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베이지안 모델을 이용한 하구수생태계 부착돌말류의 생태 네트워크 (Ecological Network on Benthic Diatom in Estuary Environment by Bayesian Belief Network Modelling)

  • 김건희;박채홍;김승희;원두희;이경락;전지영
    • 생태와환경
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    • 제55권1호
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    • pp.60-75
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    • 2022
  • 베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

낙동강 하류수질의 계절적 변화 (Seasonal Variations of Water Quality in the Lower Part of the Nagdong River)

  • 김용관;심혜경;조학래;유선재
    • 한국수산과학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.511-522
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    • 1984
  • 낙동강 하류 수계는 농수산업을 비롯하여 각 산업의 용수 뿐만아니라 400만 부산시민의 상수 급수원으로서도 대단히 중요하다. 본 수계의 효율적인 활용을 위하여 하구언을 축조하고 있다. 그래서 본 연구는 하구언 설치 이전과 이후의 수질 변화에 대한 기초재료를 얻기 위하여 1983년 8월부터 1984년 7월까지 계절마다 2회씩 모두 8회에 걸쳐 15개 지점에서 총 시료 120개를 취하여 분석하였다. 이들 시료에 대한 수온, pH, 염소 ion 및 염분도, 화학적 산소 요구량, 전기전도도, 영양염류, 위생지표세균, microflora에 대한 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수온의 연간변화는 $-1.5{\sim}29.0^{\circ}C$로 컸으며, 봄철의 수온은 $10{\sim}15^{\circ}C$로서 겨울철보다 약 $10^{\circ}C$ 상승하였고, 가을철의 수온은 전 지점에서 $20^{\circ}C$ 부근으로 매우 안정되었다. 여름철에는 기온의 상승에 따라 $21{\sim}29^{\circ}C$로 높았다. 2. pH의 연간변화는 $6.68{\sim}8.50$이었으며, 평상시의 pH는 상부수역에서 하구쪽으로 향할수록 점증하였으며, 하구수역에서는 8에 가까웠다. 그러나 강우량이 많았던 직후에는 오히려 상부수역이 높고 하구수역이 낮아지는 반대현상이었다. 3. 염소 ion 농도의 변화범위는 $7.4{\sim}l.020.5$ mg/l로 지점별 차가 심하였다. 또, 염분또는 $1.05{\sim}33.01\%$로 넓은 범위로 분포되었다. 상부에 녹산 수문이 있는 제3수로는 $25.76{\sim}31.58\%0$으로 육수나 하천수의 영향을 많이 받고 있는 제1, 2수로보다 높은염도를 나타내며 안정되어 있다. 4. 화학적 산소 요구량의 변화범위는 $1.45{\sim}14.94$ mg/l였으며, 상부, 중부수역과 각 수로의 기점은 5mg/l 이상이었고, 하구수역은 수산 2급 기준치인3 ppm을 모두 초과하였다. 5. 전기전도도의 변화범위는 $1.360{\times}10^2{\sim}5.650{\times}10^4{\mu}{\mho}/cm$였으며, 상부수역에서 보다 하구수역에서 월등히 높았으며 강우량이 많을시에는 전 수역에서 낮은 값으로 나타났다. 6. 영양염류의 년중 변화범위는 $NO_2-N\;:\;0.008{\sim}0.040$ mg/l, $NO_3-N\;:\;0.038{\sim}5.253$ mg/l, $NH_4-N\;:\;0.100{\sim}2.685$ mg/l, $PO_4-P\;:\;0.003{\sim}0.084$ mg/l, $SiO_2-Si\;:\;0.154{\sim}6.123$mg/l였으며, 각종 염류는 일반적으로 상부, 중부수역에서 높은 농도였으나, 강우량에 육수나 강수에 의해 운반되어 하구수역에서 농도가 높아진다. 