강박장애 환자의 암묵기억 인출과 관련된 신경해부학적 평가: 기능적 자기공명영상법

박신의 전남대학교 대학원 2012 국내석사

본 연구에서는 기능적 자기공명영상법(functional magnetic resonance imaging: fMRI)을 이용하여 정상인과 강박장애 환자들을 대상으로 암묵기억 과제 수행시 감정 상태를 표현한 단어의 시각적 인식에 따른 대뇌 활성화 양상의 차이점을 신경해부학적인 측면에서 규명하고자 하였다. 강박장애 환자 16명(평균 31.4±10.1세)과 정상인 16명(평균 32.6± 5.8세)을 대상으로 3.0T Magnetom Verio MR Scanner(Simens Medical Solutions, Germany)를 사용하여 fMRI를 실시하였다. 강박장애 환자군은 DSM-IV-TR의 진단기준에 따라 강박장애로 진단된 환자들을 대상으로 하였다. 대뇌의 활성화를 유도하기 위해 사용된 시각자극 패러다임은 5번의 휴지기와 4번의 활성기(부호화 과정 2번, 인출 과정 2번)로 구성되었다. 휴지기 동안에는 2개의 십자모양이 그려진 화면을 보여주고, 부호화 과정에서는 “무감정”과 “불쾌한 감정”을 나타내는 6개씩의 2음절 단어를 3초씩 보여주었다. 인출 과정에서는 부호화 과정에서 보여주었던 단어들의 초성 자음을 생략한 후 단어들의 순서를 무작위로 하여 보여주었다. 영상의 후처리는 SPM8을 이용하였으며 통계분석 방법은 two sample t-test를 이용하여 대뇌의 활성화 강도(t-value)를 구하였다. 또한 FALBA 프로그램을 이용하여 좌 &#8228; 우반구 편재화 지수(%)를 구하였다. 무감정 단어를 제시한 암묵기억 수행 과정에서 정상군 대비 강박장애 환자군이 우세한 활성화도를 보인 영역은 상/중/하전두회, 하두정회, 상/중측두회, 상/중후두회, 안와 전두회, 각회, 방추상회, 중심전회, 조거회 등 이었다 (p<0.01). 한편, 불쾌한 감정 단어 과제 수행 과정에서는 강박장애 환자군이 상/하전두회, 상/중/하측두회, 안와 전두회, 중후두회, 해마방회, 전대상회, 편도체, 미상핵, 각회에서 정상군에 비해 우세한 활성화도가 관찰되었다 (p<0.01). 강박장애 환자군은 무감정 단어의 인출과정에서는 인지, 의사결정을 담당하는 대뇌 신피질에서 활성화를 보인 반면, 불쾌한 감정 단어에서는 대뇌 신피질 뿐만 아니라 해마방회, 대상회, 미상핵, 편도체를 포함하는 변연계와 기저핵 일부에서도 활성화를 보였다. 특히, 강박장애 환자군에서 불쾌한 자극 반응과 연관되는 편도체의 활성화를 보였는데, 이러한 결과는 정상군과 비교하여 불쾌한 감정의 처리수준이 높기 때문이라고 판단된다. 좌 &#8228; 우반구 우세도를 비교한 결과, 강박장애 환자군은 무감정 단어 과제 수행시 대뇌 신피질에서 좌반구 우세를 보였으나, 불쾌한 감정 단어과제 수행에서는 대뇌 신피질과 변연계 영역에서도 좌반구 우세를 보였다. 본 연구에서는 fMRI를 이용하여 강박장애 환자군과 정상군을 대상으로 감정 상태를 표현한 단어의 암묵기억 인출과정에 따른 뇌중추의 활성화 양상의 차이점을 신경해부학적인 측면에서 규명하였다. 향후 본 연구 결과를 기초로 하여 강박장애 환자의 감정표현과 관련되는 암묵기억 인출에 대한 신경학적인 기전을 규명할 수 있고, 나아가서는 임상진단과 치료 계획수립에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

