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빅데이터와 AI를 활용한 의료영상 정보 시스템 발전 방향에 대한 연구 (A Study on the Development Direction of Medical Image Information System Using Big Data and AI)

  • 유세종;한성수;전미향;한만석
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제11권9호
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    • pp.317-322
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    • 2022
  • 정보기술의 급격한 발달은 의료 환경에서도 많은 변화를 가져오고 있다. 특히 빅데이터와 인공지능(AI)을 활용한 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화를 견인하고 있다. 전자의무기록(EMR)과 의료영상저장전송시스템(PACS)으로 구성된 처방전달시스템(OCS)은 의료 환경을 아날로그에서 디지털로 빠르게 바꾸어 놓았다. PACS는 여러 솔루션과 결합하여 호환, 보안, 효율성, 자동화 등 새로운 발전 방향을 보여주고 있다. 그 중, 영상의 질적 개선을 할 수 있는 빅데이터를 활용한 인공지능(AI)과의 결합이 활발히 진행되고 있다. 특히 딥러닝 기술을 활용하여 의료 영상 판독을 보조할 수 있는 시스템인 AI PACS가 대학과 산업체의 협력으로 개발되어 병원에서 활용되고 있다. 이처럼 의료 환경에서 의료영상 정보 시스템의 빠른 변화에 맞추어 의료시장의 구조적인 변화와 이에 대처할 수 있는 의료정책의 변화도 필요하다. 한편, 의료영상정보는 디지털 의료영상 전송 장치에서 생성되는 DICOM 방식을 기본으로 하고, 생성하는 방법의 차이에 따라 Volume 영상, 단면 영상인 2차원적 영상으로 구분된다. 또한, 최근 많은 의료기관에서는 스마트 병원 서비스를 내세우며 차세대 통합 의료정보시스템의 도입을 서두르고 있다. 차세대 통합 의료정보시스템은 EMR을 바탕으로 전자동의서, AI와 빅데이터를 활용한 정밀의료, 외부기관 등을 통합한 솔루션으로 구축하며, 이를 바탕으로 환자 정보 DB 구축과 데이터의 표준화를 통한 의료 빅데이터 기반의 의학 연구를 목적으로 한다. 우리나라의 의료영상 정보 시스템은 앞선 IT 기술력과 정부의 정책에 힘입어 세계적인 수준에 있으며, 특히 PACS 관련 프로그램은 의료 영상정보 기술에서 세계로 수출을 하고 있는 한 분야이다. 본 연구에서는 빅데이터를 활용한 의료영상 정보 시스템의 분석과 함께 의료영상 정보 시스템이 국내에 도입되게 된 역사적 배경을 바탕으로 현재의 흐름을 파악하고 나아가 미래의 발전 방향을 예측하였다. 향후, 20여 년 동안 축적된 DICOM 빅데이터를 기반으로 AI, 딥러닝 알고리즘을 활용하여 영상 판독률을 높일 수 있는 연구를 진행하고자 한다.

복합 미생물 배양기의 제어시스템 개발 (Development of control system for complex microbial incubator)

  • 김홍직;이원복;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.122-126
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    • 2023
  • 본 논문에서는 복합 미생물 배양기의 제어시스템을 제안하였다. 제안하는 제어시스템은 복합 미생물 배양기의 제어부, 통신부, 전원부, 제어시스템 등으로 구성된다. 복합 미생물 배양기의 제어부는 아날로그 신호와 디지털 신호의 변환, LCD 패널을 이용한 디스플레이, 수위센서, 온도센서, pH 농도센서 등과 같은 센서들의 신호 제어를 하도록 설계 및 제작한다. 사용하는 수위센서는 기존 수위센서가 거품과 같은 이물질 등으로 인해 측정이 어려운 문제점을 해결하고자 직진성이 우수한 IR 레이저 방식을 사용하여 정확한 수위 측정이 가능하도록 설계 및 제작한다. 온도센서는 열 저항 원리를 사용하여 측정함으로써, 높은 정확도와 누적 저항 오차가 없도록 설계하여 사용한다. 통신부는 2개의 LAN 포트와 1개의 RS-232 포트로 구성하여 복합 미생물 배양기에서 사용되는 LCD 패널, PCT 패널, 로드셀 컨트롤러 등의 신호를 제어부에 전달할 수 있도록 설계 및 제작한다. 전원부는 제어부와 통신부가 원활하게 동작할 수 있도록 24V, 12V 5V 등 3개의 전압 공급 단자로 구성하여 전원을 공급하도록 설계 및 제작한다. 복합 미생물 배양기의 제어시스템은 PLC를 사용하여 pH 농도센서, 온도센서, 수위센서 등의 센서값과 배양에 사용되는 써큘레이션 펌프, 써큘레이션 밸브, 로터리 펌프와 인버터 로드셀 등의 동작을 제어한다. 제안된 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인인증기관에서 실험한 결과는 수위 측정감도의 범위가 -0.41mm~1.59mm로, 물 온도의 변화 폭이 ±0.41℃로 현재 상용으로 판매되는 제품들 성능보다 우수한 성능으로 동작됨이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 효용성이 입증되었다.

