• Neonatal Medicine
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• 제16권2호
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• pp.221-233
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• 2009

목 적 : 신장에서 분비되어 적혈구를 생산하는 빈혈제로 알려진 에리스로포이에틴(Erythropoietin, EPO)은 단순히 피를 만드는 조혈기능 뿐 아니라 최근 신경계 보호 및 신경강화 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 유전자 재조합 인 에리스로포이에틴(recombinant Human EPO, rHuEPO)을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체와 관련된 흥분성 독성작용을 통한 조절 등 그 기전을 알아보고자 하였다. 방 법 : 재태기간 19일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 농도별 뇌손상 전 rHuEPO 투여군(1, 10, 100 IU/mL)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% $CO_2$)에서 6시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 세포성장과 생존력을 평가하기 위해 MTT 실험을 시행하였다. 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군; 정상산소군, sham-operated군, 저산소-허헐성군, 저산소-허헐성+vehicle군, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군으로 나누었고, 저산소-허헐성 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$ (8% $O_2$, 92% $N_2$)에 노출시켰다. rHuEPO은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 1000 IU를 투여하였고, 저산소-허헐성 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 적출한 조직으로 H&E 염색을 하여 뇌손상을 형태학적으로 관찰하였다. 세포배양 및 동물실험에서 NMDA 수용체의 아단위인 NR1, NR2A, NR2B, NR2C, NR2D를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결 과 : 저산소군에서 세포 생존률은 정상산소군보다 60% 감소하였으며, rHuEPO 투여군(1, 10 IU/mL)은 80% 증가하였다. rHuEPO 투여군(100 IU/mL)은 회복되지 않았다. 우측 반구 대비 좌측 반구의 범위는 정상산소군 98.9%, sham-operated군 99.1%, 저산소-허헐성군 57.1%, 저산소-허헐성+vehicle군 57.0%, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군 87.6%, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군 91.6%으로 나타났다. NMDA 수용체의 아단위 생체외 실험에서 실시간 중합효소연쇄반응의 결과 NMDA 수용체 아단위 mRNA의 발현은 rHuEPO 투여군에서 저산소군보다 모두 증가하였다. 결 론 : 본 연구에서 rHuEPO은 흥분성 독성작용과 관련되어 NMDA 수용체를 조절하면서 저산소성 허헐성 뇌손상을 보호하는 것을 알 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제63권3호
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• pp.242-250
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• 2007

배경 및 목적: 암세포는 빠른 증식 속도로 인하여 상대적인 저산소증에 노출되면서 비정상적인 종양 혈관을 형성하여 치명적인 병인을 형성한다. 저산소증에서의 암세포 내의 유전자 표현을 연구하는 것은 병인의 규명과 나아가 치료에 결정적인 단초를 제공할 수 있다. 이에 본 연구에서는 체외 배양한 비소세포폐암의 증식과 저산소증 상태에 대한 연구를 시행하였다. 재료 및 방법: 비소세포폐암주인 A549를 RPMI 배지에서 계대 배양하였다. 저산소 유사 상태는 Modular Incubator Chamber(MIC-101)을 이용하였고 5% 이산화탄소와 95% 질소 혼합 가스를 5분간 공급하여 저산소 상태를 만들었으며 세포 배양액을 채취하여 혈액가스분석기(Blood Gas Analyzer ABL 725)로 세포 배양 상태를 측정하였다. 대조군으로 5% $CO_2$와 멸균한 대기 공기 95%가 혼합된 가스를 사용하였다. 세포의 증식 상태는 MTT 방법을 실시하였다. 결과: 1. MIC-101을 이용하였을 때, 무산소혼합가스를 투여 후 30분에 50%의 산소 분압저하를 확인하였으며, 대기 가스에 의해 산소농도를 회복하는 것을 볼 수 있었다. 2. 무산소 혼합가스로 정화(purging)를 하면 산소의 분압을 더 낮출 수 있었다. 3. 저산소 상태에서 세포 배양액 내에는 pH 감소, 젖산 증가, 포도당의 감소와 같은 미세환경이 변하였다. 4. 세포배양액에 따라 저산소에 의해 유도되는 포도당 저하에 차이가 있었다. 5. 비소세포폐암주는 저산소에 의해 증식능이 억제되었다. 결론: 저산소 상태는 세포 배양액 내 포도당 농도의 감소, 젖산의 증가, pH의 감소 등 세포 배양 미세 환경을 변화시키며, 비소세포폐암세포는 증식이 억제된다. 저산소는 미세 환경 변화와 함께 직접적으로 그리고 간접적으로 비소세포의 증식능에 영향을 미친다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권3호
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• pp.217-224
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• 2004