특히 하구수역에서 질소, 인화합물이 20년전에 비하여 $2{\sim}3$배 증가되고 있어 이차적인 환역오염이 우려 된다. 7. 대장균군 최확수의 분포범위는 $7.3{\sim}460,000/100ml$였으며, 금곡에서 을숙도 구간인 중부수역에서의 기하평균치는 $3,476{\sim}34,700/100ml$으로 극심한 오염도를 나타내었다. 이 수질의 여파와 장림천 괴정천에서 유입되는 오수로 제1수로의 수질은 $1.100{\sim}460,000/100ml$로 제 2수로 보다 5배나 심하게 오염되어 있었다. 분편계대장균 최확수의 분포범위는 $3.6{\sim}460,000/100ml$였으며, 대장균군에서와 같은 양상이었다. 장구균 최확수는 $0{\sim}46,000/100ml$의 분포범위로 분편계대장균과 같은 양상이었다. 8. 대장균군으로 분리 동정된 총 452균주중에서 Escherchia coli group은 127 균주로 $28\%$, Citrobacter freundii group은 82 균주로 $18\%$, Enterobacter aerogenes group이 141균주, $31\%$로 제일 많았으며, 분류되지 않은것이 $22\%$ 정도였다. 9. 생균수의 연간 변화폭은 $<30{\sim}1.2{\times}10^5/ml$였으며, 각 수역별로 위생지표세균이 변화하였던 것과 같은 양상이었다. 10. 본 수계에서 분리 동정된 세균 총 659 균주중에서 Pseudomonas 속이 279 균주($42\%$)로서 제일 많았으며, Flavebacterium cytophaga 속이 131균주($20\%$), Moraxella속이 72균주($12\%$) 순이었으며, Bacillus 속이 $0.3\%$으로 제일 낮은 빈도를 나타내었다.

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전복의 증식에 관한 연구 (STUDIES ON THE PROPAGATION OF ABALONE)

  • 변충규
    • 한국수산과학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.177-186
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    • 1970
  • 1. 1969년 10월에 전복 Haliotis discus hannai Ino를 재료로 하여 간출 자극에 의한 산란 유발 시험을 실시하여 다량의 수정란을 얻을 수 있었으며 수정율은 1차가 약 $50.0\%$ 2차가 약 $30.0\%$였다. 2. 산란시의 수온은$16.0^{\circ}\~23.0^{\circ}C$내외였으며 사육 수온 $14.0\~18.8^{\circ}C$범위에서 발생 경과시간은 Torcho-phore기(담륜자)까지는 약 22시간, Veliger기(피면자)까지는 약 34시간, 부유 유생기 까지는 $2.5\~3$일이 경과되었으며 7일 경가후부터 부착이 시작되어 9일째는 섬모가 없어지면서 부착이 완료되었다. 이어서 주구각이 생기기 시작하였고, 첫 호수공은 110일만에 생겼다. 3. 10웜 10일에 산란 부화한 유생의 성장크기는 15일만에 0.40mm로 크고, 49일만에 1.39 mm의 포복기 유생으로 자랐다. 첫 호수공은 110일만에 2.14 mm로 큰 후에 생겼으며, 월동이 끝나는 170일 만에는 5.20 inn로 크고 228일만에 10.00 mm로 자랐다. 그 월별 성장은 $L=0.9981\;e^{0.17659M}$의 관계식으로 표시된다. 4. 부유 유생의 사육 밀도는 약 10개/100cc 내외로 하였으며, 부착기는 $30\times20\;cm$ 크기의 굴곡이 있는 플라스틱 판을 사용한 결과 약 $10\~600$개가 부착하였으나 부착 직전에 넣은 것과 저면에 둔 것이 부착율이 양호하였다. 5. 부착 후의 폐사율은 주구각이 형성되는 10일 경과 후는 약 $8\%$가 폐사하였고, 수온이 $10^{\circ}C$로 하강하는 (28일 경과) 때는 $67.9\%$, 제 1호수공이 생기는 (110일 경과) 때는 $79.0\%$, 월동이 끝나는 170일 경과 후는 약 $87.0\%$가 폐사되어 생잔율은 약 $13.0\%$였다. 6. 