정신분열병 환자의 작업기억 억제통제와 관련된 신경해부학적 기전: 기능적 자기공명영상법

김광원 전남대학교 대학원 2011 국내박사

본 연구의 목적은 정상인과 정신분열병 환자들을 대상으로 기능적 자기공명영상법(functional magnetic resonance imaging: fMRI)과 복셀기반 형태측정법 (voxel-based morphometry: VBM)을 이용하여 작업기억 과제수행 중 방해자극에 따른 두 그룹 간의 대뇌 활성화 양상의 차이점을 신경해부학적인 측면에서 규명하고, 아울러 정신분열병 환자의 억제통제 기능저하와 관련하여 해당 대뇌 피질의 활성화와 용적 감소의 관련성을 평가하고자 하였다. 정신분열병 환자 18명(평균 31.0±8.7세)과 정상인 18명(평균 33.5±7.3세)을 대상으로 3.0T Magnetom Verio MR Scanner(Simens Medical Solutions, Germany)를 사용하여 fMRI를 실시하였다. 정신분열병 환자군은 DSM-IV-TR의 진단기준에 의하여 정신분열병으로 진단된 환자들을 대상으로 하였다. 대뇌의 활성화를 유도하기 위한 시각자극 패러다임은 “부호화과정 - 지연기간 - 방해자극 - 인출과정”으로 구성하였다. 부호화 과정에서는 서로 다른 3개의 얼굴 사진을 표적자극으로 하여 한 장씩 제시한 후 지연기간 동안 제시된 얼굴 사진들을 기억유지 하도록 하였다. 방해자극으로는 제시된 얼굴 사진들의 기억유지를 방해하기 위하여 두 가지 유형의 방해사진, 즉 정상적 얼굴사진과 변형된 얼굴사진들을 보여주었다. 인출과정에서는 1개의 얼굴사진을 보여주면서, 앞에서 보았던 표적자극 얼굴사진과의 일치 여부를 판단하도록 하였다. 영상의 후처리는 SPM8을 이용하여 대뇌의 활성화 영상과 백질 &#8228; 회백질 영상들을 얻었으며, 통계분석 방법은 paired와 two sample t-test를 이용하여 대뇌의 활성화 강도(t-value)를 구하였다. 정상인을 대상으로 한 작업과제 수행시에서는 정상적 얼굴사진을 방해자극으로 보여주었을 때 변형된 얼굴사진에 비해 우세한 활성화를 보인 영역은 superior frontal gyrus, ventrolateral prefrontal cortex(VLPFC), dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), superior/inferior parietal gyri, fusiform gyrus, anterior cingulate gyrus(ACG) 등이었다(p<0.0005). 한편, 정신분열병 환자를 대상으로 한 과제 수행시에서는 ACG를 제외한 동일한 영역에서 정상인과 마찬가지로 변형된 얼굴 방해자극에 비해 정상적 얼굴 방해자극을 주었을 때 보다 우세한 활성화도를 보였으나, 정상인과 비교하여 전체적으로 낮은 활성화 강도를 나타냈다(p<0.0005). 이상과 같이 정신분열병 환자에서 낮은 활성화 강도를 보인 대뇌 영역들은 작업과제 수행시에 억제통제의 기능저하와 밀접한 관련이 있을 것으로 판단된다. 특히 정신분열병 환자는 정상인과는 달리 정상적 얼굴 방해자극에서 ACG의 활성화가 관찰되지 않았는데, 그 이유는 정신분열병 환자의 경우 표적자극과 유사한 정상적 얼굴 방해자극시 ACG의 주요기능인 오류검출과 방해억제 기능의 저하 때문에 최종적으로 올바른 의사결정을 할 수 없었기 때문이라고 생각된다. 정상인과 정신분열병 환자들을 대상으로 대뇌 부위별 용적을 측정한 결과, 정신분열병 환자는 정상인에 비하여 superior frontal gyrus, DLPFC, VLPFC, ACG, fusiform gyrus에서 회백질 용적의 감소가 나타났으며, 특히 VLPFC의 용적 감소가 두드러지게 나타났다(p<0.005). 한편 정신분열병 환자의 superior/ inferior frontal lobes에서는 백질 용적의 감소를 보였다. 이러한 결과들은 정신분열병 환자가 억제통제 과제에서 정상인에 비해 활성화 감소를 보인 대뇌 영역들과 일치하였고, 따라서 억제통제 기능의 결함이 대뇌 피질의 위축과도 관련성이 있을 것으로 추측된다. 본 연구에서는 정상인과 정신분열병 환자들을 대상으로 fMRI와 VBM을 이용하여 작업기억 과제수행 중 방해자극에 따른 두 그룹 간의 대뇌 활성화 양상의 차이점을 규명하였고, 또한 정신분열병 환자의 대뇌 부위별 용적 감소와 억제통제와 관련된 대뇌 활성화 부위와의 상관성을 평가하였다. 향후 본 연구 결과들을 임상분야에 활용하면 정신분열병 환자의 억제통제 기전의 결함을 신경학적인 측면에서 정량적으로 평가할 수 있으며, 나아가서는 유사 정신과 질환의 감별진단에도 응용할 수 있을 것으로 전망한다.