목적: 저산소증은 방사선 감수성을 현저히 감소시키며, 이에 대한 적응 반응에서 hypoxia-inducible factor 1 $\alpha$(HIF-1 u$\alpha$가 중요한 역할을 하고 있다. HIF-1 $\alpha$의 발현과 방사선 감수성과의 상관 관계를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 쥐의 간암 세포주인 hepalclc7 세포와 HIF-1 $\beta$가 결손되어 HIF-1 $\alpha$의 기능이 억제된 hepaIC4 세포를 사용했다 저산소 유사 물질인 desferrioxamine (DFX)을 전처치하고 6시간 뒤에 방사선조사를 하여 western blot으로 HIF-1 $\alpha$ 발현을 조사하였다. Apoptosis는 DNA 분절화, propidium iodide 핵염색, 그리고 apoptotic cell death detection ELISA kit를 이용하였다. MTT assay법으로 방사선 감수성을 측정하고 SF2$_{2}$ SF$_{8}$, 그리고 mean inactivation dose (MID)를 산출하여 통계적 분석을 하였다. 결과: Hepalclc7 세포에서는 DFX 전처치를 한 경우 방사선에 의해 HIF-1 $\alpha$의 발현이 증가했으나, hepalC4 세포 주에서는 변화가 없었다 Hepa1C4 세포의 방사선 감수성은 DFX처리에 따른 영향이 없었으나 hepalclc7 세포의 방사선 감수성은 DFX를 전처치했을 때 유의하게 감소하였다. 결론: 저산소 유사 물질인 DFX에 의해 유도된 HIF-1 $\alpha$가 쥐의 간암 세포주에서 apoptosis와 방사선 감수성을 감소시켰다 이러한 결과는 종괴내의 저산소 세포에서 방사선에 의해 HIF-1 $\alpha$가 유도되고 이로 인해 저산소 세포에서 방사선 감수성을 저하시키는 것으로 생각되었다.

• 생명과학회지
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• 제19권7호
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• pp.905-916
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• 2009

본 연구는 저산소증에서 반하가 대뇌신경세포의 유전자 표현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 배양한 $E_{18}$의 흰쥐 대뇌 신경세포를 반하로 처리하고, 저산소증을 유도한 후 microarray 기법으로 유전자 표현 변화를 조사하였다. Microarray 결과 tubb5, tgfa, ptpn11, n-ras, pdgfa 등 세포의 성장 분화에 관여하는 유전자들의 표현이 증가하였으며, 세포 자연사를 억제하는 mcl-1 유전자의 표현 또한 증가하였다. 한편 세포 자연사를 유도하는 tieg 유전자는 표현이 감소하였다(Fig. 3). 반하에 의하여 수많은 유전자의 표현이 변화되었고, 세포사를 촉진하는 유전자의 표현이 크게 증가되는 경우(예, alox12, faf1)도 있어 본 연구결과만으로 일반적인 결론을 유도하기는 어려웠다. 그러나 대략적으로 반하는 저산소증에서 주로 세포의 성장과 분화를 유지하고, 세포 자연사를 방지하는 유전자들의 표현을 증가시켜 신경 세포사를 보호하는 것으로 이해된다.

• 대한암한의학회지
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• 제15권1호
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• pp.119-128
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• 2010

항암치료는 현재 암환자의 주요한 치료임에도 불구하고 항암제내성과 같은 문제점을 가지고 있다. 약물내성은 다양한 기전에 의해 발생하는데 수송단백질의 과발현, 비독성화발현, 손상유전자의 복구, 세포사멸신호의 변화, STAT-3와 NF-${\kappa}B$의 발현 등이 포함된다. 암세포는 저산소환경에서 발생하며 일반세포에 비해 무산소해당에 상대적 의존도가 높고 이는 암세포의 성장과 전이를 촉진하는 인자가 된다. 항암제가 효과를 내기 위해서는 산소가 필요한데 저산소환경은 이를 방해하며 또한 유전자의 불안정화로 인해 약물내성이 유도된다. NF-${\kappa}B$는 주요 전사인자 중 하나로서 각종 염증과 암에서 지속적으로 활성화되며 암세포의 변화, 증식, 침윤, 전이에 관여한다. 환경적 스트레스 등과 대부분의 항암약제들이 NF-${\kappa}B$를 활성화시키며 임상적으로도 암환자의 생존과 연관된 중요한 예후인자이다. NF-${\kappa}B$의 발현은 항암제로 인한 암세포의 자멸을 회피하게 만들고 수송단백질을 활성화시켜 항암제내성을 유도한다. 강황, 적포도, 고추, 건칠 등 다양한 천연물에서 NF-${\kappa}B$를 억제시키는 효능이 발견되었으며 이는 항암제내성을 억제시키고 항암제의 효과를 증대시킨다. 저산소환경의 개선과 NF-${\kappa}B$의 억제는 상호연관성을 가지고 있으며 항암제내성의 개선뿐만 아니라 암치료제 개발의 새로운 연구목표가 될 수 있다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제15권1호
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• pp.97-113
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• 1998

