ICR 마우스의 주요기관 형성기에 있어서 기형 발생의 시기특이성에 관한 실험적 검토

구연화,초문붕자,갑비윤명 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 1995 방사선기술과학 Vol.18 No.1

ICR 마우스의 태아에 대한 방사선과 초음파의 공동효과에 관한 실험적 검토

구연화 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 1991 방사선기술과학 Vol.14 No.2

Combined Effects of Ionizing Radiation and Ultrasound on Malformation in ICR Mice at Organogenesis stage

GU,Yeunhwa,MORI,Takehiko,YAMAMOTO,Youichi,Hasegawa,Takeo,KUSAMA,Tomoko 대한방사선 방어학회 1999 방사선방어학회지 Vol.24 No.1

태생 8일째인 임신한 생쥐에 137-Cs 감마선과 초음파를 조사하였다. 복합조사의 경우 임신한 생쥐는 1.5 Gy 방사선과 1.0 W/㎠ 초음파로 -1, 0, 1, 3, 6 시간 간격으로 조사하였다. 사망과 외부 기형은 태생 18일에 검진하였다. 방사선에 의한 탠생 8일의 사망 임계값은 0.5에서 1.0 Gy 사이였으며, 초음파는 1.0에서 1.5 W/㎠ 사이였다. 태생 후반기의 사망은 방사선과 초음파의 복합 치료에 의해 상승적으로 증가되었다. 방사선에 의한 뇌탈출기형 및 무안구증의 임계값은 각각 0.5에서 1.0Gy사이와 1.0에서 1.5Gy 사이였다. 초음파에 의한 뇌탈출기형과 무안구증의 임계값은 각각 1.0에서 1.5W/㎠ 사이와 1.5 W/㎠ 이상이었다. 복합치료의 경우는 뇌탈출기형과 무안구증의 빈도가 상승적으로 증가하였다. 한 시간 간격으로 두 가지 치료를 받은 생쥐에서 뇌탈출기형과 무안구증의 빈도가 최고치에 도달하였다. Pregnant ICR mice were treated with 137Cs gamma-ray / ultrasound on day 8 of gestation. In combined treatments, pregnant mice were treated with both 1.5 Gy of radiation and 1.0 W/㎠ ultrasound at time intervals of -0, 1, 3 and 6 hours. The mortalities and external malformations were investigated on day 18 of gestation. The threshold dose of mortality induced by radiation on day 8 of gestation was between 0.5 and 1.0 Gy, and that which was induced by ultrasound was between 1.0 and 1.5 W/㎠. The mortalities in the late-stage of gestation induced by combined treatment with radiation and ultrasound increased synergistically. The threshold dose of exencephaly and anophthalmia induced by radiation were between 0.5 and 1.0 Gy and between 1.0 and 1.5 Gy, respectively. Those of exencephaly and anophthalmia induced by ultrasound were between 1.0 and 1.5 W/㎠ and more than 1.5 W/㎠, respectively. In combined treatments, the incidence of exencephaly and anophthalmia were found to increase synergistically. In the mice treated with both agents at a time interval of one hour, the incidence of exencephaly and anophthalmia reached maximum levels.

The Developmental Effects of Radiation on ICR Mouse Embryos in Preimplantation Stage