싸이클로스포린 유발 신병증 흰쥐에서 Rho-Kinase 억제제의 효과

박천훈 Graduate School of Chonnam University 2010 국내박사

An increasing body of evidence indicates that small GTP-binding Rho proteins play a regulatory role in various cellular functions. Rho-kinase (ROCK), an effector of Rho protein, leads to phosphorylation of downstream targets such as myosin light chain and myosin light chain phosphatase. In the kidney, an inhibition of Rho/ROCK pathway has been shown to prevent tubulointerstitial fibrosis and to ameliorate renal function without affecting systemic blood pressure. The present study was aimed to examine a protective efficacy of fasudil, a ROCK inhibitor, in cyclosporine (CsA)-induced nephropathy which includes tubulointerstitial inflammation, tubular epithelial cell fibrosis, and apoptosis. Male Sprague-Dawley rats were treated with vehicle (n=8), CsA (n=10; 20 mg/kg/day, s.c.), or CsA+fasudil (n=10; 3 mg/kg/day, i.p) for 28 days. In another series of experiment, HK-2 cells in vitro were treated with CsA (10 &micro;M) in the absence or presence of fasudil (10-6 mol/l) and examined of their expression of nuclear factor kappa B (NF-&#61547;B), mitogen-activated protein kinases (MAPKs), epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), and apoptotic factors. Following the treatment with CsA in rats, the renal function was impaired, along with an interstitial infiltration of ED-1-expressing monocytes/macrophages. Accordingly, the expression of inflammatory cytokines, transforming growth factor-β1 (TGF-β1), and Smads, and EMT processes were increased. The expression of endothelial nitric oxide synthases decreased, whereas that of inducible nitric oxide synthases and 3-nitrotyrosine increased. Cotreatment with fasudil attenuated or prevented the CsA - induced changes. Additionally, fasudil decreased the number of tubular epithelial cells containing TUNEL -positive nuclei and attenuated the expression of pro-apoptotic markers. In HK-2 cells, the expression of phosphorylated NF-B p65 subunit (P-p65) in nuclear extracts increased by CsA, which was prevented by fasudil pre-treatment. CsA increased the expression of phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (p-ERK) 1/2, which was suppressed by the pre -treatment with fasudil. Phosphorylated c-Jun N-terminal kinase (p-JNK) and phosphorylated p38 (P-p38) increased, which was also prevented by fasudil pre-treatment. CsA increased fibronectin and connective tissue growth factor (CTGF) expression, which was reversed by fasudil pre-treatment. CsA also increased the expression of Bax and total/cleaved caspase-3, the degree of which was markedly attenuated or prevented by fasudil pre-treatment. In contrast, the expression of Bcl-2 decreased by CsA, which was then prevented by fasudil. These results suggest that an inhibition of Rho/ROCK pathway attenuates CsA-induced nephropathy through suppressing inflammatory, apoptotic, and fibrogenic factors, in association with inhibition of Smad, MAPKs, and nitric oxide signaling pathways. 배경: Rho 단백은 액틴 중합과 유전자 발현 조절 등에 관여한다. Rho 단백의 하류 효과기 중 하나로서 Rho-kinase(ROCK)가 활성화되면 myosin light chain 및 myosin light chain phosphatase의 인산화를 유도한다. 최근 신장에서 Rho/ROCK 경로를 억제하는 경우 전신 혈압 변화와 무관하게 신세관간질 섬유화가 방지되며 신 기능이 호전된다고 보고되었다. 싸이클로스포린(CsA)은 다양한 자가면역성 질환 및 장기이식 환자에서 면역억제제로 사용되지만 흔히 신세관 기질 염증 및 상피세포 고사 등을 일으킨다. 저자는 CsA 유발 신병증 흰쥐에서 ROCK 억제제의 신보호 효과 여부 및 그 기전을 탐색하였다. 방법: Sprague-Dawley 숫쥐를 대조군 (n=8), CsA 치료군 (n=10, 20 mg/kg/day, s.c.) 및 CsA+fasudil (n=10, fasudil 3 mg/kg/day, i.p) 병합 치료군으로 나누어 각각 28일간 유지한 후 신장을 적출하였다. 한편 in vitro 실험으로서 배양한 HK-2 세포에서 CsA(10 &micro;M), 또는 fasudil (10-6 mol/l) 전처치 및 CsA 투여 후 nuclear factor kappa B (NF&#61547;B), mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 발현, eipithelial-to-mesenchymal transition (EMT) 과정과 몇 가지 세포 고사 관련 인자의 발현을 조사하였다. Transforming growth factor (TGF)-β1, nitric oxide synthase (NOS), NF B 및 MAPKs 등의 발현은 semiquantitative immunoblotting에 의해 검사하였다. 염증 관련 싸이토카인의 발현을 조사하기 위해서는 real-time PCR를 시행하였고, EMT 과정을 확인하기 위해 vimentin 면역화학염색을 시행하였다. 결과: Fasudil 치료군에서 CsA에 의해 유도된 신 기능 감소가 호전되었다. 더불어 CsA 투여군에 보이는 ED-1 양성 염증세포 침윤과 염증 관련 싸이토카인 발현 증가 효과가 감약되었다. 뿐만 아니라 fasudil 치료군에서 TGF-β1과 Smad 신호전달계 발현 및 EMT 과정이 억제되었다. 또한 fasudil 치료군에서 CsA에 의한 eNOS 감소, iNOS 및 3-nitrotyrosine 증가 효과 등이 유의하게 감소하였다. 배양 HK-2 세포에서 CsA은 핵 내 NF-&#61547;B p65 subunit (P-p65) 발현을 증가시켰으며 이는 fasudil 전처치시 감소하였다. 또한 CsA에 의해 유도된 phosphorylated extracellular signal-regulated kinase 1/2, phosphorylated c-Jun N-terminal kinase 및 phosphorylated p38 등 MAPK 신호전달계의 활성화는 fasudil 전처치에 의해 억제되었다. Fasudil 전처치는 CsA의 fibronectin과 connective tissue growth factor 발현 증가 효과를 감약시켰다. 생체에서 적출한 신장 조직 또는 배양 HK-2 세포에서 모두 fasudil 치료에 의해 신세관 상피세포의 고사 정도 및 고사 관련 인자 발현이 감소되었다. 결론: ROCK 억제제는 CsA 유발 신병증을 유의하게 약화시켰다. ROCK 억제제의 신보호 효과는 Smad, MAPK 및 NO 신호전달계 억제를 통한 염증 반응, 세포고사 및 신 섬유화의 감소에 따른 것으로 생각된다.

