구조색에 기반을 둔 반사형 디스플레이는 낮은 전력 소모와 쉬운 제조 과정뿐만 아니라 후광 없이 작동이 가능한 장점으로 인해 최근 많은 주목을 받고 있다. 하지만 기술적으로 다양한 색체 구현이 어려워 현재까지는 많이 응용되고 있지는 않다. 이에 본 연구에서 우리는 바이러스(M13-박테리오파지)를 기반으로 한 신개념 컬러 디스플레이를 개발하고자 한다. 우리가 개발하고자 하는 컬러디스플레이는 자가 조립방법으로 만들어진 나노 구조체로 형성되어 있으며, 간단한 실험 조건 조절을 통해 다양한 색깔 구현을 할 수 있다. 특히, MEMS 공정으로 자체 제작한 Micro Heater의 온도 조절을 통해 자가 조립된 나노 구조체의 간격 주기를 조절 하면, 기존에 형성된 색을 원하는대로 자유롭게 바꿀 수 있다. 우리가 개발하고자하는 생체 재료 기반 컬러 소자는 차세대 디스플레이의 또 다른 새로운 시도가 되리라 생각한다.
우울증은 우울한 기분, 무쾌감증, 피로 및 인지 기능 변화를 특징으로 하는 정신질환으로 일상 기능의 저하를 초래한다. 또한, 우울증은 개인의 삶뿐만 아니라 사회적으로도 심각하고 흔한 정신질환이므로 적극적인 치료가 필요하다. 자가소화작용은 정신질환의 병태생리학적 기전에 관여한다. 최근 연구에 따르면, 자가소화작용에 의한 세포사멸이 신경가소성에 영향을 주어 우울증을 유발하고, 항우울제가 자가소화작용을 조절한다고 알려져 있다. 자가소화작용은 용해소체를 통해 불필요한 세포소기관이나 단백질을 분해하고 제거하는 이화과정이다. 그리고, 세포의 항상성을 유지하는데 필수적이다. 자가소화작용은 스트레스 상황에서 활성화되며 우울증은 스트레스 관련 질병이다. 최근, 신경세포에서 자가소화작용 기전의 역할이 조사되고 있지만, 우울증의 자가소화작용은 완전히 연구되지 않았다. 이 리뷰에서 우울증의 병태생리학적 기전과 치료에 자가소화작용이 관여한다는 새로운 증거를 강조하고자 한다. 증거를 강조하기 위해 자가소화작용이 우울증과 관련되어 있음을 보여주는 임상 및 전임상 연구결과들을 소개한다. 우울증에 대한 자가소화작용의 관련성과 연구의 한계를 이해하는 것은 자가소화작용 조절이 항우울제 개발의 새로운 방향을 제공할 것으로 사료된다.
미토콘드리아의 항상성은 미토콘드리아 생합성과 마이토파지(자가포식에 의한 미토콘드리아 분해)로 불리는 2가지 주요 과정들에 의해 정교하게 조절되고 있다. 지구성 운동 훈련에 반응하여 골격근에서 미토콘드리아 생합성에 관한 기전들은 잘 정립되어 있는 반면 지구성 운동 훈련 후 골격근의 마이토파지 조절 기전과 마이토파지와 미토콘드리아 생합성의 협응을 조절하는 기전은 아직 명확히 밝혀져 있지 않다. 최근 연구들에 의하면 지구성 운동 훈련은 골격근에서 미토콘드리아 생합성, 미토콘드리아 역동성, 미토콘드리아 분해와 관련된 유전인자들의 발현을 증가시킨다고 하였다. 하지만 골격근에서 자가포식이 억제되었을 경우, 지구성 운동 훈련에 의한 미토콘드리아 생합성과 관련된 지표들인 Cox IV와 citrate synthase의 증가는 상쇄되었다. 따라서 자가포식과 마이토파지는 골격근의 미토콘드리아 생합성에 중요한 역할을 하며 정반대되는 이 두 과정(이화 또는 동화작용)의 협응 과정이 지구성 운동 훈련에 반응하여 대사적 기능과 지구력 운동 수행능력을 향상시키는 것과 같은 골격근의 적응에 중요한 듯하다. 지구성 운동은 미토콘드리아의 일정한 숫자를 유지시키기 위해 미토콘드리아 생합성, 미토콘드리아의 융합과 분열, 자가포식/마이토 파지들의 각각의 과정들을 조절하는 것으로 여겨진다. 지구성 운동 훈련은 골격근에서 마이토파지를 활성화시켜 미토콘드리아 양과 질을 조절하여 늙고 건강하지 않은 미토콘드리아를 젊고 건강한 미토콘드리아로 교체시킬 수 있다. 이 총론에서 미토콘드리아 생합성과 마이토파지의 분자학적 기전과 서로 상반되는 이 두 과정간의 협응이 골격근의 지구성 훈련에 대한 세포적 적응에 관련한다는 내용이 논의될 것이다.