Gu,Yeun Hwa 대한방사선 방어학회 1996 방사선방어학회지 Vol.21 No.4

着床前期의 胎兒는 放射線을 비롯한 많은 環境要因에 대하여 感受性이 높은 個體임에도 불구하고 특히 이 시기는 姙娠婦가 自覺적으로 임신을 감지할 수 없는 시기이기에 이러한 여러 환경유해요인으로 부터 의도적으로 피할 수가 없다. 그러므로 착상전기의 영향을 충분히 검토한 후에 의료행위를 취할 것이며 이에 대한 防禦대책도 검토할 필요가 있다. 종래 까지 방사선에 대한 태아영향에 많은 연구결과에 의하면 방사선 및 그 외의 유해요인에 대한 착상전기의 영향은 胚死亡(流産)만이 일어나며 奇形은 誘發하지 않는다고 하여 發生學등 여러 교과서에서 기형은 器官形成期만이 局限해서 일어나는 영향이라고 단정되어 왔었다. 그러나 이 연구결과 착상전기에 있어서도 기형이 유발하여 오히려 器官形成期보다도 감수성이 높다는 것이다. 또한 착상전기에서도 기형유발의 시기특이성을 가지며 여러 종류의 기형이 발생한다는 것이 본 연구로부터 밝혀졌다. 실험동물은 ICR Mouse를 사용했다. ICR Mouse는 일반적으로 태아사망 및 기형실험에 널리 사용되는 것이다. 사육조건은 Conventional 한 조건하에서 사육했으며 Mating 方法은 Female 마우스의 발정기(Sexual Excitement period)에 있는 mouse 질(膣)을 육안 적으로 관찰하여 AM. 6:00∼9:00시까지 3시간만 mate시켰다. AM 9:00시에 Vaginal Plug를 관찰하여 임신을 확인했다. Plug가 확인된 마우스는 AM 8:00시에 수정(Conception)된 것으로 가정하고 이 시점을 임신 0링 0시로 수정 난의 태아연령을 산정했다. 방사선조사는 137 Cs Υ-선을 사용하였으며 임신 마우스의 전신조사를 실시하고 조사한 시기는 각 2, 48, 72, 96hpc이며 조사한 방사선 선량 군은 0.1∼2.5Gy이다. 태아영향 관찰지표는 태아 연령은 mate일 오전 8:00시를 임신 0일 0시로 환산하여 태아연령 18일에 임신마우스를 Cervical vertebral dislocation에 의해 도살했다. 도살후 해부하여 각 임신 마우스별로 관찰했다. 착상 율을 관찰하기 위하여 황체수를 세었고, 태아사망과 생존태아를 구별했다. 자궁내 사망의 분류는 태아사망을 ① preimplantation death ② Embryonic death ③ Fetal death로 분류했다. 착상전사망은 수정후 0∼4.5日(1세포기∼배반포후기 부화까지)까지의 사망으로써 난소수 황체수(배란 수)와 착상태아(생존태아, 착상흔, 태반유잔, 흡수태아, 침연태아의 합계)로 부터 구할 수 있다. Embryonic death는 수정후 4.5日∼13日까지의 사망으로써 Implantation sites, Placental remnants, Resorption of fetus로 관찰된 것이다. Fetal death는 수정후 14日∼18日까지의 사망으로써 Maceration of fetus로 관찰되는 것이다. 통계학적 분석은 각 Group의 착상 율과 자궁내사망율을 산출할 때에는 각 임신마우스에 따라 발생빈도가 크게 다르기 때문에 통계처리에는 Non parametric 검정인 Kluskal Wallis 검정을 사용하여 분석하였다. 또한 개체 Level 영향인 착상율, 태아사망, 기형의 threshold dose의 산정에 대해서는 SAS-Logistic 검정에 따라 통계분석을 하여 5%(Ld5, ED5) 및 10%×2/3점을 threshold dose로 판단했다. 태아체중에 대해서는 parametric검정인 t-test검정에 의하여 분석했다. 그 결과 착상전기에서도 기형이 유발하며 특히 시기에 따라 일어나는 때와 일어나지 않는 때가 있음을 본 연구로부터 밝혀졌다. 또한 착상전기의 영향으로써 유발되는 기형은 여러 종류의 기형이 발생함이 밝혀졌다. 특히 이시기는 착상전사망 및 胚사망은 방사선 선량에 따라 크게 일어나나 태아사망(Fetal death) 및 태아체중은 有意差가 없었다. Embryos and fetuses are more sensitive to various environmental agents than are adults or children. The biological effects such as intrauterine death and malformation are closely connected with prenatal exposure very various agents. The sensitivity of these embryonic/fetal effects depends on the stage of pregnancy. From the viewpoint of fetal development, embryonic and fetal stages can be divided into three stages : Preimplantation, organogenetic and fetal. Each stage corresponds to 0 to 4.5days, 4.5 to 13.5days, and 13.5days of gestation in mice, respectively. Many studies on the biologcal effects of mice irradiated by γ-rays at various stages during organogenesis and fetal period have been performed. Based on these results, the dose-effect and dose-response relationships in malformations, intrauterine death, or retardation of the physical growth have been practically modeled by the ICRP(International Commission on Radiological Protection) and other international bodies for radiation protection. Many experimental studies in mice have made it clear that mice embryos in the preimplantation period have a higher sensitivity to radiation for lethal effects than the embryos/fetuses on other prenatal periods. However, no teratogenic effects of radiation at preimplantation stages of mice have been described in many textbooks. It has been believed that "all or none action results" for radiation of mice during the preimplantation period were applied. The teratogenic and lethal effects during the preimplantation stage are one of the most important problems from the viewpoint of radiological protection, since the preimplantation stage is the period when the pregnancy itself is not noticed by a pregnant woman. There are many physical or chemical agents which affect embryos/fetuses in the environment. It is assumed that each agents indirectly effects a human. Then, a safety criterion on each agent is determined independently. The pregnant ICR mice on 2, 48, 72 or 96 hours post-conception (hpc), at which are preimplantation stage of embryos, were irradiated whole body Cesium-gamma radiation at doses of 0.1, 0.25, 0.5, 1.5 and 2.5 Gy with dose rate of 0.2 Gy/min. In the embryos from the fetuses from the mice irradiated at various period in preimplantation, embryonic/fetal mortalities, incidence of external gross malformation, fetal body weight and sex ratio were observed at day 18 of gestation. The sensitivity of embryonic mortalities in the mice irradiated at the stage of preimplantation were higher than those in the mice irradiated at the stage of organogenesis. And the more sensitive periods of preimplantation stage for embryonic death were 2 and 48 hpc, at which embryos were one cell and 4 to 7 cell stage, respectively. Many types of the external gross malformations such as exencephaly, cleft palate and anophthalmia were observed in the fetuses from the mice irradiated at 2, 72 and 96 hpc. However, no malformations were observed in the mice irradiated at 48 hpc, at which stage the embryos were about 6 cell stage precompacted embryos. So far, it is believed that the embryos on preimplantation stage are not susceptible to teratogens such as radiation and chemical agents. In this study, the sensitivity for external malformations in the fetuses from the mice irradiated at preimplantation were higher than those in the fetuses on stage of organogenesis.