교감신경계는 광범위한 각종 기능의 항상성 조절에 결정적인 역할을 하고 있으며, 저산소증, 출혈, 통증 등에 따른 스트레스 반응에 의해 자극되어 심박출량의 증가 및 조직으로 산소공급 향상을 위한 혈류 조절 반응이 나타나게 되나 주어진 환경에 따라 반응 정도는 다양하게 보고되고 있다. 고농도의 $N_2O$로 인해 발생된 저산소혈증 상태에서 혈역학적 변화가 저산소혈증을 발견하는 지표로서 유용한 지를 관찰하기 위해 본 실험에서는 마취후 기계적 환기를 시행한 한국산 잡견에서 고농도의 $N_2O$를 이용하여 흡입산소농도를 점진적으로 감소시킬 때 발생된 저산소혈증이 혈중 catecholarnine의 분비와 혈액 가스 및 혈역학적 변화를 비교 관찰하였다. Halothane으로 흡입 마취하여 기계적 환기를 시행한 뒤 10 마리의 한국산 잡견에서 21%, 15%, 10%, 5%의 산소를 5분씩 공급하여 혈역학상의 변화와 조직의 산소이용 상태 및 혈중 catecholamine치를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 조절호흡의 결과, 실험견은 등탄산성 저산소혈증이 초래되었으며 흡입산소농도의 감소 정도에 따라 동맥혈 및 혼합정맥혈의 산소분압 및 포화도가 감소되었고, 산소섭취율이 증가함에 따라 동정맥혈 산소함량의 차이는 증가하였으며 동시에 심박출량이 증가하는 대상성 반응을 보였다. 중심 정맥압은 10%와 5%의 흡입산소농도에서 측정치가 유의하게 증가되었고, 평균 폐동맥압은 10%와 5%의 흡입산소농도에서 각각 55% 및 82% 증가되었으며 폐혈관저항도 각각 76%, 95%로 유의하게 증가되었으나 전신혈관저항의 변화는 유의성이 없었다. 실험견에서 혈중 norepinephrine, epinephrine 및 dopamine의 대조치는 각각 $141.4{\pm}94.4$ pg/ml, $172.6{\pm}130.1$ pg/ml, $151.1{\pm}282$ pg/ml이었다. 15% 산소 흡입 시 norepinephrine, epinephrine 및 dopamine치는 모두 유의한 증가를 나타내기 시작하였고 dopamine은 10% 흡입산소농도에서 가장 많이 증가하였으나 5% 흡입산소농도에서는 오히려 감소되었고 60%의 흡입산소로 재산소화하는 동안 대조치 수준으로 회복되었다. 이에 비해 norepinephrine은 15%의 흡입 산소농도에서 74% 증가한 후 저산소혈증이 심화될수록 더욱 증가하는 양상이 계속되었다. Epinephrine은 대조치에 비해 15% 산소 흡입시 29% 증가하였으나 10% 및 5% 흡입산소농도에서 각각 382%, 350% 증가되었다. 60%의 흡입산소로 재산소화하였을 때는 norepinephrine과 epinephrine치는 감소되었으나 대조치보다는 여전히 증가되어 있었다. 이상의 결과로 볼때 마취후 고농도의 $N_2O$에 의한 저산소 가스 흡입은 혈중 catecholamine의 농도를 증가시키나 심혈관계 및 교감 신경계의 반응을 매우 둔화시키는 것으로 생각된다. 따라서 임상 마취에서 환자에게 고농도의 $N_2O$를 흡입시켜 저산소혈증이 초래되는 경우 혈압 및 맥박수의 변화는 저산소혈증을 발견하는 지표로 유용하지 않은 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1631-1636
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• 2008

대황(Rhei Rhizoma; RR, 대황(大黃))은 Rheum officinale Baill.와 Rheum palmatum L. (Polygonaceae)의 땅속부분 (rhizome 및 root)으로 남아시아의 민속의학에서 간 및 신장의 손상을 치료하는데 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 배양한 흰쥐 해마신경세포의 저산소증모델을 이용하여 대황의 물추출물이 신경세포사를 억제하는 효능에 대하여 조사하였다. 배양 10일(DIV10)에 RR을 배양액에 첨가하고 DIV13일에 생존율을 조사한 결과 10 ${\mu}g$/ml 농도까지는 세포독성이 없었으며, 정상산소 환경에서 2.5 ${\mu}g$/ml의 농도에서 세포생존율을 높이는 것으로 나타났다. 또한 배지에 대황을 첨가한 경우 DIV13일에 저산소증을 유도한 후 5일째에 세포생존율을 조사한 결과 대조군에 비하여 매우 유의하게 생존율을 증가시켰다. $H_2DCF$ 염색 결과 대황은 활성산소(ROS)의 생성을 유의하게 감소시킴과, JC-1 염색 결과 사립체 막전위의 소실을 유의하게 억제함을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 대황 물추출물이 활성산소를 효과적으로 제거하고, 세포의 에너지 생성을 보전함으로서 세포사를 억제할 수 있음을 보여주며, 향후 뇌신경세포의 건강에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제62권5호
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• pp.382-388
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• 2007