조직배양(組織培養)에 의한 Marek 병(病) 병원체(病原體)의 연구(硏究) (CELL CULTURE STUDIES OF MAREK'S DISEASE ETIOLOGICAL AGENT)

  • 김우호
    • 대한수의학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.23-62
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    • 1969
  • 계백혈병(鷄白血病) 및 "계백혈병군(鷄白血病群)"속에 오래도록 포함(包含)되어 오든 Marek 병(病)은 오늘날 양계산업(養鷄産業)에 있어 가장 문제시(問題視)되는 질병(疾病)의 위치(位置)를 점(占)하고 있다. 신속(迅速)하고 대규모적(大規模的)인 양계산업(養鷄産業)의 발전(發展)과 더불어 이들 질병(疾病)에 의한 경제적손실(經濟的損失)은 막대(莫大)한 것이며 더구나 과거(過去) 수년(數年)에 걸쳐 구미(歐美)에서 급성형(急性型) Marek 병(病)이 출현(出現), 외연하므로서 Marek 병(病)은 가장 흥미(興味)있는 질병(疾病)의 하나로 등장(登場)하게끔 되었다. 지난 몇년동안에 이들 질병(疾病)에 관(關)하여 새롭고 의미(意義)있는 연구업적(硏究業績)이 이룩되었으며 그 중에서도 가장 중요(重要)한 진전(進展)은 지금(只今)까지 "계백혈병군(鷄白血病群)"이라는 한 묶음의 통칭(通稱)속에 포함(包含)되어오든 이들 신생물종양질환(新生物腫瘍疾患)이 두가지의 명백(明白)한 질병징후(疾病徵候)로 나누어진 사실(事實)일 것이다. 소견상(所見上) 유사(類似)한 종양(腫瘍)을 야기(惹起)하는 이들 질병(疾病)의 분리(分離)를 위한 첫째 근거(根據)는 물론(勿論) 그들의 병인(病因)의 차이(差異)에 의한 것이며, 이것은 또한 질병분류(疾病分類)에 있어 가장 중요(重要)한 관점(觀點)이 되는 것이다. 그러나 이와같은 분리(分離)를 위한 증명(證明)은 불과(不過) 일년여전(一年餘前) 각각(各各) 다른 Marek 병(病) 병인분리주(病因分離株)로, 영국(英國) 및 미국(美國)의 두 연구단(硏究團)이 독립적(獨立的)으로 동시(同時)에 조직배양(組織培養)에 의 하여 Marek 병(病) 병인(病因)의 가장 유력(有力)한 후보(候補)로서 한 herpes virus 를 발견(發見), 시현(示顯)하므로서 이루어졌다. 실상(實上) 1954 년(年) 이래(以來), 그 병인(病因)이 확실(確實)히 구명(究明)되지는 못하였지만 야외(野外)에서의 전염력(傳染力), 실험적전달시험등(實驗的傳達試驗等)에 의하여, 이 질병(疾病) myxovirus 에 의한 계백혈병(鷄白血病)과는 다른 징후(徵候)일것이라는 것이 여러 학자(學者)들에 의하여 주장(主張)되어 왔다. 조직배양(組織培養)에 의한 Marek 병(病) 병인(病因)의 확인(確認)이 비록 예비적실험단계(豫備的實驗段階)에 있기는 하나 본병(本病) 연구(硏究)의 한 큼직한 돌파구(突破口)를 이룩하였다고 불 수 있으며 따라서 Marek 병(病)과 herpes virus 와의 상호관계(相互關係)(병인(病因)으로서의)의 더 진전(進展)된 연구(硏究)가 시급(時急)히 요청(要請)되고 있는 것이다. 본실험(本實險)은 Marek 병(病) 병인(病因)을 검색분석(檢索分析)하기 위한 조직배양법(組織培養法)을 더욱 진전(進展)시키므로서 GF 정형(定型) Marek 병(病)(Keny et al., 1964)과 CR-64 급성형(急性型) Marek 병(病)(Staples, 1964)의 병인(病因)을 구명(究明)하여 그 분리병인주(分離病因株)의 특성(特性)을 분석(分析), 또한 숙주(宿主)-세포간(細胞間)의 상호관계(相互關係)를 밝히고 더 나아가 Marek 병(病)의 각각(各各) 다른 분리주간(分離株間) 병인(病因)의 차이여부(差異如否), 또는 후보병인(候補病因)으로서의 herpes virus의 타당성(妥當性)을 검토(檢討)코져 시행(施行)되었으며, 다음과 같은 실험결과(實驗結果)를 얻었다. GF 정형(定型) 및 CR-64 급성형(急性型) Marek 병(病) 감염계신세포(感染鷄腎細胞)의 일차적(一次的) 단층(單層)(막(膜))배양세포(培養細胞)에 있에서 병인(病因)에 virus 의 증식(增殖)은 뚜렷이 변형(變形)된 종양세포화(腫瘍細胞化)(원형화(圓形化)병소(病巢)의 형성(形成)으로 나타났으며 이 종양(腫瘍))(암(癌))세포화병소(細胞化病巢) 형성(形成)의 특성(特性)은 감염(感染)된 배양세포(培養細胞)(탈락(脫落)시킨)를 비감염신세포단층배양(非感染腎細胞單層培養)에 가(加)하므로서(접종(接種)) 규칙적(規則的)으로 전달(傳達)(계대(繼代))되었다. 