초기 먹이인 Navicula sp.의 부착 성적은 표면 5cm 하에서는 17일이 경과한 후 $34.3\times10^4/cm^2$개체로 증가하였고 수면 45 cm하에서는 15일만에 $27.2\times10^4/cm^2$ 개체로 증가되었으며 저면인 85 cm하에서는 15일만에 $26.3\times10^4/cm^2$ 개체로 증가되었다. 7. 3.0 mm 크기의 새끼 전복의 1개월간의 전체 이동 저리는 11.36m였으며, $18:00\~21:00$ 사이가 52.2 이동율로서 가장 이동이 심하였다. 8. 2.0mm내외의 전복은 $0^{\circ}\~\;-1.8^{\circ}C$의 수온 범위에서 $16:00\~20:00$시까지는 1.15 cm의 이동이 $0:00\~08:00$시 까지는 0.1cm의 이동이 있었다. 9. 동해안 쪽인 포항 연안파 남해안 쪽인 여수돌산도아 흑산도에서 채집된 전복에 대하여 각장에 대한 과의 관계를 보면 돌산도산 $W=0.2479\;L^{2.5721}$, 흑산도산 $W=0.1001\;L^{3.1021}$, 포항산 $W=0.9632\;L^{2.0611}$의 식으로 표시되었고 해안 쪽의 포항산이 남해안산에 비하여 각장에 대한 체중의 증가가 완만한 것으로 보였다.

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계지복령환(桂枝茯笭丸) 및 그 구성약물(構成藥物)의 혈소판응집억제(血小板凝集抑制)에 관(關)한 연구(硏究) (Effect of Geijibokryunghwan and each constituent herb on inhibition of platelet aggregation)

  • 김종구;박선동;박원환
    • 동국한의학연구소논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.115-129
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    • 2000
  • 동물성(動物性) 지방섭취량(脂肪攝取量)의 증가(增加), 운동부족(運動不足), 비만(肥滿), 스트레스의 가중(加重), 고령화(高齡化)의 증가(增加) 등(等)의 원인(原因)으로 순환기계질환(循環器系疾患)의 발병률(發病率)이 증가(增加)하고 있으며, 이러한 순환기계질환(循環器系疾患)의 위험인자(危險因子)로서 혈전증(血栓症)이 중요(重要)하게 대두되고 있다. 특히 최근 문제시되고 있는 협심증(狹心症)이나 심근경새(心筋梗塞)등의 허혈성(虛血性) 심질환(心疾患)은 혈소판응집(血小板凝集)에 의해 일어나는 혈전형성(血栓形成)에 기인(起因)하고 있다. 한의학(韓醫學)에서 혈전증(血栓症)은 어혈(瘀血)의 범주(範疇)에 속(屬)하며, 어혈(瘀血)은 각종 병리적(病理的) 원인(原因)에 의해 발생한 전신성(全身性) 또는 국소성(局所性)의 혈액순환(血液循環) 장애(障碍) 또는 혈류정체(血流停滯)와 그에 수반되는 일련의 증후(症候)를 나타내며, 경계정충, 고창(鼓脹), 적취(積聚), 미하, 전광(癲狂), 중풍등(中風等)의 발병원인(發病原因)이 된다. 또한 어혈(瘀血)에 의한 각종 증후(症候)에는 활혈거어제(活血祛瘀劑) 또는 구어혈제(驅瘀血劑)등이 사용되고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 한의학(韓醫學)에서 어혈증(瘀血症)으로 야기(惹起)되는 여러 가지 증상(症狀)의 개선에 사용되는 구어혈제(驅瘀血劑)들의 혈소판응집(血小板凝集)에 미치는 영향을 검색하기 위하여 계지복령환(Geijibokryunghwan; GBH) 및 그 구성약물(構成藥物)을 사용(使用)하였다. 계지복령환은 "금궤요략" 에 있는 방(方)으로써 거사부상정(祛邪不傷正)하고 조기한열(調氣寒熱)하여 예로부터 구어혈제(驅瘀血劑)로 사용되어 왔다. 이에 계지복령환 및 그 구성약제(構成藥劑)의 ADP, AA 또는 collagen으로 유도되는 혈소판응집(血小板凝集)에 대하여 억제효과(抑制效果)를 탐색(探索)한 결과(結果), 계지복령환 및 개별(個別) 구성약물(構成藥物)의 혈소판응집억제작용(血小板凝集抑制作用)을 확인하였고, 혈소판응집(血小板凝集)으로 야기(惹起)되는 혈전증(血栓症)등에 계지복령환 및 개별(個別) 구성약물(構成藥物)은 매우 임상실험적(臨床實驗的) 응용가치(應用價値)가 있는 것으로 생각되었다.

