Prenatal Deaths and External Malformations Caused by X-Irradiation during the Preimplantation Period of ddy Mice

임신 ddy Mice에서 착상전기 방사선 조사에 따른 산전 사망 및 외부 기형 발현

Purpose : To evaluate the effects of X-irradiation on prenatal deaths, i.e., preimplantation deaths, embryonic deaths and fetal deaths, and on external malformations in precompacted preimplantation ddy mice Materials and Methods : Pregnant mice (n=85) obtained by limiting the mating time to from 6 to 9 A.M., were segregated into 11 groups. The first five groups (n=26) were irradiated with X-ray doses of 0.1 0.5, 0.75, 1.5, and 3 Gy, respectively, at 24 h post conception (p.c.) of the preimplantation Period. The second five (n=27) groups were irradiated at the same X-ray doses, respectively, but at 48 h p.c. of the preimplantation period. The last group (n=32) was the control group. The uterine contents were examined on the 18th day of gestation for prenatal deaths and external malformations. Results : 1) A statistically significant increase in preimplantation deaths with increasing dose was observed in the experimental groups irradiated at 24 h p.c. and in the groups irradiated at 48 h p.c., as compared to the control group. The threshold dose was close to 0.05 Gy and 0.075 Gy for the irradiations at 24 h p.c. and 48 h p.c. respectively. 2) A statistically significant increase in embryonic deaths with increasing dose was observed in all irradiation groups, except the group irradiated with a dose of 0.1 Gy at 48 h p.c.. 3) No fetal deaths were found in any experimental group. 4) In the experimental groups irradiated at 24 h p.c. anomalies increased with statistical significance, as compared with the control group : 2 exencephalies, 2 open eyelids, 3 anophthalmias, 2 cleft Palates, 2 gastroschisis, 1 abdominal wall defect. 1 leg defect, and 2 short tail anomalies: the threshold dose for external malformations was close to 0.2 Gy at 24 h p.c.. In the groups irradiated at 48 h p.c., 1 open eyelid and 2 short tail anomalies were observed, but there was no statistical significance in those malformations. Conclusion : The results of this study reveal that X-irradiation of precompacted preimplantation ddy mice causes not only preimplantation deaths and embryonic deaths but also external malformations. In addition, external malformations were observed in our experiments at diagnostic doses, including 0.1 and 0.5 Gy. For this reason, we recommend that irradiation should be avoided during the preimplantation period by applying Rugh's 10-day rule.

목적 : 착상전기의 진단 및 치료 영역의 방사선 조사가 임신 ddy mouse에서 산전 사망과 외부 기형을 유발하는지, Compaction전 시기의 반응에 시기별 차이가 있는지 그리고 계통에 따르는 차이가 있는지 여부를 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 임신 ddy mouse 대조군 32 마리와 실험군 53 마리를 대상으로 연구를 시행하였으며, 실험군에 대한 방사선 조사는 착상전의 중요한 두 시기인 24 h p.c.와 48 h p.c.에 진단 영역에서도 이용되는 방사선 선량인 0.1, 0.5 Gy를 포함하여 0.75, 1.5, 3 Gy를 조사한 후, 임신 18일에 희생시켜 산전 사망 즉 착상전 사망, 배 사망 및 태아 사망과 외부 기형을 관찰하였다. 결과 : 1) 착상전 사망은 24 h p.c. 및 48 h p.c.에서 대조군에 비해 현저하게 많이 발생하였으며 선량 의존성을 나타냈고, 시기별 한계 선량은 각각 0.05 Gy 및 0.075 Gy이상으로 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선에 대한 감수성이 높은 시기임을 알 수 있었다. 2) 배 사망은 48 h p.c.의 0.1 Gy 조사군을 제외한 24 h p.c. 및 48 h p.c.의 모든 조사군에서 대조군에 비해 많이 발생하였고 선량 의존성을 보였으며, 한계 선량은 각각 0.1 Gy 및 0.25 Gy이상으로 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선 조사에 의한 배 사망의 감수성이 높았다. 3) 태아 사망은 24 h p.c. 및 48 h p.c.의 실험군 모두에서 발생하지 않았다. 4) 외부 기형은 24 h p.c. 실험군에서 뇌노출 기형 2예, 안검결손 기형 3예, 무안구증 3예, 구개열 2예, 복벽 파열 2예, 꼬리 기형 2예 및 다리 기형 1예, 국소 복벽 결손 1예 등이 발생하였는데, 그 중 진단 영역의 방사선 선량인 0.1 Gy군에서 안검결손 기형 1예, 복벽 파열 1예, 0.5 Gy군에서 뇌노출 기형 1예, 꼬리 기형 2예 및 다리 기형 1예가 발생하여 대조군에 비해 통계적으로 유의한 증가를 나타냈으며 이 시기의 한계선량은 0.2 Gy이상이었다. 48 h p.c.군에서도 안검결손 기형 1예, 꼬리 기형 2예가 발생하였으나 대조군과 통계적인 유의차가 없었다. 결론 : 이상의 결과를 통해 치료 영역뿐만 아니라 진단 영역의 방사선 조사로도 착상전기 임신 ddy mouse에서 착상전 사망 및 배 사망이 발생하고 24 h p.c.에서는 기형도 유발되어 이 시기의 방사선 영향이 "all-or-none" 반응만 일어나는 것이 아님을 알 수 있었으며, 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선 감수성이 높은 시기라는 사실과 함께 다른 연구 결과들과 비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다.