또한 계태아간(鷄胎兒肝) 및 신경교배양세포(神經膠培養細胞)에도 종양세포화특성(腫瘍細胞化特性)이 계대(繼代)될수 있었으나 정상계태아섬유세포배양(正常鷄胎兒纖維細胞培養)에 감염(感染)된 신배양세포(腎培養細胞)를 접종(接種)하였을 때는 아무런 세포변성(細胞變成)(CPE)을 확인(確認)할수 없었다. 또한 양형(兩型)의 Marek 병(病) 감염계(感染鷄)로부터의 전혈(全血) 및 buffy coat(말초백혈구일혈수(末梢白血球一血數)) 부유액(浮游液)을 정상(正常) 계신배양세포(鷄腎培養細胞)에 접종(接種)하므로서도 똑같은 세포변성(細胞變性)을 나타내었으나 다만 이 경우에는 그 병소수(病巢數)는 직접(直接) Mirek 병리환계(病罹患鷄)로부터 취(取)한 신세포배양(鷄腎細胞培養)에 비(比)하여 훨씬 적은 수(數)로 나타났다. 실상(實上) 조직배양상(組織培養像)에 관(關)한 한(限) Marek 병(病)의 GF 정형분리병인주(定型分離病因株)와 CR-64 급성형분리병인주간(急性型分離病因株間)에는 아무런 差異點을 발견(發見)할 수 없었다. 이와같은 특성(特性)을 갖는 감염병인(感染病因)은 극도(極度)의 세포결합성(細胞結合性)을 지니고 있었으며 본실험조건하(本實驗條件下)에서는 종속(從屬)되어있는 세포(細胞)들로부터 감염상태(感染狀態)의 병인(病因)을 분리(分離)하는 것은(유리병인(遊離病因)) 불가능(不可能)하였으며, 따라서 계대(繼代)(전달(傳達))접종물(接種物)은 항시(恒時) 세포함유물(細胞含有物)이 였다. 배양세포(培養細胞)에 있어서의 변성(變性)은, 비종양황기(非腫瘍荒起) virus 에 의한 점진적(漸進的)으로 이루어지는 세포변성(細胞變性)인 plaque 인 것 보다 오히려 종양황기(腫瘍荒起) virus 에 의한 특이적세포변형병소(特異的細胞變形病巢)(focus)로 보여졌으며 그 양상(樣相)은 여러가지 관점(觀點)에서 계태아섬유농배양세포상에서의 Rous sarcoma virus 의 그것에 유이(類似)하였다. 본(本) 병인(病因)의 병소분석(病巢分析)은 접종(接種)된 감염세포농도(感染細胞濃度)와 계수(計數)된 원형화병소간(圓形化病巢間)에 고도(高度)의 직선상관관계(直線相關關係)를 표시(表示)하였다. 양(兩) 분리병인주감염신배양세포(分離病因株感染腎培養細胞)의 이화학적(理化學的) 처리(處理)에 의한 특성분석(特性分析), 핵내봉입체(核內封入體)의 형성(形成)과 감별염색법(鑑別染色法) 및 세포화학적처리(細胞化學的處理)에 의한 virus 의 핵산형판별등(核酸型判別等)은 이들 원형화병소형성능력(圓形化病巢形成能力)을 지닌 분리병인주(分離病因株)의 성상(性狀)이 B 군(群) herpes virus의 그것과 극(極)히 유사(類似)함을 나타내었으며, 그 외(外)에 여러가지 분석방법(分析方法)에 의하여 이 병인(病因)들이 계백혈병(鷄白血病)/육종군(肉腫群) virus 들 및 PPLO들과는 전연(全然) 상관관계(相關關係)가 없음이 밝혀졌다. 감염신배양세포(感染腎培養細胞)의 음성염색법(陰性染色法)에 의한 전자현미경관찰(電子顯微鏡觀察)은 herpes virus 양(樣)특성(特性)을 갖춘 vius 입자(粒子)들을 밝혀 내었으며 또한 감염신배양세포(感染腎培養細胞)의 무(無) 백혈병(白血病)/Marek 병(病) 감수성계추(感受性鷄雛)로의 접종결과(接種結果)는 Marek 병(病)의 특이적병변(特異的病變)을 계추(鷄雛)에 발현(發現)시켰으며, 살처분후(殺處分後) 핵(該) 계추(鷄雛)들로부터의 신조직배양(腎組織培養)에 있어서도 명확(明確)한 세포변형(細胞變形)에 의한 병소형성(病巢形成)(암세포화(癌細胞化))특성(特性)을 훌륭히 재현(再現)시켜 주었다. 이와같은 실험결과(實驗結果)로서 배양세포(培養細胞)를 괴사(壞死)시키지 않고 변형(變形)(transfermation) 시키는 능력(能力)을 지닌 이들 분리주(分離株)는 Marek 병(病) 병인(病因) 그것이며, 다분(多分)히 B 군(群) herpes virus 에 속(屬)하는 한 멤버일(一)임이 단정(斷定)되었으며, 또한 이들 virus 군(群)의 어떤 것들은 고도(高度)의 종양양기특성(oncogenicity) 을 지니고 있을 것으로 추정(推定)되었다.