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내독소에 의한 말초혈액 단핵구의 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ 유전자 발현에서 산소기 역할에 관한 연구 (Role of Oxygen Free Radical in the Expression of Interleukin-8 and Interleukin-$1{\beta}$ Gene in Mononuclear Phagocytic Cells)

  • 강민종;김재열;박재석;이승준;유철규;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제42권6호
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    • pp.862-870
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    • 1995
  • 연구배경: 산소기의 작용은 과거에는 세포독성이 주로 알려져 있었던 반면, 최근 들어 산소기의 세포내 신호전달체계에서의 역할에 많은 사람의 관심이 모이고 있다. 여러 cytokine의 전사인자(transcription factor)로 작용하는 $NF{\kappa}B$는 기저상태에서는 세포질에 존재하는데 $I{\kappa}B$와 결합되어 핵내로의 이동이 억제되고 있다. 여러 연구에 의해 $NF{\kappa}B$$I{\kappa}B$로부터의 분리는 외부자극에 의해 생성된 산소기에 의한 것으로 알려졌는데, 이렇게 하여 분리된 $NF{\kappa}B$가 핵내로 이동하면 핵내에서 전사인자로 작용하여 여러 유전자의 전사를 증가시키는 것이 보고되었다. IL-8 유전자는 5'flanking promotor region에 $NF{\kappa}B$-like motif가 있어 핵내 $NF{\kappa}B$ activity의 증가로 IL-8 유전자의 전사가 증가되는 것으로 알려졌고, 또한 내독소는 핵내의 $NF{\kappa}B$ activity의 증가와 함께 호중구에서의 산소기의 분비를 가져온다. 이러한 사실로부터 내독소에 의한 IL-8 유전자의 발현은 세포내에서 생성된 산소기에 의해 $NF{\kappa}B$$I{\kappa}B$로부터 분리되어 핵내로 이동하고 이로 인해 IL-8 유전자의 전사가 증가되는 가설을 생각할 수 있다. 저자들은 이러한 가설 검정의 첫번째 단계로써 체내 염증반응에서 중요한 역할을 하는 말초혈액 단핵구의 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ 유전자 발현에 세포내의 산소기가 관여하는지의 여부를 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 방법: Ficoll-Hypaque density gradient 법과 plastic 부착법을 이용하여 말초혈액 단핵구를 분리하였다. 외부에서 투여한 산소기의 농도에 따른 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA 발현의 유무를 관찰하기 위하여 $H_2O_2$를 0, 10, 100, $300{\mu}M/L$, 1mM/L의 농도로 투여하고 6시간이 경과한후 IL-8 및 IL-$1{\beta}$에 대한 Northern blot analysis를 시행하였다. 시간에 따른 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA 변화를 관찰하고자 $H_2O_2$$100{\mu}M/L$의 농도로 투여하고 0, 2, 4, 6, 8, 24시간이 경과한 후 Northern blot analysis를 시행하였다. 항산화제가 내독소에 의한 IL-8과 IL-$1{\beta}$ mRNA 발현에 미치는 영향을 평가하기 위하여 TMTU(10 mM/L) 1시간; PDTC($100{\mu}M/L$) 1시간, NAC(10 mM/L) 2.5시간, ME(10mM/(L) 2.5시간, Desferrioxamine(100mM/L) 15시간 동안 전처치 한 디음 내독소를 투여허여 4시간이 경과한 후 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA에 대한 Northern blot analysis를 시행하였다. 