치과용 임플란트 드릴 디자인과 드릴링과정 간소화에 관한 연구

윤지훈 부산대학교 2012 국내박사

A dental Implant system for drill design and drilling procedure simplification has been developed to provide improved ease of use. However, it is still recommended to apply sequential gradual drilling to widen the site which may cause a significant delay in surgical operation and dental implant maintenance. The main objective of this research have two point of view as follows. First different point of view in this research was investigated an optimization of drill design factors. Second different point of view in this research was developed a more simplified drilling procedure. Three design factors such as the number of flute, helix angle, and drill tip shape were considered for the purpose of drill design optimization. Based on these design factors, eight types of drills with 3.0mm diameter are manufactured. Design factors are comparatively evaluated in terms of heat generation, cutting efficiency, and initial stability. Using the drills applied to optimization of the design factors, a simplified drilling procedure for an implant with 5.0mm diameter has also been proposed which requires only 2 times of drilling. The proposed drilling procedure is compared with a general drilling process in terms of effectiveness and safety. The concept and results of this research are summarized as follows. 1. Heat generation was influenced by the design factors in the following order: the number of flute, helix angle, and drill tip shape (p<0.01). Drills with 2 home flutes, 2-phase formed drill tip, and 25 degrees of helix angle yield the smallest temperature change. 2. Cutting time was influenced by the design factors in the following order: the number of flute, helix angle, and drill tip shape (p<0.01). Drills with 2 home flutes, 2-phase formed drill tip, and 25 degrees of helix angle yield the shortest cutting time. 3. Insertion torque and initial stability measured by the ISQ value were influenced only by drill tip shape. Drills with 2-phase formed drill tip exhibit a better performance than straight tip(p<0.01). 4. Testing results on the implant drills with 2 flutes, 2-phase or 3-phase formed drill tip, and 25 degrees of helix angle were a simplified drilling procedure proposed in this research generates less heat than a conventional drilling procedure. Cutting time in the simplified drilling procedure was significantly less than the conventional drilling procedures. On the other hand, the proposed drilling procedure yields higher the insertion torque and ISQ value than the conventional drilling procedure (p<0.01). Based on the above describe results, The conclusion of this research as follows. The effectiveness and safety of dental implant operation may be enabled by the simplified drilling procedure using newly designed drills only if the external conditions such as irrigation condition and RPM of drills are properly control. However, clinical reevaluation is strongly required with respect to initial stability and success rate since the conclusions drawn above are mainly based on the assessment using artificial bones in a laboratory.

