• 제목/요약/키워드: early development

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남은 음식물과 지렁이 분변토를 이용한 느타리버섯의 대체 배지개발 (Development of New Mushroom Substrate of Pleurotus Ostreatus Using Foodwaste and Wormcast)

  • 박장우;박기병;이은영
    • 유기물자원화
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    • 제20권4호
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    • pp.75-85
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    • 2012
  • 본 연구는 느타리버섯 재배에 있어서 유기성폐기물의 일종인 남은 음식물을 대체배지로 이용할 수 있는지에 대한 가능성을 알아보기 위한 연구였다. 남은 음식물 배지를 이용시 문제점으로 지적되고 있는 수분 조절 및 배지 내 압밀현상 극복을 위해 지렁이 분변토를 첨가하여 그 효과를 검토하였다. 느타리버섯 주요 6 균주의 품종별 균사 생장 능력을 조사한 결과, 장안5호(PL. 6) 품종을 제외하면, 모든 품종에서 관행적으로 이용되고 있는 배지에 비해 음식물 배지에서의 초기 균사 생장이 미약한 것으로 나타났다. 또한, 남은 음식물의 수분조절을 위해 분변토를 첨가하여 퇴비화한 배지에서 생장한 결과 최적 분변토 혼합비율은 30%로 나타났다. 또한, 가장 생육이 우수한 장안5호(PL. 6)의 경우 남은 음식물 배지에서의 균사 생장 속도는 113mm/15day로 나타나 일반적인 느타리버섯 생육과 유사한 결과를 보였다. 남은 음식물에 분변토를 30% 첨가한 후 발효시켜 제작한 배지에서 재배한 장안5호(PL. 6)의 초발이 일수는 13일로 일반 비트펄프를 활용한 배지보다 2배 이상 길었으나, 자실체 갓의 크기는 20.5%, 자실체의 대 길이는 6.2% 더욱 커지는 것을 확인할 수 있었으며, 총 수확량에서 60.5% 이상 증가하는 것으로 확인하였다. 또한, 남은 음식물 배지를 이용하여 생산한 느타리버섯의 영양성분 분석결과 일반 비트펄프 재배 느타리버섯보다 단백질은 70.6%, 비타민 A는 2.4%, 비타민 E는 0.8% 증가하였고, 지방은 12.6% 낮게 분석되었으며, 지방산중 올레산의 함량이 미량 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

소아 심경부 농양의 임상적 고찰 (A clinical study of deep neck abscess in children)

  • 이수정;신미용;김창휘;고윤우
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제50권4호
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    • pp.363-368
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    • 2007
  • 목 적 : 소아 심경부 농양은 항생제 치료가 보편화되고 구강 위생이 향상되어 감소하는 질병으로 생각되었으나, 최근 발생 빈도가 다시 증가하고 있다는 보고가 있다. 이에 저자들은 최근 몇 년간의 소아 심경부 농양 사례들을 분석하여 치료에 도움이 되고자 하였다. 방 법 : 순천향 대학교 부속 부천 병원에서 2001년 2월부터 2006년 7월까지 임상증상과 경부 CT 및 경부 초음파 검사를 통해 심경부 농양으로 진단받은 16세 이하 30례의 소아를 대상으로 임상적 자료를 분석하였다. 결 과 : 발생 연령은 평균 9세(2세-16세)였으며 11세 이상이 14례(46%)로 대부분을 차지하였고 남녀 비는 19:11이었다. 편도주위 17례(57%), 인두후부 9례(30%), 인두주위 공간 4례(13%) 순서로 발생하였다. 선행 원인을 알 수 없는 경우가 11례(37%)였으며, 밝혀진 원인으로는 상기도 감염이 10례(33%), 치성감염 4례(14%)였고, 그 외 경부림프절염 3례(10%)와 부비동염 2례(6%)가 있었다. 치성감염이 선행 원인이었던 4례는 모두 인두주위 농양이었고, 부비동염과 연관되어 발생한 2례는 모두 인두후부 농양이었다. 임상 증상은 발열 16례(53%), 인후통 15례(50 %), 경구 섭취 저하 10례(33%), 연하곤란 8례(27%), 경부통증 8례(27%)의 순이었다. 진찰 소견은 편측 편도비대 및 전위가 15례(50%)로 가장 흔하였고, 압통을 동반한 경부종창 13례(43%), 경부강직 3례(10%) 및 개구장애 3례(10%)가 있었다. 농양의 세균배양 검사를 실시한 10례 중 8례에서 균이 동정되었고, 연쇄상구균이 7례, Micrococcus luteus 1례였다. Micrococcus luteus 1례를 제외하고는 모두 penicillin G에 감수성을 보였다. 12례(40%)에서 항생제와 함께 외과적 처치를 병용하였으며, 나머지 18례(60%)에서는 항생제만을 사용하였다. 이 두 군 간에 입원 기간과 항생제 투여 기간에 차이는 없었으며, 전례에서 합병증이 발생한 경우는 없었다. 결 론 : 소아 심경부 농양은 편도주위 농양이 가장 흔하였다. 밝혀진 선행 원인으로는 상기도 감염이 가장 흔하였으며, 치성감염, 부비동염도 원인으로 작용하였다. 주로 발열, 인후통, 경부 통증 등으로 발현하였고, 기도 폐쇄 증상을 보인 경우는 없었다. 원인균은 연쇄상구균이 대부분을 차치하였다. 60%에서 항생제 투여만으로 치유 가능했던 것으로 미루어 소아 심경부 농양은 조기 진단만 된다면 항생제만으로 치료가 가능한 것으로 사료된다.

