함께하는 과학기술, 다가오는 선진한국

이종화,Lee, Jong-Hwa 한국과학기술단체총연합회 2005 과학과 기술 Vol.38 No.5

Multiple Binding Affinities for Muscarinic Acetylcholine Receptors in Rat Brain

이종화,Lee, Jong-Hwa,El-Fakahany, Esam E. The Korean Society of Pharmacology 1987 대한약리학잡지 Vol.23 No.2

중추신경계 특히 뇌내(腦內)의 무수카린성 콜린 수용체 (mAchR)에 대한 수용체 특성의 연구의 하나로, 물리 화학적 성상에 다른 두 종류의 콜린길항제를 사용하여 서로 다른 두 형태의 조직에서 약물의 작용양상 및 다른 약물과의 상호작용을 정초하였다. 실험동물로는 흰쥐를 일정기간 규정사료를 사육하였고, 사용한 Radioactive ligands는 $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS였으며 그외에 다른 수종의 길항제 또는 효능제와의 치환작용을 brain homogenates와 intact brain cell aggregates에서 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. $(^3H)$ QNB와 $(^3H)$ NMS는 모두 질량작용의 법칙에 비례하여 수용체와의 결합에서 높은 친화력과 포화를 보였으며 또한 높은 결합 능력을 나타내었다. 더욱이 homogenates 제제와 intact cell aggregates제제에서의 결과 사이에는 유사한 점이 많았다. 2. Homogenates제제를 사용한 실험에서, 제 3 급아민콜린길항제인 QNB, atropine과 scopolamine 또는 제 4 급 암모늄골린 길항제인 methylatropine과 methylscopolamine을 사용하여 위의 radioactive ligands와의 치환작용을 검토하였다. $(^3H)$ NMS 실험군에서는 제 3 급아민 및 제 4 급 암모늄길항제 모두가 구조의 구별없이 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 $(^3H)$ QNB 실험군에서는 제 4급 암모늄콜린 길항제들을 단일성(unity)이 아닌 높고 낮은 두 종류의 친화도를 가진 결합부위의 양상을 나타내었다. 또 비특이성 콜린길항제인 pirenzepine을 사용한 실험군에서는 두 ligands을 모두 치환시켰고 서로 다른 결합부위가 있음을 보였다. 3. Intact cell aggregates 제제를 사용한 실험에서, $(^3H)$ NMS와 $(^3H)$ QNB 모두 homogenates 제제에서와 같은 양상의 반응을 보였다. 또 $(^3H)$ NMS를 radioligand로 하여 수종의 콜린길항제와 수종의 콜린 효능제를 사용하여 약물 상호작용으로 수용체의 성질을 검토하였다. 그 결과 콜린 길항제들은 질량작용의 법칙에 따라 치환되었으나 콜린 효능제 투여군에서는 높고 낮은 두 종류의 다른 친화력의 결항부위를 나타내었다. 4. 위의 실험의 결과로,(a) 친유성콜린 길항제인 $(^3H)$ QNB는 친수성 콜린길항제인 $(^3H)$ NMS보다 훨씬 높은 결합능력을 보였으며 이것으로 수용체 특히 mAchR의 존재 장소 또는 mAchR의 형상의 일부는 세포막 표면 뿐 아니라 세포막내의 어떤 부위와도 관계가 되는 것으로 간주되는데 이것이 $(^3H)$ QNB가 $(^3H)$ NMS보다 높은 최대 결합능력 $(B_{max})$을 나타낼 이유이다. (b) 두 종류의 다른 제제에서 우리는 같은 양상의 결과를 관찰하었기에 결점이 많은 homogenates 제제보다는 intact cell aggregates 제제를 수용체 연구에 대한 새로운 실험모형(experiment model)으로 사용할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다. We investigated the binding properties of $(^3H)$ QNB and $(^3H)$ NMS to mAchR to elucidate the characterstics of mAchR in rat brain by using two different preparations (homogemates & intact brain cell aggregates). The binding properties of both ligands demonstrated high affinity and saturability in both experiments, however $(^3H)$ QNB showed a significantly higher maximal binding capacity than tha ot $(^3H)$ NMS 1. In rat brain homogenates; Displacement of both lignands with several mAchR antagonists resulted in competition curves in accoradnce with the law of massaction for QNB, atropine & scopolamine in thie preparation, also a similar profile was found for the quaternary ammonium analogs of atropine & scopolamine (methyl atropine & methylscopolamine) when $(^3H)$ NMS was used to label the receptors in rat brain. But when these hydrophillic antagonists were used to displace $(^3H)$ QNB, they showed interaction with high- and low-affinity binding sites in brain homogenates. Pirenzepine, the nonclassical mAchR antagonist, was able to displace both ligands from binding sites in this preparation. 2. In intact rat brain cell aggregates; Intact bain cell aggregates were used to elucidate the binding characteristics of $(^3H)$ NMS to mAchR in rat. The magnitude of binding of this ligand was related linearly to the amount of cell protein in the binding assay with a high ratio of total to nonspecific binding. mAchR antagonists displaced specific $(^3H)$ NMS binding according to the law of mass-action, while it was possible to resolve displacement curves using mAchR agonist into high-& low-affinity component. 3. Our results indicate that more hydrophilic receptor ligand $(^3H)$ QNB, displacement experiments in both tissues demonstrated that the lipid solubility of a particulr mAchR ligand might play an important role in determining its profile of binding to the mAchR, and the concentrations of mAchR in rat brain are both on the cell surface (membrane-bound receptor) and in the intracelluar membrane (intermembrane-bound receptor). 4. The results are discussed in terms of the usefulness of dissociated intact rat brain cells in studying mAchR in central nervous system.