HRV 신호를 이용한 마취 심도 분석 파라미터 추출

예수영 부산대학교 2004 국내박사

양극산화 및 열수처리된 타이타늄 이원합금의 산화막 미세구조와 전기화학적 부식특성

김지우 전남대학교 대학원 2015 국내박사

양극산화 및 열수처리된 타이타늄 이원합금의 산화막 미세구조와 전기화학적 부식특성 김 지 우 전남대학교대학원 의공학협동과정 (지도교수 : 박 영 준) (국문초록) 타이타늄(Titanium; Ti)은 생체적합성이 우수하고 부식저항성 및 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 골의 역학적인 특성과 조화를 이루며, 골유착(osseointegration)을 이루는 특성 때문에 치과용 임플란트 재료로 폭 넓게 사용되고 있다. 최근 타이타늄 임플란트의 골전도성을 향상시키기 위하여 양극산화처리를 포함한 다양한 표면처리가 행해지고 있으며, 기계적 성질, 부식저항성, 가공성 또는 골과의 탄성계수 조화 향상을 위한 다양한 합금개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 주기율표에서 전이금속(Ag, Au, Cu, Nb, Pd, Pt와 V)과 전이 후 금속(Al과 In)을 Ti에 대한 합금화 원소로 사용하여 이원계 Ti 합금을 제조하고, Ca과 P를 포함한 전해질에서 양극 산화법과 열수처리법을 이용하여 합금 표면에 마이크로/나노 다공성 산화막을 형성시켜 표면 처리 방법과 합금화 원소 종류가 다공성 산화막의 미세구조와 전기화학적 부식 거동 특성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 아크 용융 주조법으로 5 wt% 합금화 원소를 포함한 이원계 타이타늄 합금을 제조하여 디스크 형태의 시편으로 가공 및 연마하였다. 제조된 각 시편들은 0.2 M calcium acetate monohydrate와 0.02 M β-glycerophosphoric acid disodium salt pentahydrate (β-GP) 혼합 용액을 전해질로 사용하여, DC 방식으로 정전류를 일정시간 동안 인가하여 표면을 양극산화(microarc oxidation; MAO) 처리하였다. MAO 처리한 시편을 pH 11의 0.002 M β-GP 용액에 넣고 190℃에서 8시간 동안 열수처리(hydrothermal treatment; HT) 하였다. MAO와 MAO/HT 처리한 산화막의 표면특성은 X-선 회절분석법(X-ray diffractometry, XRD), 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM), 에너지 분산형 X-선 분광기(Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS), 전계방사형 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscopy, FE-SEM), 전자현미분석기(Electron Probe Micro Analyzer; EPMA)와 전계방사형 투과전자현미경(Field Emission Transmission Electron Microscopy, TEM)을 사용하여 분석하였다. MAO와 MAO/HT 처리한 산화막의 전기화학적 특성을 37℃의 0.9% NaCl 용액 내에서 분석하였다. 