결과: $H_2O_2$농도 및 시간에 따른 말초혈액 단핵구에서의 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA의 발현에는 유의한 차이가 관찰되지 않았지만 항산화제로 전처치하였을 때 내독소에 의한 말초혈액 단핵구에서의 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA의 발현이 억제되었고 그 억제정도는 TMTU에서 가장 현저하였다. 결론: 이상의 결과에서 말초혈액 단핵구에서의 IL-8 및 IL-$1{\beta}$ mRNA 발현에 $H_2O_2$가 아닌 다른 산소기가 일부 관여할 것으로 생각된다.

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Proinflammatory Cytokines과 TGF-beta가 섬유모세포의 증식에 미치는 영향 (The Effects of Proinflammatory Cytokines and TGF-beta, on The Fibroblast Proliferation)

  • 김철;박춘식;김미호;장헌수;정일엽;기신영;어수택;문승혁;김용훈;이희발
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권4호
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    • pp.861-869
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    • 1998
  • 연구배경: 조식의 손상에의한 염증반응후 회복과정에서 정상조직으로 환원되지 않고 일부는 결체조직으로 대체되어 섬유화가 일어난다. 이 비정상적 섬유화에 의해 섬유화증이 일어나 조직의 원래 기능을 상설하기도 한다. 이때 염증에 관계되는 세포로부터 분비된 여러종류의 cytokine들이 섬유모세포의 증식과 교원질 합성을 조절한다. 이에 관계된 cytokine들의 상호 관련성과 섬유모세포증식에의 영향을 알아내어 조절함으로써 섬유화증을 예방하고 치료하는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 proinflammatory cytokine인 TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6와 섬유모세포의 증식에 큰 영향을 미치는 TGF-$\beta$의 상호 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법: 섬유모세포는 사람 태아의 섬유모세포주인 MRC-5를 사용하였으며, 0, 0.5, 1, 5, 10, 20%의 우태아 혈청을 첨가하여 1, 2, 3, 4, 5일째의 MRC-5 증식을 측정하여, 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지시킬 수 있는 배양액중 혈청농도를 먼저 확정한 후, TGF-$\beta$, TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6를 각각 RPMI 배지에 첨가하여 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 보온기에서 96 시간동안 배양하여 0.5 % naphthol blue black으로 염색한 뒤, 50mM의 NaOH로 naphthol blue black을 유리시켜 630nm에서의 분광흡수를 잼으로써 MRC-5의 수를 측정하였다. 또한 TGF-$\beta$와 다른 cytokine의 관련성을 알아보기위해 TGF-$\beta$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였으며, TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$, IL-6의 상호 관련성을 알아보기 위해 TNF-$\alpha$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양한 뒤 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였고, 마지막으로 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$의 섬유모세포 증식에 미치는 상호 관련성을 알아보기 위하여 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$를 함께 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, MRC-5의 수를 역시 통일한 방법으로 측정하였다. 