• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.551-557
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• 2014

In this study, we demonstrated multimodal nonlinear optical (NLO) microscopy integrated simultaneously with two-photon excitation fluorescence (TPEF), second-harmonic generation (SHG), and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) in order to obtain targeted cellular and label-free images in an immunofluorescence assay of the atherosclerotic aorta from apolipoprotein E-deficient mice. The multimodal NLO microscope used two laser systems: picosecond (ps) and femtosecond (fs) pulsed lasers. A pair of ps-pulsed lights served for CARS (817 nm and 1064 nm) and SHG (817 nm) images; light from the fs-pulsed laser with the center wavelength of 720 nm was incident into the sample to obtain autofluorescence and targeted molecular TPEF images for high efficiency of fluorescence intensity without cross-talk. For multicolor-targeted TPEF imaging, we stained smooth-muscle cells and macrophages with fluorescent dyes (Alexa Fluor 350 and Alexa Fluor 594) for an immunofluorescence assay. Each depth-sectioned image consisted of $512{\times}512$ pixels with a field of view of $250{\times}250{\mu}m^2$, a lateral resolution of $0.4{\mu}m$, and an axial resolution of $1.3{\mu}m$. We obtained composite multicolor images with conventional label-free NLO images and targeted TPEF images in atherosclerotic-plaque samples. Multicolor 3-D imaging of atherosclerotic-plaque structural and functional composition will be helpful for understanding the pathogenesis of cardiovascular disease.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권1호
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• pp.15-21
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• 2013

We previously observed that Bacillus subtilis spores from sspE mutants presented a lower germination capacity in media containing high salt concentrations (0.9M NaCl). This deficiency was attributed to the absence of SASP-E (gamma-type small-acid-soluble protein), rich in osmocompatible amino acids released by degradation. Herein we observed that, in addition, this mutant spore presented a reduced capacity to use L-alanine as germinant (L-ala pathway), required longer times to germinate in calcium dipicolinate ($Ca^{2+}$-DPA), but germinated well in asparagine, glucose, fructose, and potassium chloride (AGFK pathway). Moreover, mild sonic treatment of mutant spores partially recovered their germination capacity in L-ala. Spore qualities were also altered, since sporulating colonies from the sspE mutant showed a pale brownish color, a higher adherence to agar plates, and lower autofluorescence, properties related to their spore coat content. Furthermore, biochemical analysis showed a reduced partition in hexadecane and a higher content of $Ca^{2+}$-DPA when compared with its isogenic wild-type control. Coat protein preparations showed a different electrophoretic pattern, in particular when detected with antibodies against CotG and CotE. The complementation with a wild-type sspE gene in a plasmid allowed for recovering the wild-type coat phenotype. This is the first report of a direct involvement of SASP-E in the spore coat assembly during the differentiation program of sporulation.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권4호
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• pp.373-382
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• 2015

Fura-2 analogs are ratiometric fluoroprobes that are widely used for the quantitative measurement of [$Ca^{2+}$]. However, the dye usage is intrinsically limited, as the dyes require ultraviolet (UV) excitation, which can also generate great interference, mainly from nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) autofluorescence. Specifically, this limitation causes serious problems for the quantitative measurement of mitochondrial [$Ca^{2+}$], as no available ratiometric dyes are excited in the visible range. Thus, NADH interference cannot be avoided during quantitative measurement of [$Ca^{2+}$] because the majority of NADH is located in the mitochondria. The emission intensity ratio of two different excitation wavelengths must be constant when the fluorescent dye concentration is the same. In accordance with this principle, we developed a novel online method that corrected NADH and Fura-2-FF interference. We simultaneously measured multiple parameters, including NADH, [$Ca^{2+}$], and pH/mitochondrial membrane potential; Fura-2-FF for mitochondrial [$Ca^{2+}$] and TMRE for ${\Psi}_m$ or carboxy-SNARF-1 for pH were used. With this novel method, we found that the resting mitochondrial [$Ca^{2+}$] concentration was $1.03{\mu}M$. This $1{\mu}M$ cytosolic $Ca^{2+}$ could theoretically increase to more than 100 mM in mitochondria. However, the mitochondrial [$Ca^{2+}$] increase was limited to ${\sim}30{\mu}M$ in the presence of $1{\mu}M$ cytosolic $Ca^{2+}$. Our method solved the problem of NADH signal contamination during the use of Fura-2 analogs, and therefore the method may be useful when NADH interference is expected.