시편을 전해질에 넣고 12시간 동안 안정화시킨 후 105 Hz부터 0.01 Hz까지 주파수를 변화시켜 임피던스를 측정하였다. MAO와 MAO/HT 실험군 산화막의 임피던스 특성에 가장 적합한 최적의 등가회로를 구하고, 그로부터 전기화학적 변수값을 구하였다. 임피던스 측정 후 전위를 1 mV/s의 속도로 -1.5 V에서 +1.5 V까지 증가시켜 동전위 분극곡선을 얻었다. Tafel 외삽법을 사용하여 각 실험군의 부식전압(Ecorr)과 부식전류밀도(Icorr)를 구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. XRD 분석결과 MAO 산화막에서는 주로 아나타제 TiO2 피크가 관찰되었다. MAO/HT 산화막에서는 실험군 모두 수산화인회석(hydroxyapatite; HAp) 결정이 관찰되었고 아나타제 TiO2의 결정성은 증가되었다. Ti-5Pt 실험군은 산화막이 얇게 형성되어서 XRD분석으로는 아나타제 TiO2 피크가 관찰되지 않았다. MAO 산화막은 마이크로 크기 세공이 형성된 다공성 형상을 보였다. MAO/HT 처리에 의해 마이크로 세공을 갖는 다공성 표면에 나노 크기 결정들이 형성되었다. MAO와 MAO/HT 산화막의 SEM/EDS와 EPMA 분석 결과, 두 산화막 모두 Ca과 P 성분 및 합금화 원소 성분이 관찰되었다. MAO/HT 다공성 산화막의 마이크로 결정들은 HAp이며 나노 로드 결정들은 TiO2임을 알 수 있었다. TEM 분석결과 MAO/HT 표면에 생성된 나노 결정들은 아나타제 TiO2 결정상임을 알 수 있었다. MAO/HT 처리에 의해 cp-Ti, Ti-5Al, Ti-5Ag, Ti-5Cu와 Ti-5Nb의 임피던스는 MAO 처리된 각 합금군의 임피던스에 비하여 증가하였고, Ti-5V과 Ti-5In 실험군은 MAO/HT 처리에 의해 임피던스가 감소하였으며, Ti-5Au, Ti-5Pd 및 Ti-5Pt는 HT 처리 전후 유사한 임피던스를 보였다. cp-Ti, Ti-5Cu와 Ti-5Nb은 MAO/HT 처리에 의해 임피던스가 상대적으로 크게 증가를 보였고, Ti-5V는 MAO/HT 처리에 의해 임피던스가 크게 감소하였다. Ti-5Pt는 MAO와 MAO/HT 처리에 의해 낮은 임피던스를 보여 부식에 취약한 특성을 보였다. 동전위 분극시험 결과, MAO 처리한 시료들에 비해 MAO/HT 처리한 시편은 부식전압이 증가하였고 부식 전류밀도는 감소하여 부식 저항성이 증가함을 알 수 있었다. 반면, Ti-5Pd는 HT 처리에 의해 오히려 부식 전압이 감소하고 부식 전류 밀도는 증가하였다. Ti-5Pt는 MAO/HT 처리 후 부식 전압이 감소하였고, 부식 전류밀도는 다소 감소하였지만 여전히 높은 값을 보여 부식에 취약한 특성을 보였다. MAO/HT 실험군 중에서 Ti-5Nb와 Ti-5Cu 실험군이 상대적으로 높은 부식전압과 낮은 부식 전류밀도를 나타내어 부식저항성이 우수한 산화막을 형성함을 알 수 있었다.   이상의 연구결과, MAO 및 MAO/HT 처리를 통하여 타이타늄 합금 표면에 형성된 산화막의 미세 구조적 특성이 전기화학적 부식 거동에 영향을 미침을 알 수 있었다. 특히 Ag, Au, Cu와 Nb 원소들을 합금화 원소로 사용하여 제조한 이원계 타이타늄 합금들은 MAO/HT 처리에 의해 부식 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.