결 과: 1. 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지할 수 있는 배양액중 혈청 농도를 측정한 결과, 0.5% 혈청 농도에서 MRC-5의 증식이 50% 증가된 상태로 배양 6일째 까지 유지되었다. 따라서 이후의 실험에서 사용된 배양액에는 0.5%의 우태아혈청을 포함시켰다. 2. 각 cytokine이 MRC-5 증식에 미치는 영향 0.5%의 우태아혈청만이 있는 상태에서의 MRC-5 증식 정도를 100%로 기준하였을 때, IL-1$\beta$는 50 ng/ml의 농도에서만 45%의 증식 촉진효과를 보였고, IL-6는 영향이 없었으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 농도에 의존성을 보이며 MRC-5의 증식을 최고 160% 까지 증가시켰다. 3. TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능증가에 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$가 미치는 영향 50 ng/ml의 TGF-$\beta$ 단독 자극에 비하여, IL-1$\beta$ 혼합배양시 농도에 의존성으로 보이며 최고 64% 까지, TNF-$\alpha$ 혼합배양시 농도에 의존성을 보이며 최고 159% 까지 MRC-5의 증식을 증가시켰다. IL-6는 약한 억제효과를 보였으나 TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 영향을 미치지 못하였다. 4. TNF-$\alpha$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 IL-1$\beta$, IL-6가 미치는영향 50 ng/ml의 TNF-$\alpha$ 단독자극에 비하여, IL-1$\beta$을 혼합 배양하였을때 농도에 의존성을 보이며 최고 50%까지 MRC-5의 증식을 억제하였고, IL-6는 영향을 미치지 못하였다. 5. TNF-$\alpha$와 TGF-$\beta$의 MRC-5 증식능 증가에서의 상호관련성 50 ng/ml의 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 MRC-5의 증식을 각각 89%, 135% 증가시켰으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$ 공존시에는 MRC-5의 증식을 222% 증가시켰다. 결 론: TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$, IL-1$\beta$의 순서로 MRC-5에 대한 증식 자극효과가 있으며 IL-6는 증식을 억제하는 효과가 있었다. TGF-$\beta$의 MRC-5에 대한 증식 자극효과는 IL-1과 TNF-$\alpha$에 의해 첨가효과를 관찰할 수 있었고, TNF-$\alpha$의 MRC-5 증식 자극효과는 IL-1$\beta$에 의하여 억제되었다.

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태양인(太陽人), 태음인(太陰人)의 처방(處方)과 약재(藥材)가 지방세포(脂肪細胞)(3T3-L1)의 증식(增殖)·분화억제(分化抑制)에 미치는 영향(影響) (The effects of proliferation and differentiation on adipocyte 3T3-L1 by prescriptions and herbs of Taeyang-In and Taeum-In)

  • 김수범;고병희;송일병
    • 사상체질의학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.533-564
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    • 1998