• Korean Journal of Ophthalmology
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• 제32권6호
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• pp.459-469
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• 2018

Purpose: To evaluate changes in the peripapillary retinal nerve fiber layer (RNFL) thicknesses using spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) in hydroxychloroquine (HCQ) users. Methods: The medical records of HCQ users were retrospectively reviewed. In these HCQ users, an automated perimetry, fundus autofluorescence photography, and SD-OCT with peripapillary RNFL thickness measurements were performed. The peripapillary RNFL thicknesses were compared between the HCQ users and the control groups. The relationships between the RNFL thicknesses and the duration or cumulative dosage of HCQ use were analyzed. Results: This study included 77 HCQ users and 20 normal controls. The mean duration of HCQ usage was $63.6{\pm}38.4$ months, and the cumulative dose of HCQ was $528.1{\pm}3.44g$. Six patients developed HCQ retinopathy. Global and six sectoral RNFL thicknesses of the HCQ users did not significantly decrease compared to those of the normal controls. No significant correlation was found between the RNFL thickness and the duration of use or cumulative dose. The eyes of those with HCQ retinopathy had temporal peripapillary RNFL thicknesses significantly greater than that of normal controls. Conclusions: The peripapillary RNFL thicknesses did not change in the HCQ users and did not correlate with the duration of HCQ use or cumulative doses of HCQ. RNFL thickness is not a useful biomarker for the early detection of HCQ retinal toxicity.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권1호
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• pp.69-84
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• 1997

배경 : 폐암은 13%만이 완치할 수 있는 예후가 불량한 질환으로 조기진단이 중요한 것으로 알려져 있다. 상피내암이나 미세침윤성 기관지암 등의 조기폐암은 조기에 효과적으로 치료할 수 있어 그 진단이 중요하며, 최근에는 전구암 병변도 조기에 진단 가능하므로써 그 예방적인 치료가 시도되고 있다. 조기진단을 위한 객담 세포진 검사나 기존의 기관지 내시경검사는 조기폐암과 전구암 병변에 대한 진단율이 떨어져 진단에 어려운 실정이다. 최근에는 정상과 암세포의 자기형광 (autofluorescence)을 이용한 형광 기관지 내시경(lung imaging fluorescence endoscope device : LIFE)을 통하여 조기 폐암과 전구암 병변의 진단에 효과적인 것으로 알려져 있다. 목적 : 본 연구는 기존의 내시경을 시행하는 환자를 대상으로 형광기관지 내시경 검사를 시행하여 기관지 점막에 이상이 있는 경우 조직검사를 통하여 두 검사 사이에 민감도와 특이도의 차이를 비교하였다. 방법 : 대상환자는 총 35명으로 평균연령 59.3(27-77)세였으며, 남자 26명, 여자 9명이었다. 흉부 방사선상에 폐암 환자 9명, 폐구엽성 무기폐환자 4명, 폐렴환자 3명, 객담에서 악성세포 양성을 보인 2명, 원인 모르는 흉수 환자 2명, 혈담환자 9명, 만성 기침환자 6명이였다. 대상환자 중 악성종양으로 진단된 환자는 15명이였으며, 기존의 백색빛 광원의 기관지 내시경검사와 형광 기관지 내시경 검사를 시행하였으며, 두 검사에 중에 한 검사에서도 이상병변이 있는 경우 조직검사를 시행하여 총 79조직을 얻어 두 검사간에 민강도와 특이도를 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과 : 1) 총 79조직은 정상조직이 8, 상피세포 증식이 21, 상피세포의 이형성이 23, 침윤성 폐암이 27조직이었다. 2) 상피세포의 이형성인 23조직에서 백색빚 기관지내시경은 14조직에서 양성으로 60.9 % 였으나, LIFE는 19조직에서 양성으로 82.6 %로 높은 경향을 보였다. 3) 27조직의 침윤성 폐암에 대한 백색빛 기관지내시경는 27조직 모두 양성(100%)인 반면에, LIFE는 19조직이 양성으로 70.3 %의 양성율을 나타냈다. LIFE에서 음성으로 보인 8조직의 침융성 폐암은 선암 7조직 중 3조직, 소세포암 8조직 중 5조직이었으며, 이들은 모두 상피조직은 정상이나 암조직이 점막이하에 침윤되어 있었던 조직이었다. 반면에 상피조직에 이상이 있던 7조직의 편평상피 세포암 조직, 1조직의 대세포암, 2조직의 유암과 2조직의 전이성 앙은 모두 양성이었다. 결론 : 이상의 결과로 LIFE는 전구암 병변과 기관지 기관지 폐암증에 상피세포에 이상이 있는 기관지 폐암의 진단에는 백색빛 기관지내시경보다 민감도가 높아 기관지 상피세포에 이상이 있는 전구암 병변과 조기폐암에는 유용할 것으로 사료되나, 기관지 폐암중에 정상의 기관지 점막하에 칩윤하는 기관지 폐암의 진단에는 한계가 있을 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.138-146
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• 2018