광전용적맥파를 이용한 맥파전달시간 시스템 구현 및 평가

최병철 부산대학교 2004 국내박사

골모세포 분화와 골형성 과정에서 CUEDC2 역할

김정우 전남대학교 2019 국내박사

교통사고, 낙상, 질병 등에 의해 골조직이 손상을 입게 되면 외과적 처치 및 골 재생 촉진을 위한 치료과정을 필요로 한다. 뼈를 형성하는 골모세포는 중간엽줄기세포 (mesenchymal stem cells, MSCs)로부터 유래되며 Bone morphogenetic protein 2 (BMP2), Parathyroid hormone 등과 같은 사이토카인에 의해 분화가 개시된다. BMP2에 의한 골모세포 분화는 Smad1/5/9의 인산화를 유도시키고 Runt-related transcription factor 2, Osterix와 같은 전사인자들의 발현을 증가시켜 Bone sialoprotein, Osteocalcin등 기질 단백들의 발현을 증가시킨다. 최근 보고에 따르면 골모세포의 분화를 조절하는 전사인자들의 단백질 안정성이 중요하다고 알려졌으며 이는 골형성에까지도 영향을 미치는 것으로 보고되었다. Cue domain containing protein 2 (Cuedc2)는 ubiquitin binding motifs를 가지고 있는 어댑터 단백질로 여러 단백질의 안정성에 관여하여 세포 내 활성산소, 세포주기, 염증성 사이토카인 분비 등을 조절한다고 보고되었다. 하지만, Cuedc2 단백질이 세포분화에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 밝혀지지 않았다. 본 연구의 목적은 골모세포 분화와 골형성에서 Cuedc2의 역할을 알아보고자 했다. Cuedc2는 뼈를 포함하여 여러 조직에서 발현되고 있으며, BMP2에 의해 유도된 골모세포 분화 과정 중 발현이 감소하였다. Cuedc2 과발현은 BMP2에 의해 유발된 골모세포의 분화 표지자 발현, 무기질 침착 그리고 Stat3 인산화를 감소시켰고, 이소성 골형성 모델에서 골부피, 골면적 그리고 골밀도 지표들 또한 유의하게 감소하였다. 이와 대조적으로 Cuedc2 발현 억제는 BMP2에 의해 유발된 골모세포의 분화 표지자, 무기질 침착 그리고 Stat3 인산화를 더욱 촉진시켰고, 생쥐 두개골 손상 모델에서 골형성을 촉진시켰다. 또한, Cuedc2 발현 억제에 의해 유도된 ALP 활성 및 무기질 침착은 Stat3의 억제제인 stattic 처리에 의해 유의하게 감소하였다. 이상의 연구결과를 종합하면 Cuedc2는 Stat3 인산화를 매개한 골모세포 분화의 새로운 조절자이며, 골 재생 치료의 새로운 표적임을 시사한다. Extensive bone tissue damage caused by fall, accident and diseases can result in impossible self-healing via osteoblasts. Osteoblast cells are derived from mesenchymal stem cells and differentiation is initiated by cytokines such as BMP2 and PTH. Treatment of BMP2 induces the Smad1/5/9 phosphorylation and increases expression of transcription factors such as Runx2 and Osx. They can regulate the expression of matrix proteins such as Bsp, Oc. Recently, protein stability of transcription factors has been reported to be important for osteoblast differentiation and bone formation. Cuedc2 is an adapt protein containing ubiquitin-binding domain that is involved in the stability of various proteins and has been introduced as a regulator of intracellular ROS, cell cycle and inflammatory cytokine secretion. However, the role of Cuedc2 poorly understood in cell differentiation. The purpose of this study was investigate the role of Cuedc2 in osteoblast differentiation, bone formation and its underlying molecular mechanisms. Cuedc2 was expressed in several tissues including bone and its expression was decreased during BMP2-induced osteoblast differentiation. Overexpression of Cuedc2 reduced the osteoblast marker genes, mineral deposits and Stat3 phosphorylation. In addition, bone parameters (bone volume, bone area, bone mineral density) were decreased in ectopic bone formation. In contrast, inhibition of Cuedc2 promoted osteoblast marker genes, mineral deposits and Stat3 phosphorylation. Furthermore, bone volume and reconstruction percent were increased in mouse calvarial defect model. In addition, Ad-ShRNA Cuedc2-induced ALP activity and mineral deposits were decreased by stattic (Stat3 inhibitor). These results suggest that Cuedc2 is a new regulator of Stat3-mediated osteoblast differentiation and regulating Cuedc2 expression might be a therapeutic strategy for controlling bone disease and regeneration.