ICR마우스의 태아(胎兒)에 대한 방사선(放射線)과 초음파(超音波)의 공동효과에 관한 실험적 검토

남상희,구연화 인제대학교 1992 仁濟論叢 Vol.8 No.1

The Combined effect of radiation and Ultrasound has been studied in mouse embryos. Radiation and/or Ultrasound has been were adminstered to ICR mice on day 8 of gestation. Intrauterine death, gross malformation, and fetal body weight were selected as indicators of effects. Dose of whole-body r-irradiation were 0.5 to 2.5 Gy and those of ultrasound were 0.5W/cm2 to 3W/cm2. Intrautrine mortality increased with increasing radiation dose ; this trend was more remarkable in combination with ultrasound. Gross malformation such as exencephaly and anophthalmia/microphthalmia appeared frequently in the fetuses treated with both radiation and ultrasound. Decreased fetal weight was observed even in mice treated with 1.5Gy of radiation or 1W/cm2 of ultrasound. There was a linear relationship between dose and reductions of fetal weight. The fetal weight was sensitive, precise, and easy-to-handle indicator for the effects of growth retardation. Intrauterine mortality and frequencies of exencephaly and anophthalmia/microphthalmia were higher than the sum of those induced by radiation and by ultrasound. The results indicated that the combined action of radiation and ultrasound of intrauterine death and malformations was synergistic.

임신 ddy Mice에서 착상전기 방사선 조사에 따른 산전 사망 및 외부 기형 발현

노희정,최일봉,구연화,Ro, Hee-Jeong,Choi, Ihl-Bhong,Gu, Yeun-Wh 대한방사선종양학회 1998 Radiation Oncology Journal Vol.16 No.3