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해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당에 미치는 영향 (Cellular Energy Allocation of a Marine Polychaete Species (Perinereis aibuhitensis) Exposed to Dissolving Carbon Dioxide in Seawater)

  • 문성대;이지혜;성찬경;최태섭;이규태;이정석;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.9-16
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    • 2013
  • 해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당(CEA, cellular energy allocation)에 미치는 영향을 알아보고자 0.39(대조구=390 ppmv), 3.03 (=3,030 ppmv), 10.3 (=10,300 ppmv), 그리고 30.1 (=30,100 ppmv) mM의 이산화탄소 농도를 갖는 해수에 청충을 7일간 노출하여 세포 에너지와 세포 전자전달체계(ETS, electro transport system) 활성을 분석하였다. 실험생물의 지질, 당질, 그리고 단백질 함량과 ETS로부터 에너지 소비율을 계산하여 CEA를 산출한 결과 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 CEA가 감소하였다. 지질의 경우 이산화탄소 농도가 증가 할수록 지질함량도 증가하였으며, 당질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서 가장 낮고 10.3 mM인 실험구에서 일부 증가하였으나 가장 높은 농도에서는 다시 감소하는 경향을 보였다. 단백질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서는 영향이 없었지만, 10.3 mM 이상의 농도에서부터 유의한 수준의 CEA 감소가 나타났다. 에너지 소비율은 이산화탄소 최고 농도에서만 유의한 증가 현상이 나타났지만, CEA는 대조구와 비교해 3.03 mM의 실험구부터 감소하였다. 이산화탄소는 해수중 pH를 낮추어 시험생물에 스트레스를 증가시키고, 세포내 에너지 할당변화에 영향을 미친 것으로 판단된다. 해산 갯지렁이를 이용한 CEA 평가결과는 대기 중 이산화탄소의 증가 또는 이산화탄소 저감을 위해 추진되고 있는 해양 지중저장사업 과정에서 누출된 이산화탄소의 해양생태계 위해성을 예측하는 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

염화칼슘 농도에 따른 복자기의 생장 및 생리적 반응 특성 (The responses of Growth and Physiological traits of Acer triflorum on Calcium Chloride ($CaCl_2$) Concentration)

