기내에서 생산하여 저온 저장한 감자품종 대지와 수미 소괴경의 휴면타파에 미치는 저선량 방사선의 효과를 조사하고자 ${\gamma}$선을 0.5-30 Gy 수준으로 조사하여 맹아발생과 맹아생육 및 온실에서의 생육과 수량 등을 조사하였다. 감자 괴경의 맹아율과 생육에 대한 저선량 방사선 효과는 저장기간과 품종에 따라 다르게 나타났다. 대지 품종은 대체로 2-8 Gy에서 빠른 맹아 출현율과 양호한 생육 및 수량을 보였으며, 수미 품종은 대체로 2-4 Gy에서 맹아 출현이 빨랐고 온실에서의 생육 및 수량은 4 Gy에서 양호한 증가 효과를 보였다. 이에 저선량 ${\gamma}$선이 감자의 휴면타파와 생육촉진에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
Objective: Low dose radiation may stimulate the growth and development of animals, increase life span, enhance fertility, and downgrade the incidence of tumor occurrence.The aim of this study was to investigate the antitumor effect and hormesis in an erythrocyte system induced by low-dose radiation. Methods: Kunming strain male mice were subcutaneously implanted with S180 sarcoma cells in the right inguen as an experimental in situ animal model. Six hours before implantation, the mice were given 75mGy whole body X-ray radiation. Tumor growth was observed 5 days later, and the tumor volume was calculated every other day. Fifteen days later, all mice were killed to measure the tumor weight, and to observe necrotic areas and tumor-infiltration-lymphoreticular cells (TILs). At the same time, erythrocyte immune function and the level of 2,3-diphosphoglyceric acid (2,3-DPG) were determined. Immunohistochemical staining was used to detect the expression of EPO and VEGFR of tumor tissues. Results: The mice pre-exposed to low dose radiation had a lower tumor formation rate than those without low dose radiation (P < 0.05). The tumor growth slowed down significantly in mice pre-exposed to low dose radiation; the average tumor weight in mice pre-exposed to low dose radiation was lighter too (P < 0.05). The tumor necrosis areas were larger and TILs were more in the radiation group than those of the group without radiation. The erythrocyte immune function, the level of 2,3-DPG in the low dose radiation group were higher than those of the group without radiation (P < 0.05). After irradiation the expression of EPO of tumor tissues in LDR group decreased with time. LDR-24h, LDR-48h and LDR-72h groups were all statistically significantly different from sham-irradiation group. The expression of VEGFR also decreased, and LDR-24h group was the lowest (P < 0.05). Conclusion: Low dose radiation could markedly increase the anti-tumor ability of the organism and improve the erythrocyte immune function and the ability of carrying $O_2$. Low-dose total body irradiation, within a certain period of time, can decrease the expression of hypoxia factor EPO and VEGFR, which may improve the situation of tumor hypoxia and radiosensitivity of tumor itself.
일부 화학물질은 고농도에서 독성을 나타내지만 낮은 농도에서는 촉진되거나 유익하게 이용될 수 있는데 이와 같은 양방향 농도반응 현상을 양면성이라고 하며, 많은 제초제와 식물독소에서 볼 수 있다. 양면성 농도반응은 동물, 식물, 미생물을 포함하는 모든 생물체에서 일반적으로 볼 수 있다. 이 현상은 동물과 포유동물에서 가장 관심이 많았으나 식물에서는 관심이 적었다. 2,4-D, metribuzin, bromacil, bromoxynil, chloramben, propachlor, terbacil, EPTC, MSMA, glyphosate, metsulfuron, acifluorfen, terbuthylazine는 저농도에서 양면성 촉진반응을 나타냈다. Metsulfuron과 glyphosate는 아미노산 생합성에 양면성 반응을 나타냈고, terbacil과 simazine은 단백질 함량을 증가시켰다. 그리고 acifluorfen과 terbuthylazine의 양면성 반응은 직접 혹은 간접적으로 아미노산 생합성과 관련된 기작에 의하여 유도 혹은 증대되었다. Sulfentrazone과 lactofen을 처리하면 식물독소 생산을 증가시켜 균핵병 발생을 감소시켰다. 사탕수수에서 glyphosate 저농도 처리에 의한 설탕생산 증가효과는 설탕산업에서 상용화되어 활용되고 있다. 제초제의 생장촉진 반응을 나타내는 요인들에 대하여는 많이 밝혀졌으나 양면성의 작용기작에 관한 연구는 극히 제한되었고, 생장촉진을 화학적으로 유기하는 기작은 아직 완전히 밝혀지지 않았다.