수 MeV~수십 MeV 양성자빔을 이용해 백금, 은 등의 나노입자 제조실험을 수행하였다. 나노 입자는 의료분야와 산업 분야에서 그 응용성이 다양해 여러 지 방법을 이용한 제조기술이 개발되고 있다. 전자빔, 감마선, 양성자빔 등의 방사선을 이용한 나노입자 제조방법은 가장 널리 이용되고 있는 화학적 제조방법에 비해 비교적 공정이 단순하다는 장점을 가지고 있지만 공정 변수의 제어방법이 확립되어 있지 않아 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 특히, 양성자빔의 경우 에너지에 따른 투과깊이의 조절과 플럭스나 총 선량, LET (Linear Energy Transfer) 등의 변수와 제조된 나노입자의 상관관계 등에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 백금산 용액을 이용한 나노입자 제조 결과와 대면적 양성자빔을 이용하기 위한 초음파 이용 나노입자제조장치의 제작 및 실험결과에 대해 논하고 향후 건설될 100MeV 선형 양성자가속장치의 나노입자 제조실험에의 응용을 위한 이용시설을 소개하고자 한다. 나노입자 제조실험은 한국원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론을 이용하여 수행하였으며, 가속기로부터 인출되는 에너지는 35, 45MeV, 빔전류는 수십 nA~수${\mu}A$의 범위 내에서 조절하였다. 제조된 나노입자는 TEM을 이용하여 그 크기와 분포를 관찰하였다. 대면적의 양성자빔을 이용하는 경우, 수mm의 두께와 수십 cm의 직경을 가지는 원반 모양의 시료용기를 사용하여 양성자빔의 에너지와 선량을 정확히 조절할 수 있게 되는데 이 때 용기 내 시료와 양성자빔간의 균일한 반응을 위해 용액을 적절하게 섞어 주어야만 한다. 이러한 목적으로 초음파를 이용하여 나노입자 제조장치를 제작하여 실험을 수행하였다. 나노입자 제조는 현재 교과부의 지원으로 경주 건천지역에 건설되고 있는 100MeV 선형양성자가속기의 주요 이용 분야 중의 하나로 20MeV 빔라인 중 한 개의 빔라인과 표적실을 나노입자 제조 등의 실험을 위한 시설로 구축 중이다. 최대 평균전류 1.6mA 까지 가능하고 펄스폭은 0.05~1.33 msec까지 조절가능하도록 개발되고 있다.
기존 자가발전 운동기구용 컨버터의 경우, 운동레벨을 조절하기 위한 입력임피던스 조절기능이 없거나, 조절기능을 추가하는 경우 복잡한 topology를 동반되는 경우가 일반적이다. 또한 복잡한 회로를 추가하게 되면 회로의 전체적인 부피가 증가하고, 원가가 상승할 뿐만 아니라, 회로의 신뢰성도 현저하게 저하시키는 등 회로 상용화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 입력 전압 및 전류 제어 방식을 이용하지 않고, 컨버터 구조 자체로 입력 임피던스를 제어하는 방식을 제안한다. 제안 방식은 입력전압, 입력전류 두 가지의 제어를 실행하지 않음으로써 복잡한 피드백 제어 단의 삭제가 가능하며, 이를 통해 회로의 높은 신뢰성 및 부피, 원가 감소 효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 Flyback 컨버터를 이용하여, 이론적 특성 분석과 200W급 시작품을 통한 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.