  • 권민영;김선희;성주한
    • 한국환경생태학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.500-509
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    • 2014
  • 겨울철 눈이 내린 도로의 동결을 방지하기 위해 염화칼슘을 제설제로 사용하는데 이것은 용해되어 도로주변의 수목에 피해를 줄 수 있다. 본 연구는 겨울철 제설제로 이용되는 염화칼슘 처리에 따른 복자기의 생장과 생리적 반응을 알아보기 위해 생장 특성, 광색소함량, 광합성 효율, 엽록소형광반응을 측정하고 식물체 및 토양 분석을 하였다. 실험구는 무처리(대조구), 9mM(0.5%), 18mM(1.0%), 54mM(3.0%)의 총 4개의 처리구로 나누어 용해액을 신초가 나기 전, 일주일 간격으로 2회 500ml씩 살포하였다. 염화칼슘 처리 결과, 처리 후 30일째 염화칼슘 농도가 증가함에 따라 0.5% 처리구부터 총엽록소함량, 광합성율, 증산율, 기공전도도, 광계 II활성이 감소하였고 특히 3.0% 처리구에서 두드러졌다. 반면, 엽록소a/b는 염화칼슘 농도가 높아짐에 따라 증가하였고 수분이용효율은 1.0% 처리구에서부터 증가하였다. 처리 후 50일째 3.0% 처리구는 고사하여 측정할 수 없었고, 모든 처리구에서 대조구에 비해 엽록소a, 엽록소b, 총엽록소함량, 광계II활성, 광계II광화학효율이 감소하였다. 이러한 결과는 $Ca^{2+}$$Cl^-$이 잎과 토양에 축적되어 수분의 흡수와 전자전달의 방해에 기인한 것으로 염화칼슘 처리구에서 수고생장율의 50% 이상 저하를 가져왔다. 염화칼슘의 처리 농도와 시기에 따른 차이는 있었지만 모든 염화칼슘 처리구에서 생장율은 감소하고 생리적 활성은 둔화되었고 이는 시간이 경과함에 따라 심해졌다.

식도암 치료용 $^{166}Ho$-Stent 개발 (Development of $^{166}Ho$-Stent for the Treatment of Esophageal Cancer)

  • 박경배;김영미;김경화;신병철;박응우;한광희;정영주;최상무;이종두
    • 대한핵의학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.62-73
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    • 2000
  • 목적: 식도암은 종양자체 혹은 주위조직의 침범으로 인한 식도 내강의 협착으로 음식물 섭취가 곤란하고 이에 따른 영양결핍, 면역력 약화등으로 생존율이 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 좁아진 식도 내강을 넓혀줄 뿐만 아니라 종양에 방사선 치료도 병행할 수 있는 새로운 형태의 식도암 치료용 방사성 stent를 개발하고자 한다. 대상 및 방법: ${\ulcorner}$하나로${\lrcorner}$ 연구로를 이용하여 금속 stent 외부를 $^{166}Ho$ 동위원소가 함유된 원통형의 방사성슬리브로 덮어 씌운 방사성 stent 어셈블리($^{166}Ho$-SA)를 전 방사능화법과 후 방사능화법에 의하여 제조하였다. 결과: 폴리우레탄 :매트릭스 내에 함유되어 있는 $^{165}Ho(NO_3)_3$$^{166}Ho(NO_3)_3$의 분포도를 전자현미경 사진과 자가방사기록법으로 확인한 결과 이들 화합물이 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있었다. 식도의 구조적 특성을 고려한 전산용 기하학적인 모델을 개발하여 식도벽에 전달되는 흡수선량을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 방사성 stent를 황견을 대상으로 식도부위에 삽입한 결과 육안적으로 점막층의 함몰이 일어나 식도내강이 넓어짐을 확인할 수 있었다. 결론: 금속 stent 외부에 $^{166}Ho$ 동위원소가 함유된 얇은 원통형 sleeve를 덮어씌워 균일한 방사선을 방출할 수 있는 방사성 stent를 개발하였으며, 이를 좁아진 식도부위에 삽입하면 물리적 압력에 의한 식도 내강의 확장과 함께 서서히 방사선 효과에 의해 종양괴사를 유도함으로 시간이 지남에 따라 종양 크기의 증대에 의한 이차적 폐쇄를 현저히 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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배양된 흰쥐 담관 섬유모세포에 대한 간흡충 분비배설 물질의 영향 (Effect of Clonorchis sinensis Excretory-secretory Product on the Cultured SD Rat Bile Duct Fibroblast)