특정 선량에서 감마선은 조직의 성장을 자극하거나 호르메틱 효과를 나타낸다. 참전복에 다른 양의 감마선을 조사한 후 성장과 생존율에 미치는 효과를 2004년 2월부터 2005년 1월까지 관찰하였다. 각장의 성장은 평균 $3.45{\sim}0.4cm$ 참전복에게 $0{\sim}20Gy$방사선을 조사한 후 48주 동안 관찰하였다 가장 높은 성장은 4 Gy 조사군에서 관찰되었고, 20 Gy 조사군에서 가장 낮은 성장이 관찰되었다. 방사선 조사에 따른 전복내의 생화학적 기전의 변화에 대한 연구가 추가적으로 시행되어야 할 것이다. 방사선을 이용한 전복의 성장과 물질대사의 지속적인 연구는 양식 산업에 이익 창출에 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.
저선량 $\gamma$선 조사한 토마토 2품종, 서광과 하우스모모타로 종자의 발아와 초기생육 및 후속 고선량에 대한 생육효과를 조사하였다. 저선량에 의한 발아와 생육촉진효과는 품종에 따라 달랐다. 발아율의 경우 서광은 모든 저선량 조사구에서 증가되었으나, 하우스모모타로는 오히려 감소되었다. 유묘초장은 저선량 조사에 의해 증가되었으며 두 품종 모두 4 Gy와 8 Gy 조사구에서 가장 효과적이었다. 생육 2개월 후 서광의 초장은 억제되었으나 생체중은 4 Gy와 2 Gy에서 증가되었고, 하우스모모타로의 초장은 12 Gy와 20 Gy에서, 생체중은 20 Gy와 4 Gy에서 가장 높은 증가효과를 보였다. 토마토 식물체의 고선량 피폭에 의한 생육장해는 사전 저선량 조사에 의해 감소되었는데 서광의 경우 2 Gy와 8 Gy 조사구에서 저항성이 높았으며 하우스모모타로의 경우 모든 저선량 조사구에서 저항성 효과가 나타났으며 특히 2 Gy와 12 Gy 조사구에서 높았다.
방사선 hormesis 효과를 알아보기 위하여 저선량의 방사선을 조사한 후 파종자의 발아양상을 비교하였다. 흥농종묘(주)에서 분양받은 1997년산 '온천'파종자는 대조구에 비해 저선량의 방사선이 조사구에서 약 10%정도 증가된 발아율 양상을 보였으며, 기내배양에서도 마찬가지로 8 Gy 조사구에서 약 10%정도 증가되는 것을 알 수 있었다. 중앙종묘(주)로부터 분양받은 1992년산 '석창외대'파종자의 경우 대조구에서는 약 42.7%의 발아율을 보인 반면 4Gy가 조사된 처리구에서는 약 78.0%까지 발아율이 증가하는 것으로 나타났다. 전반적으로 최적의 비옥토양에서 보다는 비경작지에서 방사선 유익효과가 증가되는 양상을 보였다. 흡습지에서의 발아율 양상은 대조구의 발아율이 22%로 매우 저조한 반면, 1 Gy 조사구에서는 38%까지 발아율이 증가되어 약 16%정도 증가율을 보였다. Paper towel을 이용한 발아율 실험에서 역시 1Gy 조사구에서 발아율이 증가되는 경향을 보였는데 역시 대조구에 비해 1 Gy 조사구에서 약 10% 정도 증가하는 양상을 보였다. 발아율이 증가되었던 저선량 방사선 조사구의 전기전도도를 조사해 본 결과 대조구에 비해 낮아지는 경향을 보였다. 결론적으로 1Gy에서 10Gy정도의 저선량 방사선 수준에서 파종자의 발아율 증가효과가 나타나는 것으로 사료된다.
Lung cancer is the most prevalent global cancer, ${\sim}90%$ of which is caused by cigarette smoking. The LNT hypothesis has been inappropriately applied to estimate lung cancer risk due to ionizing radiation. A threshold of ${\sim}1\;Gy$ for lung cancer has been observed in never smokers. Lung cancer risk among nuclear workers, radiologists and diagnostically exposed patients was typically reduced by ${\sim}40%$ following exposure to <100 mSv low LET radiation. The consistency and magnitude of reduced lung cancer in nuclear workers and occurrence of reduced lung cancer in exposed non-worker populations could not be explained by the HWE. Ecologic studies of indoor radon showed highly significant reductions in lung cancer risk. A similar reduction in lung cancer was seen in a recent well designed case-control study of indoor radon, indicating that exposure to radon at the EPA action level is associated with a decrease of ${\sim}60%$ in lung cancer. A cumulative whole-body dose of ${\sim}1\;Gy$ gamma rays is associated with a marked decrease in smoking-induced lung cancer in plutonium workers. Low dose, low LET radiation appears to increase apoptosis mediated removal of $\alpha$-particle and cigarette smoke transformed pulmonary cells before they can develop into lung cancer.