응용연구 실용화에 주력-인삼 등 전매제품 질향상 뒷받침

이종화,Lee, Jong-Hwa 한국과학기술단체총연합회 1986 과학과 기술 Vol.19 No.2

Agonist-Antagonist Effects of Buprenorphine on Action Potentials of Frog Sciatic Nerve Fibers

이종화,Lee, Jong-Hwa,Frank, George B. The Korean Society of Pharmacology 1989 대한약리학잡지 Vol.25 No.1

함께 투여되는 마약성진통제에 따라 효능제 또는 길항제(mixed agonist-antagonist)로 작용하는 buprenorphine을 사용하여 개구리 좌골신경에 존재하는 아편수용체의 성질을 검토하였다. 실험은 sucrose-gap apparatus를 사용하여 활동전압에 대한 영향을 관찰하였으며 약물의 상호작용을 검토하고자 meperidine 또는 naloxone을 사용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) Buprenorphine은 현저하게 개구리 좌골신경의 활동전압을 저하시켰다. 2) 두 개의 최고작용농도를 보였는데 저농도에서는 $10^{-8}\;M$, 또 고농도에서는 $10^{-4}\;M$에서 현저하게 작용을 나타내었다. 3) Buprenorphine은 meperidine의 활동전압 저하작용을 의의있게 억제하였다. 4) Naloxone에 의하여 Buprenorphine의 저하 작용이 억제되었다. 위의 실험결과로 Buprenorphine은 순수 마약성진통제의 작용을 억제하여 차단제로 작용하는 한편 또한 효능제로 활동전압을 의의있게 억제하였다. 이로써 개구리 좌골신경에 있는 아편수용체는 세포막에 또는 세포막 주위에서 $Na^+-Channel$이 활성화되는 데 중요한 역할을 하는 것으로 간주되며 이 수용체는 또한 Naloxone에 매우 민감한 반응을 나타낸다. Buprenorphine, one of the mixed agonist-antagonist opioid drugs was used to inverstigate the opioid receptor on frog sciatic nerve A fibers. Action potentials were recorded for 4 hrs by a sucrose gap apparatus which were separated by four rubber membranes. To examine the one of the mechanism of action of buprenorphine, meperidine or naloxone was added after or before the treatment of buprenorphine. The results of this experiment were as follows: 1. Buprenorphine suppressed significantly the compound action potentials of frog sciatic nerve, and the maximal effects were shown both at $10^{-4}\;M$ and at $10^{-8}\;M$. 2. The dose-response relationship of buprenorphine on the depressant effect in frog sciatic nerve was biphasic and inverted U-shaped. 3. Buprenorphine blocked the effect of Meperidine $(10^{-3}\;M)$ on this preparation. 4. The depressant effcct of Buprenorphine on frog sciatic nerve was blocked by $10^{-8}\;M$ naloxone. From the above results, buprenorphine acts as one of agoinist-antagonistic effect on frog sciatic nerve, and the opioid receptor on this preparation is located on or near the intracellular opening of the sodium channels, which are sensitive to naloxone.