  • 권정남;민병훈;이행숙;김수진;주경환
    • Applied Microscopy
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    • 제39권2호
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    • pp.117-124
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    • 2009
  • 간흡충(Clonorchis sinensis)은 우리나라에서 높은 감염률(2.9%)을 나타내는 기생충으로(KAHP, 2004), 간흡충에 감염된 담관은 간흡충의 흡반에 의한 물리적 자극과 대사산물 및 분비물 등의 화학적 자극에 의해 담관염이 일어나고, 간흡충이 성장할 때 충체 주위의 담관 상피세포의 증식, 탈락, 담관 주위의 염증 및 섬유화가 일어난다. 담관 점막에 분포하는 섬유모세포는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서 세포질돌기들이 잘 발달된 형태적 특징이 있으며, 세포질 내에 세포의 형태 유지, 신호전달, 인접세포와의 연접 등에 관여한다. 또한 조직을 발달시키고, 조직이 손상된 부위에서 콜라겐 층을 형성하여 손상된 조직이 복구되도록 하기도 한다. 상처의 반흔(scar) 형성과 지방축적, 염증(inflammation) 발생 과정에서 섬유모세포의 작용이 제대로 조절되지 못하면 섬유증(fibrosis)이 발달하게 된다는 연구 보고도 있다. 본 연구에서는 정상 흰쥐에서 분리된 담관 섬유모세포와 간흡충 감염 흰쥐에서 분리된 담관 섬유모세포를 배양하고, 각각의 실험군에 간흡충 분비배설 물질(Cs excretory-secretory product, ESP)을 첨가하여 배양하였다. 배양된 섬유모세포의 미세구조 변화와 세포 표면에 존재하는 sialic acid 및 actin의 분포를 전자현미경으로 관찰하여, 간흡충 감염에 따른 섬유모세포의 변화 및 간흡충 분비배설 물질의 자극에 따른 섬유모세포의 변화를 관찰하여 흰쥐의 담관 섬유모세포와 간흡충 감염과의 연관성을 알아보고자 하였다. 정상 흰쥐 담관에서 분리한 섬유모세포(G1)에 비하여 간흡충에 감염된 흰쥐 담관에서 분리한 섬유모세포(G2)와 간흡충 분비배설 물질을 첨가하여 배양한 섬유모세포(G1-1, G2-1)의 증식속도가 느린 것이 확인되었다. 세포질돌기의 수는 간흡충에 감염된 흰쥐의 담관으로부터 분리된 섬유모세포(G2)에서 가장 많은 수가 관찰되었고, 배양배지에 분비배설 물질을 첨가하면 정상 담관의 섬유모세포에서도 세포질돌기가 증가하였다. 따라서 간흡충 대사물질은 섬유모세포의 세포질돌기형성을 촉진시키는 것으로 생각된다. 간흡충에 감염된 흰쥐 담관에서 분리한 섬유모세포(G2)의 소포체는 정상 담관에서 분리된 섬유모세포(G1)의 것에 비하여 감소하는 양상을 나타내었고, 여기에 분비배설 물질을 첨가하면 섬유모세포의 소포체가 증가하는 것이 관찰되었다. 그리고 세포표면에 분비되는 sialic acid는 주로 세포질의 소포낭 주변에서 관찰되었으며, 정상 섬유모세포(G1, G1-1)보다 감염된 섬유모세포(G2, G2-1)에서 증가하였다. Actin은 세포표면과 세포질돌기에서 주로 관찰되었으며, 정상 섬유모세포(G1, G1-1)보다 감염된 섬유모세포(G2, G2-1)에서 반응이 증가하였고, 간흡충 분비배설 물질을 첨가하면 G1-1은 반응이 증가하고, G2-1은 반응이 감소하는 것이 관찰되었다. 이상의 결과로 간흡충에 감염된 흰쥐 담관의 섬유모세포는 세포질돌기들이 매우 발달하며, actin단백과 sialic acid가 증가하여 세포변형을 초래하게 된다. 또한 간흡충 감염으로 손상된 담관의 섬유모세포로 구성된 결합조직은 정상으로 회복되지 않으며, 세포질 부피 및 세포질돌기의 증가는 이루어지지만 간흡충 대사물질의 영향으로 섬유모세포의 분열 및 성장 속도가 억제되는 것으로 확인되었다. 이 결과 간흡충 감염으로 손상된 숙주의 담관 결합조직과 섬유모세포들은 간흡충 대사물질에 의하여 변형을 일으키고, 세포 활성 및 증식이 저하되므로 팽대된 담관은 간흡충이 사멸된다 하더라도 원상회복이 불가능할 것으로 생각된다.

율무(Coix lacryma-jobi)의 제초제 Simazine에 대한 내성기구 (Tolerance Mechanism to Simazine in Coix lacryma-jobi)

