Experimental Study for the Teratogenic Effect of Gamma-ray on the Heart of Chick Embryo

계태에서 감마선 조사에 의한 심장기형 발생에 관한 실험적 연구

Purpose : To investigate the teratogenic effect of gamma-ray on the heart of chick embryo. Methods : 50 rad, 100 rad, 150 rad, 200 rad, 250 rad, and 300 rad of gamma-ray were used to irradiate three days old chick embryos. The control group was not irradiated. After three weeks, the embryos were sacrificed and examined for cardiovascular malformation. Results : The survival rate of the gamma-ray irradiated group was significantly lower than that of the control group(33.3-63.3% vs 76.4%, P=0.001). The cardiac malformation rate of the experimental group was 11.0%. In the control group, no congenital cardiac malformations were observed. The experimental groups had a significantly higher malformation rate(P=0.001). The types of malformation were ventricular septal defect, tricuspid atresia, Ebstein anomaly and aortic arch anomaly. In the gamma-ray irradiated group, the cardiac malformations were : 14 small ventricular septal defects (VSDs), five large VSDs, two tricuspid atresias, and one Ebstein anomaly. The higher the dose of radiation applied, the higher the incidence of cardiac malformation was noted. Conclusion : Gamma-ray irradiation of 3 days old chick embryos increased the rate of death and the rate of cardiac malformation significantly.

목 적 : 계태의 발생 과정에서 감마선 조사에 의한 심장 기형유발 유무와 심장 기형의 종류를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 토종 닭의 수정란을 사서 닦은 후 대조군에게는 감마선을 조사하지 않았다. 실험군으로 닭의 수정란을 인공 부화기에 넣고 3일 후(72시간 후)에 꺼내어 700 curie 1.25 Mev Cobalt 60에서 나오는 감마선을 50 rad, 100 rad, 150 rad, 200 rad, 250 rad, 300 rad로 각각 60개의 수정란에 조사 후 인공 부화기에 넣어 총 3주간 지속시켰다. 온도 $38^{\circ}C$와 습도 55-70%로 유지하여 3주간 부화시킨 계태를 개흉하여 포르말린으로 고정하였고, 실물 현미경하에 해부하였다. 결 과 : 감마선 조사하지 않은 대조군에서 생존율은 76.4%이었고, 심장 기형은 발견되지 않았다. 실험군에서는 50 rad에서 300 rad로 선량이 강할수록 생존율은 63.3%에서 33.3%로 유의하게 감소하였고(P<0.001), 심장 기형의 발생률도 생존 계태의 7.8%에서 25.0%로 유의하게 증가하였다(P<0.001). 선량이 증가 할수록 심실중격결손의 크기가 증가하고 복잡기형이 나타나는 경향을 보였다(P<0.001). 대혈관 기형도 이상기시, 저형성, 형성부전으로 심해지는 경향을 보였다. 결 론 : 계태 발생 과정 중 감마선 조사의 시기와 선량이 선천성 심장병의 발생에 중요한 영향을 미친다. 조사 시기를 3일 후로 고정한 후 선량이 증가함에 따라 생존율은 감소하였으며, 선천성 심장병의 빈도는 증가하였고, 복잡 심장 기형이 생겼다. 또한 감마선 조사에 의해서 계태에서 혈관 기형을 유발할 수 있었다. 감마선 조사는 계태에 직접적인 조작을 하지 않고 또한 혈역학적 변화를 직접 유도하지 않는 실험이므로 거대분자인 핵산의 변화에 의해서 심장 기형과 대혈관 기형이 발생하였을 것으로 생각하며 기형 형성의 기전을 밝히기 위해 앞으로 염색체와 분자유전학적 연구가 필요할 것이다.