정지궤도 기상위성 및 수치예보모델 융합을 통한 Multi-task Learning 기반 태풍 강도 실시간 추정 및 예측 (Multi-task Learning Based Tropical Cyclone Intensity Monitoring and Forecasting through Fusion of Geostationary Satellite Data and Numerical Forecasting Model Output)

  • 이주현;유철희;임정호;신예지;조동진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_3호
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    • pp.1037-1051
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    • 2020
  • 최근 기후변화로 인해 강도가 높은 태풍의 빈도가 높아짐에 따라 태풍 예측의 중요성이 강조되고 있는 데, 태풍경로예측에 비해 태풍강도예측에 대한 연구는 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 딥러닝 모델인 Multi-task learning (MTL) 기법을 활용하여 정지궤도기상위성을 활용한 관측자료와 수치예보모델을 융합한 실시간 추정 및 6시간, 12시간 후의 태풍강도예측 모델을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 2011년에서 2016년까지 북서태평양에서 발생한 총 142개의 태풍을 대상으로 강도 예측 연구를 시행하였다. 한국 최초의 기상위성인 Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) Meteorological Imager (MI)를 활용하여 태풍의 관측영상을 추출하였고, National Center of Environmental Prediction (NCEP)에서 제공하는 Climate Forecast System version 2 (CFSv2)를 활용하여 6시간, 12시간 후의 태풍 주변 대기 및 해양 예측변수를 추출하였다. 본 연구에서는 각 입력자료의 활용성을 정량화 하기 위하여, 위성 기반 태풍관측영상만을 활용한 MTL 모델(Scheme 1)과 수치예보모델을 융합적으로 활용한 MTL 모델(Scheme 2)을 구축하고, 각 모델의 훈련 및 검증 성능을 정량적으로 비교하였다. 실시간 강도 추정의 결과 scheme 1과 scheme 2에서 비슷한 성능을 보이는 반면, 6시간, 12시간 후 태풍강도예측의 경우 scheme 2에서 각각 13%, 16% 개선된 결과를 보였다. 태풍 단계별 예측성능에 대한 분석을 시행한 결과, 저강도 태풍일수록 낮은 평균제곱근오차를 보인 반면, 대부분의 강도 단계에서 평균제곱근편차비는 30% 미만의 값을 보이며 유의미한 검증 결과를 보였다. 이에 본 연구에서 제시한 두가지 모델을 기반으로 2014년 발생한 태풍 HALONG의 시계열검증을 시행하였다. 그 결과, scheme 1의 경우 태풍 초기발달단계에서 태풍의 강도를 약 20 kts가량 과대 추정하는 경향을 보이는데, 환경예측자료를 융합한 scheme 2에서는 오차가 약 5 kts가량으로 과대 추정 경향이 줄어들었다. 본 연구에서 제시하는 현재, 6시간, 12시간 후 강도를 동시에 추출하는 MTL 모델은 Single-tasking model 대비 약 300%의 시간 효율을 보이며, 향후 신속한 태풍 예보 정보 추출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

향어의 장포자충증에 대한 Fumagillin의 예방 및 치료 효과시험 (Efficacy of fumagillin against Telohanellus kitauei Infection of Israel carp, Cyprinus carpio nudus)