  • 마상용;김종석;전재철
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.37-43
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    • 1997
  • 율무의 simazine에 대한 내성이 GSH와의 conjugation에 의한 약제의 불활성화 반응에 기인하는지 여부를 검정하기 위하여 화본과 작물인 옥수수와 비교하여 약제의 흡수 및 대사속도, GSH 함량 및 GST 활성, GST isozyme의 발현 양상 및 작용점에서의 약제에 대한 감수성의 차이를 조사하였다. 율무와 옥수수 모두 배양액중에 포함된 simazine에 대하여 약제처리 초기부터 빠른 흡수를 보였으며, 처리 12시간 후에는 두 초종 간의 흡수속도에 있어서 차이가 인정되지 않았다. 율무에 흡수된 simazine은 GSH-simazine conjugate의 형태로 신속히 대사되었으며, 특히 약제처리 $1{\sim}6$시간 까지의 처리 초기에는 율무에서의 대사속도가 옥수수에 비하여 약 2배정도 빠르게 나타났다. 두 초종 모두 초엽부에서 가장 높은 GSH 함량 분포를 보였다. 초종별로는 율무에서의 GSH 함량이 옥수수에 비하여 전반적으로 높게 나타났으며, 특히 율무의 초엽부와 근부에서 옥수수에 비하여 GSH함량이 각각 1.5배와 2.3배씩 높게 나타났다. GST[CDNB] 활성은 초종 간에 차이가 인정되지 않았으나, GST[simazine] 활성에 있어서는 옥수수에 비하여 율무의 모든 조직에서 약 2배 정도 높은 활성을 보였다. 두 초종 모두 지상부에서의 GST[simazine]활성이 근부에 비하여 $20{\sim}30%$ 정도 높게 나타났다. 율무와 옥수수에서 나타난 simazine에 대하여 특이성을 갖는 GST 활성의 차이를 이해하기 위하여 FPLC-anion exchange 컬럼을 이용하여 GST isozyme 활성을 조사하였다. 율무에 있어서 GST[CDNB] 활성을 보이는 1개 피크와 GST[simazine] 활성을 보이는 2개의 피크가 옥수수의 활성 피크와 같은 NaCl 농도범위에서 나타났으며, 이들의 활성은 옥수수에 비하여 높게 나타났다. 옥수수에서는 나타나지 않은 1개의 GST[simazine] 활성 피크가 율무에서 검출되었으며, 이 GST[simazine] 활성은 CDNB에 대하여 전혀 활성을 나타내지 않았기 때문에 율무에 simazine 특이성의 다른 GST isozyme이 존재함을 시사해 주고 있다. 율무와 옥수수의 완전 엽으로부터 추출한 엽록체 thylakoid막에 의한 전자전달 활성은 simazine $1{\sim}100\;{\mu}M$ 수준에서 매우 유사한 경향으로 억제되었다. 이상의 결과들은 율무의 simazine 내성이 흡수된 약제가 GSH와의 conjugation에 의하여 신속히 불활성화됨으로써 나타나며, 이러한 simazine 대사활성의 차이는 식물체에 내재하는 GSH 함량 및 GST 활성과 밀접한 상관성이 있음을 시사해 주고 있다.

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가잠 세포질다각체 바이러스의 유발, 간섭 및 병원성 증진현상에 의한 경난전달에 관한 연구 (Studies on the Transovarial Transmission of Cytoplasmic Polyhedrosis Virus with Reference to the Phenomena of Induction, Interference and Virulence Enhancement in the Silkworm, Bombyx mori)

