선피폭 후 4시간과 6시간에 apoptosis 유도가 가장 많았으며, 음와세포의 형태학적 소견은 정상 대조군에서 관찰되지 않는 전형적인 apoptotic fragments가 나타났다. 따라서 음와 세포와 말초 임파구에서의 아포토시스 유도는 방사선 조사에 의한 세포 손상의 생물학적 영향 평가를 위한 검색 및 방사선 피폭선량 예측의 지표로 이용 가능할 것으로 사료됨.