  • 이재구;김현철;박배근
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제31권1호
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    • pp.57-66
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    • 1993
  • 향어의 장포자충증을 예방, 치료하기 위한 일환으로 fumagillin의 효과시험을 야외에서 수행하였다. 실험 1(치료)에서는 장포자충증의 종류가 중등도로 형성된 향어 (평균체중 830 발를 3군으로 나누어 가두리에 사육하였다. 하루에 처음 군은 10.62 mg, 두번째 군은 5.3 mg의 fumagillin을 8월 1일부터 한달동안 사료에 혼합하여 투여하였으며 세번째 군은 대조로 하였다. 실험 2(예방)에서는 장포자충중이 초기상태인 향어 (평균체중 484 g를 2군으로 나누어 가두리에 사육하였다. 처음 군에는 하루에 3.95 mg의 fumagillln을 7월 17일부터 45일 동안 역시 사료에 혼합하여 투여하였으며 다음 군은 대조로 하였다. 두 실험에서 향어의 누적 폐사율과 포자의 극사탈출율은 약제농도의 차이에 관계없이 대조군에 비하여 모두 의의있게 감소하였다. 약제에 의한 부작용은 전혀 관찰할 수 없었으며, 특히 실험 2에서 폐사어는 전혀 인정할 수 없었다. 약제 투여후 실험 1의 15일째와 실험 2의 7일째에 대부분 종류의 중앙부에 하나의 만원형 또는 작은 점 비슷한 함몰부가 형성되었으며, 실험 1의 15일째와 실험 2의 17일째에는 관상영양형의 횡단면이 전혀 인정되지 않았다. 실험 2의 24일째와 실험 1의 30일째에 있어서 종류의 조직학적 소견은 치유과정을 취하고 있었으며, 실험 2의 경우 24일이후에는 종류의 크기가 대조에 비하여 모두 현저하게 작았다. 이상의 실험결과로 미루어 보아 장포자충증을 예방, 치료하기 위하여 종류가 형성되기 전인 7월 상순에 체중 500 g 향어에 매일 3.95 mg의 fumagillin을 한달동안 경구투여하는 것이 가장 효과적이라고 하겠다.

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두경부 혈관종 진단시 $^{99m}Tc$-RBC Scan and SPECT 검사의 유용성 (Usefulness of $^{99m}Tc$-labeled RBC Scan and SPECT in the Diagnosis of Head and Neck Hemangiomas)

  • 오신현;노동욱;안샤론;박훈희;이승재;강천구;김재삼;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제12권1호
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    • pp.39-43
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    • 2008
  • 혈관종의 진단에 초음파(US), 전산화단층촬영영상(CT), 자기공명영상(MRI), 핵의학 검사 등 다양한 검사방법이 사용 될 수 있지만 $^{99m}Tc$ 표지 적혈구를 이용한 혈액풀 영상검사는 단일광자단층촬영(SPECT)의 발달로 혈관종을 확진하고 배제할 수 있는 가장 경제적일 뿐 아니라 비침습적이고 시행 하기도 쉬운 확실한 방법으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 간 혈관종 외 두경부 (head and neck) 혈관종 진단시 $^{99m}Tc$-RBC scan and SPECT 검사의 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 혈관종의 진단을 위해 본원 핵의학과에 내원한 6명의 환자를 대상으로 하였다. 6명의 환자 중 두부 부위 4명, 경부 부위 1명은 혈관종이라 추정하였고, 1명은 혈관종으로 의심되었다. 변형 체내 표지법(modified in vivo method)을 사용하여 표지하고 원심침전시켜 혈장을 제거한 다음 $^{99m}Tc$-RBC를 순 간주사하였다. 혈류기 영상을 얻은 후 즉시 전면상, 후면상, 양측면상의 혈액풀 영상을 얻었고 4시간 후 동일한 지연 영상을 얻었다. SPECT 영상은 이중 검출기(dual head detector)를 이용하여 64 projections ($180^{\circ}$)을 시행하였고 각 projection당 30초간 집적하였다. 모든 영상을 재구성한 후에 3명의 핵의학과 전문의, 핵의학과 전공의 및 핵의학과 방사선사가 특별한 정보없이 영상을 검토하였다. 혈관종으로 추정된 5명의 환자는 혈류기 영상에서 방사능은 증가하지 않았고 혈액풀 영상에서 증가하였으며 지연 영상과 SPECT 영상에서 증가된 소견을 보여 전형적인 혈관종 소견을 보였다. 혈관종이 아닌 1명의 환자는 혈류기 영상과 혈액풀 영상에서 방사능 증가를 보였고, 지연 영상과 SPECT 영상에서 감소된 소견을 보여 혈관종이 아닌 것으로 판정되었다. 5명의 혈관종 환자의 병소 크기는 모두 2 cm 이상이었고 SPECT 영상이 지연영상과 비교하여 뚜렷하게 병소 감별을 할 수 있었다. 간혈관종뿐만 아니라 두경부 혈관종이 의심되는 경우에는 비교적 경제적이고 비침습적이며 쉽게 시행할 수 있는 $^{99m}Tc$-RBC scan and SPECT 검사를 시행함으로써 초음파, 전산화 단층촬영영상, 자기공명영상 검사와 같은 다른 영상진단법과 함께 혈관종을 확진하고 배제하는데 의미있는 영상의학적 정보를 제공할 수 있다고 사료된다.