  • 임종성
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.55-75
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    • 1974
  • 가잠에 있어서의 세포질다각체 바이러스의 경난전달감락을 구명하기 위하여 육각형 세포직다각체 바이러스를 전대잠에 접종하고 이에 감염된 자아의 교배조와 비감염된 자아의 교배에서 얻어진 대잠에 있어 유발현상의 차이, 유발.간섭현상의 차이를 관찰하고 분석하여 경난전달감염적 가능성을 밝혔다. 여기에서 얻어진 실험결과는 다음과 같다. 1. 이형 바이러스인 사각형 세포질다각체 바이러스에 의한 육각형 세포질다각체 바이러스의 유발실험에서 감염된 바이러스의 종류를 육각형의 단일감염과 육각형과 사각형의 혼합감염을 모두 기준삼을 때 감염자아겨배군에서는 대조군보다 40내지 60%가 더 높은 유발정도를 보였다. 2. formalin 첨식에 의한 육각형 세포질다각체 바이러스의 우발실험에서 육각형 세포질다각체 바이러에 의한 유발만을 기준 삼을 때 실험군은 대조군에 비햐여 40%의 높은 유발정도를 보였다. 이 실험에서 첨식한 2 또는 3%의 formalin농도는 우발정도에 있어서 차이를 가져오지 못했다. 3. 냉장처리에 의한 육각형 세포질다각체 바이러스의 유발실험에서 육각형 세포질다각체 바이러스에 의한 유발만을 기준삼을 때 실험군 대조군에 비하여 약 50%의 높은 유발정도를 보였다. 이 실험에서 적용한 12 또는 24시간의 첨식처리군간에 의의있는 차이가 인정되지 않았다. 4. 유발.간섭현상에 관한 실험에서 유발과 간섭되는 바이러스를 육각형 세포질다각체 바이러스에 국한시켰을 때 이차 바이러스인 사각형 세포질다각체 바이러스의 처리농도가 높아질수록 일차 바이러스인 육각형 세포질다각체 바이러스 량이 1$\times$$10^{8}$/ml에 이르러서는 대조군과 동일한 수준에 놓이게 되었다. 한편 유발과 간섭되는 바이러스를 사각형 세포질다각체 바이러스에 국한시켰을 때는 얕은 농도의 이차 바이러스는 유발된 일차 바이러스에 의하여 간섭받았고, 이차 바이러스 량이 1$\times$$10^{7}$ /ml에서부터 이차 바이러스에 감염된 가잠이 증가되었으나 대조군보다는 약 30%가 미달되는 감염률을 보였다. 5. 유발.병원성 증진현상에 간한 실험에서 유발과 증진되는 바이러스를 사각형과 육각형 세포질다각체 바이러스의 혼합감염 된것에 국한시켜 보면 이차 바이러스인 사각형 세포질다각체 바이러스의 농도가 높아져서 1$\times$$10^{7}$ /ml에 이르면 혼합감염은 최고도에 이르러 실험군과 대조군간의 차이는 40%를 넘게 되었다. 여기에서 대조군은 이차 바이러스의 농도과 관계없이 아무런 영향을 받지 않았다. 사사 : 이 연구를 수행함에 있어서 시종 지도해 주신 김낙정 교수님, 최병희 교수님 그리고 박광의 교수님께 심심한 사의를 드리며 본 논문이 완성될 수 있도록 노고를 아끼지 않고 지도하여주신 전윤성 교수님과 정길택 교수님께 또한 심심한 사의를 드립니다. 그리고 본 논문을 위한 실험을 수행함에 있어 전자현미경사용에 적극 협조해 주신 이순형 학형과 누에 사육시험을 도와 준 금근영, 임대준군에게 아울러 감사드립니다. 본 실험에 공시한 세식질다각체 바이러스를 분양하여 주신 동경대학 농학부 도부인 교수님께 또한 감사드립니다.

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청색파장(靑色波長)영역이 결여된 태양광이 작물(作物)의 생산성(生産性) 및 내냉성(耐冷性)의 향상에 미치는 효과 II. 미토콘드리아막(膜)의 인지질불포화도(燐脂質不飽和度)의 증가 (Effect of Blue Color-deficient Sunlight on the Productivity and Cold Tolerance of Crop Plants II. On the unsaturation of mitochondrial phospholipid)

  • 정진;김창숙
    • 한국환경농학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.149-155
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    • 1986
  • 청색광(靑色光)파장영역이 결여된 태양광하에서 재배된 작물(광질(光質)처리구)의 잎에서 분리한 인지질(燐脂質)과 미토콘드리아막(膜)에서 분리한 인지질의 지방산조성(組成)의 특성을 지방산 부포화도(不飽和度)(지질분자당(當) 이중결합(二重結合)수)로서 조사하고 백색자연광(白色自然光)하의 작물(대조구(對照區))의 그것과 비교하였다. 공시(供試)된 작물(오이, 호박, 고추, 토마토)에서 공(共)히 광질처리구의 미토콘드리아가 대조구보다 최저 8%(토마토) 최고 49%(오이)의 지방산불포화도증가율($4%{\sim}8%$, 광질(光質)처리구/대조구(對照區))를 훨씬 상회하였다. 이러한 관찰사실은 청색광(靑色光)이 세포생체막(生體膜)의 화학적(化學的) 특성(特性)에 미치는 효과는, 지질지방산의 불포화도에 관한한, 주(主)로 미토콘드리아막(膜)에서 일어났음을 시사한다. 미토콘드리아막의 지방산불포화도가 세포생체막 전체의 평균지방산불포화도보다 현저히 낮은 것을 확인하고, 이것은 미토콘드리아막(膜)에서 전자전달과정(電子傳達過程)의 부반응(副反應)과 청색광에 의한 photosensitized reaction에 의해 각각 생성되는 산화력이 강한 산소화학종(化學種)(특히 oxygen super radical;$O_2-$)에 의한 불포화지방산의 산화적(酸化的) 파괴의 결과라고 해석하였다. 따라서 청색광의 제거는 최소한 photosensitized reaction에 의한 $O_2-$의 생성만은 줄일수 있으므로, 상기 광질처기구에서 나타난 지방산분석결과는 지용성 항산화제(抗酸化劑)(${\alpha}-tocopherol$) 수준의 증가($6{\sim}13%$, 광질처리구/대조구)는 청색광이 유발하는 photodynamic action의 존재를 간접적으로 시사하는 자료가 되었다.

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