Bong, Jin Jong;Kang, Yu Mi;Choi, Seung Jin;Kim, Dong-Kwon;Lee, Kyung Mi;Kim, Hee Sun
Journal of Radiation Protection and Research
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제38권4호
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pp.166-171
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2013
While high-dose ionizing radiation results in long term cellular cytotoxicity, chronic low-dose (<0.2 Gy) of X- or ${\gamma}$-ray irradiation can be beneficial to living organisms by inducing radiation hormesis, stimulating immune function, and adaptive responses. During chronic low-dose-rate radiation (LDR) exposure, whole body of mice is exposed to radiation, however, it remains unclear if LDR causes changes in gene expression of the whole brain. Therefore, we aim to investigate expressed genes (EGs) and signaling pathways specifically regulated by LDR-irradiation ($^{137}Cs$, a cumulative dose of 1.7 Gy for total 100 days) in the whole brain. Using microarray analysis of whole brain RNA extracts harvested from ICR and AKR/J mice after LDR-irradiation, we discovered that two mice strains displayed distinct gene regulation patterns upon LDR-irradiation. In ICR mice, genes involved in ion transport, transition metal ion transport, and developmental cell growth were turned on while, in AKR/J mice, genes involved in sensory perception, cognition, olfactory transduction, G-protein coupled receptor pathways, inflammatory response, proteolysis, and base excision repair were found to be affected by LDR. We validated LDR-sensitive EGs by qPCR and confirmed specific upregulation of S100a7a, Olfr624, and Gm4868 genes in AKR/J mice whole brain. Therefore, our data provide the first report of genetic changes regulated by LDR in the mouse whole brain, which may affect several aspects of brain function.
저선량 방사선 조사가 땅콩 “팔팔” 품종 종자의 발아율과 초기생육 및 수량에 미치는 효과를 알아보고자 ${\gamma}$선을 0.5~20.0 Gy 까지 조사하여 포장에 직파재배하였다. 땅콩 종자의 발아율은 저선량 조사에 의해 별다른 효과가 없었으나 유묘초장은 저선량 조사구에서 다소 양호하였다. 수량구성요소 중협수와 종실수 및 종자수량은 12.0 Gy 조사구에서 가장 높았으며, 대조구에 비해 각각 27%와 17% 및 19% 유의성있게 증가하였다. 100립중은 4.0 Gy 조사구가 87.2g으로 대조구의 78.3g에 비해 11%정도 증가하여 저선량 조사에 의해 땅콩 수량이 유의성있는 증가효과를 보였다.
본 연구는 저 선량 베타선의 장기간(31일) 조사에 의한 춘향이 열무와 알타리 무의 생장에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있다. 실험은 알타리 무와 춘향이 열무에 대하여 각각 1개 샘플의 대조군과 11개 샘플의 실험군으로 구성하였다. 대조군과 실험군의 종자들은 각각의 샘플에서 8개씩 선택되어 같은 조건의 배양토에 파종하였다. 실험군 샘플의 누적선량은 31일 동안 매일 같은 시간에 측정하였다. 생장과정과 발아율은 매주 2회 같은 시간에 측정하였다. 잎사귀 수, 초장의 길이와 생체중은 파종 후 20일과 25일에 각각 측정하여 평균값을 얻었다. 25일 동안 측정된 실험군의 결과에서, 알타리 무의 길이와 무게는 누적선량 0.01 Gy에서 대조군보다 각각 5%와 36%로 증가하였다. 또한 춘향이 열무에서 길이는 누적선량 0.01~0.08 Gy와 0.3 Gy에서 대조군보다 각각 13~17%와 1%, 무게는 누적선량 0.05 Gy와 0.23 Gy에서 대조군보다 각각 36%와 2%로 증가하였다. 잎 수에 대하여, 알타리 무는 누적선량 0.01~0.32 Gy에서 대조군보다 0~50%로 증가하였다. 그리고 춘향이 열무는 0.01~0.0.62 Gy에서 대조군보다 0~67%로 증가하였다. 이 결과로부터, 알타리 무와 춘향이 열무는 대체적으로 낮은 누적선량영역(0.01~0.2 Gy)에서 길이와 무게 그리고 잎 수가 증가하였다. 그리고 실험군의 세포의 크기, 핵의 위치와 세포의 조밀도는 대조군과 거의 유사하게 현미경으로 관찰되었다. 결론적으로, 베타선에 조사된 알타리 무와 춘향이 열무는 방사선 호메시스 이론과 부합되어 낮은 누적선량 영역에서 더 많은 생장을 한 것으로 추정된다. 추후 연구에서 방사선 호메시스와 식물생장의 관련성을 확증하기 위한 추가적인 실험이 필요할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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