광역학치료는 질병을 치료함에 있어 전이가능성과 부작용이 매우 적고 국부적인 종양의 제거가 가능하다는 장점을 갖는 치료방법이다. 광역학치료에서는 빛 에너지를 흡수하여 세포 독성을 띠는 활성산소를 생성하는 감광제가 필수적이다. 하지만 일반적인 감광제는 가시광선을 광원으로 사용하므로 이에 따른 부작용 및 치료효과의 한계가 존재한다. 이러한 이유로 가시광선 대신 근적외선을 광원으로 사용할 수 있는 업컨버전 나노입자가 질병진단 및 치료 분야에서 주목을 받고 있다. 업컨버전 나노입자는 세포 독성 및 광원에 의한 부작용이 적고, 광원의 조직 내 높은 투과율 및 낮은 자가형광 등의 장점을 가지고 있다. 근적외선 업컨버전을 광역학치료에 활용하기 위해서는 근적외선을 흡수하는 업컨버전 나노입자를 활성산소를 생성시키는 감광제와 결합시켜야 한다. 나노입자에 결합된 감광제는 나노입자로부터 빛 에너지를 흡수하고 이를 주위의 산소에 전이시켜 활성산소를 생성한다. 뿐만 아니라 질병의 치료 효율은 업컨버전 나노입자의 표면을 개질하거나 항암 약물의 첨가, 또는 광열치료와의 결합을 통해 더욱 향상시킬 수 있다. 본 총설은 업컨버전 나노입자를 이용한 광역학치료와 이를 이용한 질병 치료 효과 향상에 대한 최근의 연구결과를 바탕으로 서술하였다.

• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.344-349
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• 2008

이 논문에서는 신생아와 노인 유래의 섬유아세포들의 노화의 특징들을 비교하여 사람의 나이와 세포의 수명 및 세포 형질의 관계에 대해 연구하였다. 본 연구의 결과는 비록 한가지의 노인세포에 대해 얻어진 것이기는 하지만 다음과 같은 세 가지 중요한 가능성을 제시한다. 첫째로, 노인에서 유래한 섬유아세포의 증식속도가 신생아 유래의 세포에 비해서 느릴 가능성이 있다. 이러한 결과는 실제로 노인 신체에 존재하는 세포가 신생아에 존재하는 세포에 비해 낮은 속도로 증식할 가능성을 시사하는 것으로서, 노인에서 관찰되는 조직실질의 감소 원인을 설명하는 자료가 될 수 있겠다. 둘째로, 노인 유래 섬유아세포의 early passage 세포가 신생아 유래의 세포의 early passage 세포와 동일하게 낮은 수준의 SA ${\beta}-Gal$ 활성, autofluorescence, lysosome 함량, 그리고 활성산소 수준을 갖고 있었다. 이 점은, early passage 때의 세포가 보이는 형질이 신체에 존재하는 세포의 상황과 크게 다르지 않다고 가정할 때, 노인 신체의 조직에 존재하는 세포들이 신생아의 세포와 유사한 상태로 존재할 가능성을 시사하는 것이다. 즉, 노인 신체에서는 in vitro 노화세포에서 나타나는 수준의 세포노화가 일어나 있지 않다는 것이다. 셋째, 노인세포가 노화했을 때는 신생아세포의 경우와 거의 동일한 수준의 활성산소, lysosome, SA ${\beta}-Gal$ activity 증가를 보이고 있었는데, 이는 노인 유래의 세포가 in vitro 배양 시 신생아 유래의 세포보다 더 심하거나 또는 빠른 산화적 손상이나 세포학적 변화를 겪지는 않는다는 것을 보여주는 것으로서, 세포가 보유한 항산화적 기능이 노인이 되면서 크게 약화되지는 않음을 시사하고 있다. 결론적으로 노인 유래의 세포는 세포증식 속도를 제외하면 대체로 신생아 때의 상태와 동일한 세포 내 상태를 갖고 있다고 결론 내릴 수 있겠다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권4호
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• pp.223-231
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• 2014