열대아시아 원산의 다년생 초본 생강의 주성분인 [6]-gingerol은 항산화 및 항염증 등의 특성이 잘 알려져 있지만 cerulein 유도 급성췌장염에서의 자가분해 관련 유전자 발현 조절과 항산화 효소 활성에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 cerulein 유도 급성췌장염 동물모델에서 [6]-gingerold의 자가분해 조절과 항산화 작용을 조사하였다. 급성췌장염 유발 전 4일 동안 [6]-gingerol (0.1 mg/20 g mouse/day)을 경구투여 한 후 $50{\mu}g/kg$ cerulein을 복강주사로 급성 췌장염을 유도하였다. 그 결과 혈중 ${\alpha}$-amyase 활성, 자가분해 표적 유전자(Beclin-1 및 cleaved LC3-II)의 발현, 지질과산화는 [6]-gingerol 투여군에서 유의적으로 감소하였으며, 항산화지표 효소인 SOD와 GSH-Px 활성은 [6]-gingerol 투여군에서 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들은 천연식물소재 생강의 유효성분 중 하나인 [6]-gingerol이 cerulein 유도 급성 췌장염에서 자가분해 조절과 감소된 항산화효소 활성을 강화하는 효과를 나타내므로 생강이 급성췌장염의 예방과 치료에 대한 기능성 식품소재로 그 활용이 매우 높을 것으로 사료된다.
대학생의 식행동, 체중조절방법 및 영양소 섭취실태에 대한 영양교육 효과를 평가하고자 인터넷 영양교육 강의를 수강하는 대학생(남학생 122명, 여학생 103명) 총 225명을 대상으로 자가기록식 설문조사를 실시하였다. 영양교육은 비만에 대한 전반적인 내용(정의, 원인, 비만으로 생기는 질병, 치료방법 등), 간식, 폭식 등의 문제점, 영양소의 체내 작용 등을 실시하였으며, 조사항목으로는 신체계측, 식행동, 체중조절방법 및 식이섭취조사를 영양교육 전과 8주간의 영양교육 후 2회에 걸쳐 동일한 방법으로 검사하였다.(중략)
비타민D3는 칼슘 대사를 조절하며 뼈의 건강을 담당하는 중요한 호르몬이지만 다양한 면역세포에 작용하여 면역반응을 조절할 수 있다는 것이 알려지면서 자가면역질환, 알레르기질환, 감염 등 여러 질병과의 상관관계에 대한 관심이 증가되었다. 비타민D3의 활성 형태인 1,25(OH)2D3는 면역세포에 의해 전환될 수 있으며 핵-호르몬 수용체인 VDR과 결합하여 세포 내 다양한 유전자 발현을 조절함으로써, 세포의 형질과 기능을 바꿀 수 있다. 특히, 최근 다양한 연구를 통해 과도한 면역 반응을 조절하는 Treg 세포의 분화를 증가시키고 그 기능을 향상시키는 기전을 통해 염증성 사이토카인을 감소시키며, 외부 병원균을 제거할 수 있는 AMP의 생산을 유도함으로써 자가면역질환, 알레르기, 감염성 질환 등 다양한 질환에 긍정적 역할을 할 수 있음이 확인되었다. 특히, 최근 COVID-19 에 의한 글로벌 팬데믹을 경험하면서, 중증 질환 및 사망에 이르는 환자들과 비타민D의 상관관계 연구, 다양한 나라들에서 시행된 비타민D 치료의 임상결과들을 통해, 비타민D 보충 기반의 면역조절의 전략이 유리할 수 있음을 알 수 있었다. 전세계 현대인들의 비타민D 결핍은 최근 50년 간 지속적으로 증가하고 있으며, 자외선 노출로 합성할 수 있는 비타민D의 양이 충분하지 않은 부분을 식품 또는 보충제의 형태로 섭취하는 것이 여러 자가면역질환과 알레르기, 감염성 질병을 예방하는데 도움이 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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