연구배경: 저산소증을 동반한 COPD 환자에서 인지기능 장애를 보이는 것은 잘 알려져 있다. 그러나 저산소증이 없는 COPD 환자에서의 인지기능에 대해서는 논란의 여지가 있다. 또한, COPD 환자는 수면장애를 동반하는 것으로 알려져 있다. 저자들은 저산소증이 없는 COPD 환자들의 인지기능을 평가하고, 인지기능 장애를 가진 COPD 환자들에서 수면장애가 얼마나 나타나는지 알아보았다. 방 법: 90% 이상의 동맥혈 산소 포화도를 가진 28명의 COPD 환자를 대상으로 연구를 시행하였으며, 환자의 평균 나이는 70.7세였다. 대조군은 건강검진을 위해 내원한 33명의 건강성인을 대상으로 하였고, 대조군의 평균 나이는 69.5세였다. 모든 환자 및 대조군은 the Korean version of the Consortium to Establish a Registry for Alzheimer's Disease(CERADK)를 이용하여 신경인지기능을 평가하였다. 결 과: COPD 환자군은 단어목록회상(p=0.03)과 단어목록재인(p=0.006) 항목에서 대조군과 비교하여 유의하게 낮은 점수를 보였다. 9명의 환자에서 유의미한 인지기능 장애를 가지고 있었으며, 이 중 7명의 환자에서 수면다원검사를 시행한 결과, 5명의 환자에서 시간당 5회 이상의 apnea-hypopnea index를 보였다. 7명의 환자에서 동맥혈 산소 포화도 감소 지수 및 평균 사지 운동 지수는 각각 3.6/시간과 38.6/시간이었다. 결 론: 이 연구는 저산소증이 없는 COPD 환자에서 언어기억 장애를 가진다는 것을 시사하며, 이렇게 인지기능 장애를 가진 COPD 환자들이 수면장애를 동반하고 있어 이에 관한 추가연구의 필요성이 제시되었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권3호
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• pp.169-183
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• 2003

교정력에 의한 치아 이동은 기계적인 힘에 의하여 압박측에는 다양한 구조를 가진 치주 조직에 혈류의 변화가 생기며 국소적으로 산소 장력에도 변화가 생겨 저산소 상태 가 유발됨은 이미 확인한 바 있다. 본 연구는 치아 주위 골격을 형성하는 조골세포를 대상으로 교정적 치아 이동과 유사한 시험관내 조건을 설정하여 저산소 상태 시 유발되는 조골세포 고사조절 기전을 규명하고자 시행하였다. 생리적인 저산소증의 실험조건으로 $2\%$ 산소상태를 설정하여 저산소 하에서 세포가 고사(apoptosis) 됨을 확인하였고, stress유발 시 많은 관련을 가진 것으로 알려진 p-38 MAPK의 활성을 관찰하였다. 또한 p-38 MAPK의 억제제인 SB203580의 전처치로 인하여 세포의 죽음이 억제됨을 확인하였고, 저산소 상태 시 활성형태로 분절되는 caspase-3, -6및 9등의 세포고사관련 효소들의 활성 형태로의 분절이 억제됨을 확인하였으며 이러한 caspase의 기질인 Lamin-A등의 분절 또한 억제됨을 밝혔다. 또한 마이토콘드리아 내의 cytochrome c의 세포질내로의 이동 또한 조절됨을 확인함으로써 p-38 MAPK의 조절단계를 시사하여 주고 있다. 본 연구로 치아 이동 시 유발되는 저산소 상태 하에서 발생하는 조골세포의 고사 조절에 p-38 MAPK가 관여함을 확인하였다.

• 대한수의사회지
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• 제43권12호
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• pp.1113-1118
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• 2007

중환자에서 조직의 저산소증을 확인하고 교정하는 것은 매우 중요하다. 혈중 젖산측정은 30년 이상 인의에서 조직의 산소화를 위한 간접적인 측정방법으로 이용되었다. 그러나 수의에서는 최근에 많이 이용되고 있는 방법이다. 비싸지 않은 간이 젖산 측정계로 중환자의 젖산을 연속적으로 모니터하는 것이 수의 응급실 및 전문병원(referral center)에서 상용화되고 있다. 수의 환자에서 혈중 젖산 측정은 질병의 심각도를 결정하고 치료 결정을 조절하는데 유용한 보조 수단이다.