  • 식생활(食生活)이 향상(向上)되고 생활(生活)이 변화(變化)되며 사회(社會)가 서구화(西歐化)가 됨으로써 우리나라에서도 비만(肥滿)이 하나의 질병(疾病)으로 자리를 잡았다. 많은 사람이 비만(肥滿)을 치료(治療)하기 위하여 노력(勞力)을 하며 최근(最近)에는 비만(肥滿)으로 인하여 고혈압(高血壓), 당뇨병(糖尿病), 동맥경화(動脈硬化), 관상동맥질환(冠狀動脈疾患), 뇌졸중(腦卒中), 퇴행성(退行性), 관절염(關節炎), 중풍(痛風), 담석증(膽石症), 지방간(脂肪肝), 간경병증(肝硬變症), 신장병(腎臟病), 임신중독(姙娠中毒), 불임증(不臨症) 등(等)의 여러 증상(症狀)이 나타난다는 보고가 있다. 비만증(肥滿症)은 "체내(體內)의 지장조직량(脂肪組織量)이 過剩으로 증가(增加)된 상태(狀態)" 라고 정의(定意)하고 대체적(大體的)으로 비만(肥滿)이라 함은 표준체중(標準體重)의 20%이상(以上)을 초과(超過)한 상태(狀態)이거나 체내(體內) 지방(脂肪)이 남자(男子)에서는 체중(體重)의 25%, 여자(女子)에서는 체중(體重)의 30%이상(以上)인 경우(境遇)이다. 원인(原因)에 따라서 유전적(遺傳的) 비만(肥滿), 내분비적(內分泌的) 비만(肥滿), 시상하부성(視床下部性) 비만(肥滿), 교감신경계(交感神經系)의 이상(異常)에 의한 비만(肥滿), 운동부족(運動不足)에 의한 비만(肥滿), 飮食에 의한 비만(肥滿), 약물(藥物)에 의한 비만(肥滿), 사회적(社會的), 경제적(經濟的), 심리적(心理的) 요소(要素)에 의한 비만(肥滿) 등(等)으로 구분(區分)하였으며, 지방세포(脂肪細胞)의 양상(樣相)에 따라 지방세포(脂肪細胞)의 크기가 증가(增加)하는 비대형(肥大型), 비만세포(肥滿細胞)의 수(數)가 증가(增加)하는 증식형(增殖型), 두 가지가 같이 일어나는 혼합형(混合型)으로 구분(區分)하였다. 사상의학(四象醫學)에서는 [동의수세보원(東醫壽世保元) 사단론(四端論)]의 "폐이호(肺以呼) 간이흡(肝以吸) 간폐자(肝肺者) 호흡기액지문호야(呼吸氣液之門戶也) 비이납(脾以納) 신이출(腎以出) 신비자출납수반지부고야(腎脾者出納水般之府庫也)" 라고 하여 태양인(太陽人)과 태음인(太陰人)의 비만(肥滿)은 기액지기(氣液之氣)의 대사과정에서 나오는 병증(病證)이라 할 수 있다. 동의수세보원(東醫壽世保元) 태양인(太陽人) 태음인(太陰人) 병증론(病證論)에서 비만(肥滿)에 대해 언급된 것은 없으나 최근(最近) 식생활(食生活), 사회환경(社會環境)의 변화(變化) 및 체질적(體質的)인 요인으로 비만(肥滿)이 올 수 있다고 보고 태양인(太陽人)과 태음인(太陰人)의 처방(處方)과 약재(樂材)가 비만(肥滿)에 미치는 영향을 검토하였다. 실험에서 사용할 전지방세포(前脂肪細胞)(preadipocyte)인 3T3-L1 세포(細胞)는 3T3 세포(細胞)로부터 유래(由來)된 세포주(細胞柱)로써 그 생물학적(生物學的) 특성(特性)이 잘 밝혀져 있고, 적절한 조건아래에서 배양(培養)하면 지방세포(脂肪細胞)(adipocyte cell)로 분화(分化)하는 성질(性質)을 갖고 있어 비방세포(脂肪細胞)의 대사과정(代謝過程)은 물론 지방축적(脂肪蓄積)과 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)을 연구(硏究)하는데 널리 사용(使用)되고 있다. 3T3-L1 세포(細胞)를 이용(利用)하여 실험(實驗)한 결과(結果) retinol, retinoic acid, vitamin D group, vitamin E, nicotinamide, phorbol ester, dihydroteleocidin B, lithium 등은 전지방세포(前脂肪細胞)의 지방세포(脂肪細胞)로의 분화(分化)를 억제(抑制)하지만, 이와는 달리 ascorbate, hemin, cadmium, corticosterone, cAMP 등(等)은 지방세포(脂肪細胞)로의 분화(分化)를 촉진(促進)시킨다는 사실이 밝혀져 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)을 자세(仔細)하게 이해(理解)할 수 있는 수준(水準)까지 되었다. 