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수학적 모델링 학습이 문장제 해결에 미치는 효과 (Effects of the Mathematical Modeling Learning on the Word Problem Solving)

  • 신현용;정인수
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제15권2호
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    • pp.107-134
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    • 2012
  • 수학적 모델링은 일반적으로 수학적인 방법으로 해석되고 이해되어야 하는 실제적인 문제 상황을 해결하기 위해 상황에 대한 적절한 수학적 모델을 구성하여 문제를 해결하는 일련의 과정이라고 할 수 있다. 문장제는 실제적인 측면과 형식적인 측면, 모두를 포함하고 있으므로 수학적 모델링 활동에 이상적인 도구가 될 수 있다. 이에 본 연구는 실세계의 맥락을 고려해야 하는 진정성있는 문장제를 바탕으로 한 수학적 모델링 학습이 문장제 해결 행동, 문장제 해결에서 실생활 경험을 활용하는 능력, 문장제에 대한 신념 등에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 결과 문장제에 대한 수학적 모델링 학습은 직접번역 접근(DTA) 대신에 의미기반 접근(MBA)으로 문장제 해결 행동을 이끄는데 효과적이었으며, 문장제를 해결하는데 있어서 실생활 맥락을 고려하는 태도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 또한 수학적 모델링 학습은 문장제에 대한 긍정적인 신념을 형성하는데 중요한 역할을 했음을 알 수 있었다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 초등학교에서 문장제를 어떻게 다루어야 하는지에 대한 시사점을 살펴보았다.

소아 IgA 신병증의 예후와 관련한 임상병리학적 고찰 (A Clinicopathologipal Study on the Prognosis of IgA Nephropathy in Children)

  • 권재훈;최은나;박지민;정현주;이재승
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제7권1호
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    • pp.23-29
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    • 2003
  • 목적 : IgA 신병증으로 진단된 소아환자를 대상으로 질병의 예후와 관련된 연구는 부족한 상태이다. 이에 저자들은 조직생검을 통해 확진된 IgA 신병증 환아의 임상경과를 관찰함으로써 소아들에서 장기 예후에 영향을 줄 수 있는 인자들의 특성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 1981년부터 2000년까지 연세의료원에서 신생검을 시행하여 병리 소견상 IgA 신병증으로 확진된 15세 이하의 57명 환아에서 후향적 방법으로 자료 분석을 시행하였다. 모든 환아들은 조직 생검 당시 혈뇨나 무증후성 단백뇨($<40\;mg/m^2/day$)를 보였으며 정상 신기능 및 혈압을 유지하였다. 진단 당시의 임상검사소견, 병리소견 등을 바탕으로 IgA 신병증의 합병증인 심한 단백뇨(${\ge}40\;mg/m^2/day$), 약물복용을 요하는 고혈압. 만성 신부전 등의 발생에 대해 관찰하였다. 결과 : 대상 환아들의 진단 시 평균 연령은 4세에서 15세까지 $9.5{\pm}2.8$세였으며 42명(74%)이 남자였다. 단독 육안적 혈뇨는 20명(35%), 단독 현미경적 혈뇨는 3명(5%)이며 단독 단백뇨는 15(26%)이었다. 육안적 혈뇨와 단백뇨를 같이 동반한 경우는 15명(26%)이며 현미경적 혈뇨와 단백뇨는 15명(26%)에서 보였다. $7.0{\pm}3.5$년의 평균추적 관찰 기간동안 전체 57명의 환아 중 단백뇨 및 혈뇨가 완전히 소실된 경우는 38명(67%)이었고 진단 당시처럼 혈뇨나 단백뇨가 지속되나 IgA 신병증의 부작용은 발생하지 않은 경우는 12명(21%)이었다. 반면, 단지 7명(12%)의 환아에게서 IgA 신병증의 합병증이 발생하였는데 이 중에서 신증후군 정도의 단백뇨는 4명(7%), 약물복용을 요하는 고혈압은 1명(2%)이었고 2명(4%)의 환아는 말기 신부전으로 이행하였다. 발병 연령을10세 전후로 나누었을 때(P<0.01)와 Lee와 Haas의 병리조직학적인 분류(P<0.05)는 IgA 신병증의 합병증 발생과 밀접한 연관을 보인 반면, 진단당시 증상이나 성별은 통계적 유의성을 보이지 않았다. 57명 중 7명의 환아에서 평균 $3.4{\pm}3.5$년후에 신조직검사를 재실시하였다. 이 중 3명의 환아는 처음 class와 같았으며, 1명의 환아는 class III에서 class IV로 진행된 반면, 3명의 환아는 class IV에서 각각 class I, class II 및 class III로 변하였다. 결론 : 본 연구를 통해 소아의 IgA 신병증은 더 이른 시기에 진단 받았을 때 합병증의 발생 및 궁극적인 신부전으로의 이행이 적게 나타났다. 또한 추적 신조직 검사상 조직의 변화소견을 볼 때, 소아 IgA 신병증이 성인에서의 것보다 더 좋은 예후를 보이는 근거가 될 수 있다.