목적 : 착상전기의 진단 및 치료 영역의 방사선 조사가 임신 ddy mouse에서 산전 사망과 외부 기형을 유발하는지, Compaction전 시기의 반응에 시기별 차이가 있는지 그리고 계통에 따르는 차이가 있는지 여부를 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 임신 ddy mouse 대조군 32 마리와 실험군 53 마리를 대상으로 연구를 시행하였으며, 실험군에 대한 방사선 조사는 착상전의 중요한 두 시기인 24 h p.c.와 48 h p.c.에 진단 영역에서도 이용되는 방사선 선량인 0.1, 0.5 Gy를 포함하여 0.75, 1.5, 3 Gy를 조사한 후, 임신 18일에 희생시켜 산전 사망 즉 착상전 사망, 배 사망 및 태아 사망과 외부 기형을 관찰하였다. 결과 : 1) 착상전 사망은 24 h p.c. 및 48 h p.c.에서 대조군에 비해 현저하게 많이 발생하였으며 선량 의존성을 나타냈고, 시기별 한계 선량은 각각 0.05 Gy 및 0.075 Gy이상으로 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선에 대한 감수성이 높은 시기임을 알 수 있었다. 2) 배 사망은 48 h p.c.의 0.1 Gy 조사군을 제외한 24 h p.c. 및 48 h p.c.의 모든 조사군에서 대조군에 비해 많이 발생하였고 선량 의존성을 보였으며, 한계 선량은 각각 0.1 Gy 및 0.25 Gy이상으로 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선 조사에 의한 배 사망의 감수성이 높았다. 3) 태아 사망은 24 h p.c. 및 48 h p.c.의 실험군 모두에서 발생하지 않았다. 4) 외부 기형은 24 h p.c. 실험군에서 뇌노출 기형 2예, 안검결손 기형 3예, 무안구증 3예, 구개열 2예, 복벽 파열 2예, 꼬리 기형 2예 및 다리 기형 1예, 국소 복벽 결손 1예 등이 발생하였는데, 그 중 진단 영역의 방사선 선량인 0.1 Gy군에서 안검결손 기형 1예, 복벽 파열 1예, 0.5 Gy군에서 뇌노출 기형 1예, 꼬리 기형 2예 및 다리 기형 1예가 발생하여 대조군에 비해 통계적으로 유의한 증가를 나타냈으며 이 시기의 한계선량은 0.2 Gy이상이었다. 48 h p.c.군에서도 안검결손 기형 1예, 꼬리 기형 2예가 발생하였으나 대조군과 통계적인 유의차가 없었다. 결론 : 이상의 결과를 통해 치료 영역뿐만 아니라 진단 영역의 방사선 조사로도 착상전기 임신 ddy mouse에서 착상전 사망 및 배 사망이 발생하고 24 h p.c.에서는 기형도 유발되어 이 시기의 방사선 영향이 "all-or-none" 반응만 일어나는 것이 아님을 알 수 있었으며, 24 h p.c.가 48 h p.c.보다 방사선 감수성이 높은 시기라는 사실과 함께 다른 연구 결과들과 비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다. Purpose : To evaluate the effects of X-irradiation on prenatal deaths, i.e., preimplantation deaths, embryonic deaths and fetal deaths, and on external malformations in precompacted preimplantation ddy mice Materials and Methods : Pregnant mice (n=85) obtained by limiting the mating time to from 6 to 9 A.M., were segregated into 11 groups. The first five groups (n=26) were irradiated with X-ray doses of 0.1 0.5, 0.75, 1.5, and 3 Gy, respectively, at 24 h post conception (p.c.) of the preimplantation Period. The second five (n=27) groups were irradiated at the same X-ray doses, respectively, but at 48 h p.c. of the preimplantation period. The last group (n=32) was the control group. The uterine contents were examined on the 18th day of gestation for prenatal deaths and external malformations. Results : 1) A statistically significant increase in preimplantation deaths with increasing dose was observed in the experimental groups irradiated at 24 h p.c. and in the groups irradiated at 48 h p.c., as compared to the control group. The threshold dose was close to 0.05 Gy and 0.075 Gy for the irradiations at 24 h p.c. and 48 h p.c. respectively. 2) A statistically significant increase in embryonic deaths with increasing dose was observed in all irradiation groups, except the group irradiated with a dose of 0.1 Gy at 48 h p.c.. 3) No fetal deaths were found in any experimental group. 4) In the experimental groups irradiated at 24 h p.c. anomalies increased with statistical significance, as compared with the control group : 2 exencephalies, 2 open eyelids, 3 anophthalmias, 2 cleft Palates, 2 gastroschisis, 1 abdominal wall defect. 1 leg defect, and 2 short tail anomalies: the threshold dose for external malformations was close to 0.2 Gy at 24 h p.c.. In the groups irradiated at 48 h p.c., 1 open eyelid and 2 short tail anomalies were observed, but there was no statistical significance in those malformations. Conclusion : The results of this study reveal that X-irradiation of precompacted preimplantation ddy mice causes not only preimplantation deaths and embryonic deaths but also external malformations. In addition, external malformations were observed in our experiments at diagnostic doses, including 0.1 and 0.5 Gy. For this reason, we recommend that irradiation should be avoided during the preimplantation period by applying Rugh's 10-day rule.