선박평형수를 통한 외래종 확산을 방지하기 위해 국제해사기구(IMO)에서는 2004년 선박평형수관리협약을 채택하였다. 이 협약에 따르면 앞으로 대부분의 선박들은 선박평형수 처리시스템을 통해서 해양 생물을 사멸 또는 제거시킨 후 배출해야 하며, 이는 플랑크톤의 생사판별방법을 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 국제적으로 선박평형수 처리후 생사판별법으로 널리 사용되고 있는 fluorescein diacetate assay (FDA) 염색방법의 제한성과 이의 대안으로 Neutral red (NR) 염색방법사용 가능성을 살펴보고자 하였다. FDA 염색법은 대부분의 플랑크톤 염색에 되어서 현재 가장 널리 사용되는 방법임에도 불구하고 본 연구에서는 Ditylum brightwellii 을 제외한 모든 식물플랑크톤 대해서 낮은 염색 효율(전체 평균 염색 효율 <50%)을 보였으며, 식물플랑크톤이 갖는 고유한 형광(적색)에 간섭을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 FDA는 형광파장에 노출된 후 빠르게 색이 바래지는 경향도 관찰되었다. 반면에 NR은 조사된 모든 동 식물플랑크톤 개체수에 대해서 90% 이상의 높은 염색 효율을 보였다. 두 염색법 모두 포르말린을 이용해서 사멸시킨 동 식물플랑크톤에 대해서는 염색이 되지 않았다. 본 연구결과를 통해서 NR 염색법을 이용한 동 식물플랑크톤 생사판별은 매우 효율적이라고 판단된다.

• 대한안과학회지
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• 제59권12호
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• pp.1190-1194
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• 2018

목적: 단안에 국소적으로 발생한 색소정맥옆망막맥락막 위축(pigmented paravenous retinochoroidal atrophy) 1예를 경험하여 이를 보고하고자 한다. 증례요약: 46세 여자 환자가 건강검진상에서 발견된 우안 망막 이상 소견으로 내원하였다. 나안시력은 양안 모두 1.0이었다. 세극등현미경으로 시행한 전안부 검사상 특이 이상 소견은 관찰되지 않았다. 안저검사상 우안의 상측 망막정맥을 따라 국소적으로 분포된 뼈 조각 모양의 색소침착이 동반된 망막맥락막위축 소견이 관찰되었다. 안저자가형광상 우안의 망막맥락막위축의 경계에서 다소 과형광을 보이면서 병변의 대부분은 저형광 소견을 보였다. 빛간섭단층촬영상 해당 병변은 망막색소상피층의 위축 및 뭉침이 혼재되어 있었고, 맥락막층에서 맥락막모세혈관층이 얇아진 소견을 보였다. 형광안저촬영상 병변 내 창문비침 및 형광차단이 혼재되어 관찰되었으며 이는 망막색소상피층의 위축 및 뭉침 부위와 일치하였다. 결론: 단안에 국소적으로 발생한 색소정맥옆망막맥락막 위축 1예를 경험하여 이를 국내 최초로 보고하는 바이다.