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수리역학적연계 3차원 입자유동코드를 사용한 유체주입에 의한 단층변형 모델링: DECOVALEX-2019 Task B (Modelling of Fault Deformation Induced by Fluid Injection using Hydro-Mechanical Coupled 3D Particle Flow Code: DECOVALEX-2019 Task B)

  • 윤정석
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.320-334
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    • 2020
  • 본 수치해석연구에서는 국제공동연구프로젝트 DECOVALEX2019의 Task B의 일환으로 PFC3D를 기반으로한 수리역학연계모델을 개발하여 스위스 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층의 유체주입으로 인한 슬립시험을 모사하였다. 이를통해, 개발한 PFC3D 수리역학연계모델이 가진 한계점과 향후 보완할 점을 검토하고자 하였다. PFC3D를 기반으로한 3차원 입자결합모델 내 공극-유동통로모델을 생성하였으며 이를 사용하여 Mont Terri Step 2 단층내 유체주입실험을 모사하였다. 모델링결과 단층대를 따라 주입유체의 유동에 의한 단층대의 변형을 확인하였지만, 관측정에서의 시간에 따른 수압변화는 현장측정치와 부분적으로 일치하는 경향을 확인하였다. 현장측정 관측수압은 초기 유체주입 압력증가에 거의 변화를 보이지 않고 주입수압이 최대치에 도달할때쯤 급격한 증가를 보이는반면, 모델링에서는 주입압력이 증가함에 따라 관측수압도 부드럽게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 부분적으로 일치하는 결과의 원인으로는 Mont Terri 현장의 단층을 모사하는 방법에 기인하는 것으로 판단하다. PFC3D에서는 단층을 손상대와 코어균열의 조합으로 모사하였고 단층대의 두께가 약 2 m로 주입유체가 단층대를 통해 유동하도록 모사하였기에 현장에서의 주입유체의 단층내 유동보다 그 유동범위가 크게 모사되었다고 판단한다. 또한, 현장단층에서와 같이 단층내부에 존재하는 충진물질로 인해 단층내 수리유동이 제한되어 국부적으로 과잉공급수압이 형성될 수 있는 기재를 모사하지 못한 점 또한 모델링 결과와 현장측정결과가 부분적으로 일치하는 원인일 수 있다. 단층변형의 경우는 모델링결과와 현장측정결과 유사한 수준으로 일치하는 결과를 확인하였다. 수치모델을 변형하여 단층대의 두께를 감소시키고 단층내 충진 물질의 비균질적인분포를 모사할 수 있는 방법론에 대한 후속 연구를 통해 PFC3D 수리역학연계모델의 유체주입으로 인한 단층활성화 연구로의 적용성을 향상시키는 것을 제안하고 한다.