본(本) 연구(硏究)에서는 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 미후등식장탕 오가피장척탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮) 노근(蘆根)과 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 태음위조탕(太陰調胃湯) 청심연자탕(淸心蓮子湯) 청폐사간탕(淸肺瀉肝湯) 갈근부평탕(葛根浮萍湯) 의이인(薏苡仁) 대황(大黃) 상백피(桑白皮) 유근백피(楡根白皮) 제조 해동피(海桐皮) 마황(麻黃) 백모근(白茅根)을 산출(汕出)하여 전지방세포(前脂肪細胞)인 3T3-L1을 이용하여 증식효과(增殖效果)와 자연분화시(自然分化時)의 분화효과(分化效果)와 재분화효과(再分化效果), 유도분화시(誘導分化時)의 분화효과(分化效果)와 재분화효과(再分化效果)에 관해 실험(實驗)한 바 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 지방세포(脂肪細胞)의 증식효과(增殖效果) 1) 태양인(太陽人) 처방(處方)의 오가피장적탕(五加皮壯脊湯), 미후등식장탕과 약재(藥材)의 오가피(五加皮)에서는 전탕추출과 에탄올추출 모두에서, 노근(蘆根)은 에탄올추출에서 세포증식(細胞增殖)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 2) 태음인(太陰人) 처방(處方)의 청폐사간탕(淸肺瀉肝湯) 갈근부평탕(葛根浮萍湯) 청심연자탕(淸心蓮子湯) 태음위조탕(太陰調胃湯)에서 세포증식(細胞增植)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 약재(樂材)의 전탕추출은 의이인(薏苡仁) 대황(大黃) 상백피(桑白皮) 유근백피(楡根白皮) 마황(麻黃) 해동피(海桐皮), 에탄올추출은 제조 해동피(海桐皮)에서 억제효과(抑制效果)가 있었다. 2. 지방세포(脂肋細胞)의 분화효과(分化效果) 1) 자연분화시(自然分化時)에 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 경우, 초기분화(初期分化)의 전탕추출은 노근(蘆根), 에탄올추출은 오가피장적탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮)에서 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 2) 자연분화시(自然分化時)에 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(樂材)의 경우, 초기분화(初期分化)의 전탕추출은 유근백피(楡根白皮) 해동피(海桐皮)에서 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 재분화(再分化)의 에탄올추출은 청심연자탕(淸心蓮子湯) 마황(麻黃)에서 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 3) 유도분화시(誘導分化時)에 태양인(太陽人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 초기분화(初期分化)의 경우, 오가피(五加皮)의 에탄올추출은 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 오가피장적탕(五加皮壯脊湯) 오가피(五加皮) 노근(蘆根)의 전탕추출은 세포독성(細胞毒性)의 작용이 유추되었다. 4) 유도분화시(誘導分化時)에 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)의 초기분화(初期分化)의 경우, 의이인(薏苡仁) 마황(麻黃) 백모근(白茅根)의 전탕추출과 마황(麻黃)의 에탄올추출에서 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 나타났다. 해동피(海桐皮)의 전탕추출과 에탄올추출에서는 세포독성(細胞毒性)의 작용이 나타났다. 이상의 결과로 볼 때에 태양인(太陽人) 태음인(太陰人) 처방(處方)과 약재(藥材)는 증식과정에서 비만(肥滿)이 완전하게 형성되기 전인 지방세포(脂肪細胞)의 증식효과(增殖效果)에서 유의하게 세포증식(細胞增拖)의 억제효화(抑制效果)가 나타났으며 비만치료제로써의 활용가치가 있다고 사려된다. 지방세포(脂肪細胞)의 분화과정(分化過程)에서 생체환경(生體環境)의 조건과 비슷하게 유도분화(誘導分化)된 조건에서는 오가피(五加皮) 마황(麻黃) 의이인(薏苡仁) 백모근(白茅根)에서 유의한 세포분화(細胞分化)의 억제효과(抑制效果)가 있었다. 앞으로 비만(肥滿)의 기전을 밝히기 위하여 동물실험(動物實驗)을 통한 확이니 필요하며, 또한 본 논문이 비만(肥滿)이 억제되는 기전을 유추하는데 도움이 되기를 바란다.

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