Surface Gradient Coil Design and Implementation for High-Resolution Skin MRI

한재호 고려대학교 대학원 2003 국내석사

딥러닝을 이용한 대장암 병리조직의 중적외선 스펙트럼의 분류에 대한 연구

김인경 전남대학교 2021 국내석사

양자폭포레이저(Quantum Cascade Lasers, QCL)의 발전으로 인해 중적외선 스펙트럼을 빠르고 쉽게 측정할 수 있다. 중적외선 영역에서는 단백질, 지질, 지방과 같은 생물학적 분자의 흡수 피크가 존재한다. 이를 이용하여 대장암 조직과 정상 대장 조직의 중적외선 스펙트럼의 차이를 비교하는 연구가 제안되었다.[1] 이를 기반으로 본 논문에서는 중적외선 스펙트럼을 시각화한 이미지인 스펙트로그램(Spectrogram)을 이용하여 Convolution Neural Network(CNN) 모델을 통해 대장암 조직과 정상 대장 조직을 분류하는 과정을 개발하고, 모델의 분류 결과를 평가하였다. 중적외선 현미경으로 100개의 Tissue Micro Array(TMA)와 195번 나뉘어 측정된 3개의 통상적인 대장암 병리 슬라이드를 측정하였다. 측정한 중적외선 스펙트럼은 전처리과정을 통해 스펙트로그램(Spectrogram)으로 시각화하고 이를 Convolution Neural Network(CNN) Layer와 Fully Connected Layer를 이용하여 훈련시켰다. 훈련된 Convolution Neural Network(CNN) 모델에 평가 데이터를 사용하여 생성된 모델의 분류 결과를 이미징하여 그룹 T과 그룹 N의 비율을 평가하였다. 그 결과 Tissue Micro Array(TMA)의 평가 데이터는 그룹 T은 80.55%, 그룹 N은 77.39%의 비율로 분류되어 훈련된 Convolution Neural Network(CNN) 모델이 대장암 조직과 정상 대장 조직 분류에 유효함을 보여주었다. 이 뿐만 아니라, 통상적인 병리 조직 시료의 중적외선 스펙트럼을 스펙트로그램(Spectrogram)으로 시각화하여 훈련된 Convolution Neural Network(CNN) 모델에 평가했을 때 그룹 T은 53.14%, 그룹 N은 46.86%의 비율로 분류되었다. 이 결과를 바탕으로 훈련된 Convolution Neural Network(CNN) 모델이 정형화된 Tissue Micro Array(TMA) 시료뿐만 아니라 통상적인 병리 조직 시료에도 사용할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 본 논문의 Convolution Neural Network(CNN) 모델이 객관적인 지표인 중적외선 스펙트럼을 이용하여 대장암 조직과 정상 대장 조직을 분류할 수 있음을 검증하였다. 이를 병리 진단에 활용하면 기존의 방법보다 객관적인 지표인 중적외선 스펙트럼을 이용하여 병리 진단이 자동화되어 효율을 증가시킬 것으로 기대된다. Advances in Quantum Cascade Lasers (QCL) allow rapid and easy measurement of the mid-infrared spectra. In the mid-infrared region, absorption peaks of biological molecules such as proteins, lipids, and fats exist. Using this, a study has been proposed to compare the differences in the mid-infrared spectra between colon cancer tissue and normal colon tissue. Based on this, in this paper, we develop a process of classifying colon cancer tissues and normal colon tissues through a Convolutional Neural Network (CNN) model using a spectrogram, an image that visualizes the mid-infrared spectra, and evaluate the model's classification results. The mid-infrared microscope Spero QT measured 100 Tissue Microarrays (TMA) and 3 routine colon cancer slides measured 195 times. The measured mid-infrared spectra are visualized as spectrograms through pre-processing and trained using the Convolutional Neural Network (CNN) Layer and the Fully Connected Layer. We evaluate the ratio of group T and group N by imaging the classification results of the generated model using evaluation data on the trained Convolutional Neural Network (CNN) model. As a result, evaluation data from Tissue MicroArray (TMA) showed that the trained Convolutional Neural Network (CNN) model is valid for colon cancer tissue and normal colon tissue classification, with a ratio of 80.55% for group T and 77.39% for group N. In addition, when evaluated on a Convolutional Neural Network (CNN) model trained by visualizing the mid-infrared spectra of routine pathological tissue specimens as spectrograms, group T was classified as a 53.14% and group N as a 46.86% ratio. Based on these results, we confirm that the trained Convolutional Neural Network (CNN) model can be used not only for structured Tissue Micro Array (TMA) samples, but also for routine pathological tissue samples. This confirms that the Convolutional Neural Network (CNN) model in this paper can classify colon cancer tissue and normal colon tissue using the medium infrared spectra, which is an objective indicators. Using this for pathological diagnosis is expected to automate pathological diagnosis using the mid-infrared spectra, an objective indicator than conventional methods, and increase efficiency.