I/II 병기 비강 Natural Killer/T Cell 림프종에 대한 순차적 항암화학요법과 방사선치료 (Sequential Chemoradiotherapy for Stage I/II Nasal Natural Killer/T Cell Lymphoma)

  • 노영주;안용찬;김원석;고영혜
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제22권3호
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    • pp.177-183
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    • 2004
  • 목적: 초기 병기 비강 natural killer/T-ceil 림프종에 대한 CHOP 항암화학요법과 국소 방사선치료의 순차적 적용 결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 1995년 3월부터 1999년 12월 사이에 성균관의대 삼성서울병원 종양센타에 비강 I/II 병기natural killer/T-cell 림프종으로 등록된 17명의 환자들 중 14명의 환자들에 대하여 순차적 항암화학요법과 방사선치료를 적용하였고 이들에 대한 분석을 시행하였다. 치료방침은 우선 CHOP 항암화학요법을 3주 간격으로 3~4회 시행한 후 5주간에 걸쳐 육안적 병변과 인접한 림프절 부위에 대한 국소 방사선치료를 추가하는 것이었다. 결과: 방사선치료의 시작 전에 시행한 국소종양의 항암화학요법에 대한 반응평가는 50%의 환자들에서 양호한 반응(완전관해 5명+부분관해 2명)을 보였고 나머지 50%의 환자들에서는 병변이 진행하였다. 5명의 환자에서 국소재발이 나타났는데 이들 중 2명은 원격전이를 동반하였고, 영역 림프절 재발을 수반한 경우는 없었다. 3년 생존율과 무병생존율은 50.0%와 42.9%였으며, 모든 사망과 재발사례는 치료개시 후 13개월 이내에 발생하였다. 예후인자의 단변량 분석에서 'B' 증상이 없는 경우, 항암화학요법과 전체 치료방침에 양호한 반응을 보인 경우, 국제예후지표상 저위험군 등이 양호한 생존율과 관련이 있었다. 결론: 본 연구의 치료방침에 의한 결과는 과거의 방사선치료 단독 또는 방사선치료 후 항암화학요법 추가에 따르는 결과들과 비교해 볼 때 재발양상과 생존율의 측면에서 유리한 점이 없었다. 따라서 방사선치료와 항암화학요법을 새로운 병용방법에 관한 연구개발이 요망된다.

Development of a Test Method for the Evaluation of DNA Damage in Mouse Spermatogonial Stem Cells

  • Jeon, Hye Lyun;Yi, Jung-Sun;Kim, Tae Sung;Oh, Youkyung;Lee, Hye Jeong;Lee, Minseong;Bang, Jin Seok;Ko, Kinarm;Ahn, Il Young;Ko, Kyungyuk;Kim, Joohwan;Park, Hye-Kyung;Lee, Jong Kwon;Sohn, Soo Jung
    • Toxicological Research
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    • 제33권2호
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    • pp.107-118
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    • 2017
  • Although alternative test methods based on the 3Rs (Replacement, Reduction, Refinement) are being developed to replace animal testing in reproductive and developmental toxicology, they are still in an early stage. Consequently, we aimed to develop alternative test methods in male animals using mouse spermatogonial stem cells (mSSCs). Here, we modified the OECD TG 489 and optimized the in vitro comet assay in our previous study. This study aimed to verify the validity of in vitro tests involving mSSCs by comparing their results with those of in vivo tests using C57BL/6 mice by gavage. We selected hydroxyurea (HU), which is known to chemically induce male reproductive toxicity. The 50% inhibitory concentration ($IC_{50}$) value of HU was 0.9 mM, as determined by the MTT assay. In the in vitro comet assay, % tail DNA and Olive tail moment (OTM) after HU administration increased significantly, compared to the control. Annexin V, PI staining and TUNEL assays showed that HU caused apoptosis in mSSCs. In order to compare in vitro tests with in vivo tests, the same substances were administered to male C57BL/6 mice. Reproductive toxicity was observed at 25, 50, 100, and 200 mg/kg/day as measured by clinical measures of reduction in sperm motility and testicular weight. The comet assay, DCFH-DA assay, H&E staining, and TUNEL assay were also performed. The results of the test with C57BL/6 mice were similar to those with mSSCs for HU treatment. Finally, linear regression analysis showed a strong positive correlation between results of in vitro tests and those of in vivo. In conclusion, the present study is the first to demonstrate the effect of HU-induced DNA damage, ROS formation, and apoptosis in mSSCs. Further, the results of the current study suggest that mSSCs could be a useful model to predict male reproductive toxicity.