한국해양발전연구소

이종화,Lee, Jong-Hwa 한국과학기술단체총연합회 1973 과학과 기술 Vol.6 No.11

미지의 세계를 추적하는 인간의 노력은 끊임없이 진행되고 있다. 신비와 암흑에 쌓인 대륙을 벗겨내는 여러가지 형태의 탐험, 무한한 우주공간을 향해 쏘아 올리는 각종 인공위성, 그리고 광막한 해저를 파헤쳐나가는 일들이 모두가 그것을 충분히 증명해주고 있는 것이다. 삼면이 바다로 둘러싸인 우리 나라의 입지조건을 살펴볼 때 해양개발은 그 어느 것보다도 우선되어야 할 과제가 아닐까? 금번에 열린 한ㆍ미 과학기술 협력 공동위원회 Work Shop에서도 이 문제에 깊은 관심을 갖고 진지한 토론 및 대책을 토의하였다. 여기에서 발표된 연구논문과 함께 최근에 KIST부서로 설치된 해양 발전 연구소에 관해 알아본다.

웹기반 초등학교 과학과 발견학습 시스템

이종화,한규정,Lee, Jong-Hwa,Han, Kyu-Jung 한국정보교육학회 2008 정보교육학회논문지 Vol.12 No.1

제 7차 초등학교 과학과 교육과정에서는 특히 탐구학습을 강조하고 있다. 그러나 단위 시간과 학습자료의 부족이라는 현실적인 이유 때문에 학교 교육 현장에서는 실제적인 적용이 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 웹기반 발견학습 시스템을 설계 구현하고 그 효과성을 검증하는데 목적이 있다. 검증 과정으로 초등학교 4학년 과학과의 용수철 늘이기 단원을 대상으로 일반적인 발견학습 모형을 적용한 비교집단과 웹기반 발견학습 시스템으로 수업을 받은 실험집단의 학업성취도에 있어 유의미한 차이가 있는지 조사하였다. 적용 결과, 웹기반 발견학습 시스템으로 수업을 한 경우, 전통적인 발견학습 모형 그대로 적용한 경우보다 학업 성취도가 높았다.

과학기술 관련기관 '88새해설계-한국인삼연초연구소

이종화,Lee, Jong-Hwa 한국과학기술단체총연합회 1988 과학과 기술 Vol.21 No.1

흔들림 보정을 통한 고해상 사이드스캔소나의 데이터 관리기법 연구

이종화,김영석,박철,최상식,이흥수,Yi, Jong-Hwa,Kim, Young-Seok,Park, Chul,Choi, Sang-Sik,Lee, Heung-Su 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.5

기존의 예인식으로 운용하는 사이드스캔소나의 경우 조사 시 사용자가 원하는 단면 조사에 어려움이 있어 수중구조물 전동 지그가 개발되었지만, 전동지그를 사용한 음파촬영방법의 경우 보트와 소나가 일체 거동하기 때문에 파랑에 의한 보트 롤링현상, 보트운전자의 운용미숙 등으로 인한 음파영상의 흔들림발생 등, 작업환경에 따른 여러 가지 문제로 인하여 데이터의 왜곡이 발생하였다. 따라서 본 연구에서는 기존 사이드스캔소나의 수중조사를 위한 장비운용 시 발생하는 영상의 흔들림을 해결하기 위해, 흔들림 보정센서를 부착하고 흔들림 보정 알고리즘을 개발하여 흔들림보정이 가능하도록 프로그램을 보완하였다. 또한, 소나 데이터 해상도의 향상 정도를 검증하기 위하여, 현장조사를 통해 흔들림 보정 전 후 음파영상을 수집하고 손상 의심부에 잠수사를 투입하여 실제 손상길이 및 수심을 측정하여 취득한 음파영상 데이터의 분석을 수행하였다. 본 연구는 향후 사이드스캔소나를 활용한 구조물의 수중부 및 하상면 음파영상 촬영기법의 발전에 기여할 것으로 판단된다. In the case of the side scan sonar operated by the towing method, the underwater structure electric jig was developed because there is a difficulty in the cross-sectional survey that the user wants when conducting the survey. However, in the case of the sound wave photographing method using the electric jig, since the boat and the sonar behaves as one body, data distortion has occurred due to various problems according to working environment, such as, the rolling phenomenon of the boat due to the wave and the fluctuation of the sonic image due to the inoperability of the boat driver. Therefore, in order to solve the image blurring caused by the operation of the equipment for underwater survey of the existing side scan sonar, in this research, the program was supplemented to enable the shake correction by attaching the shake correction sensor and developing the shake correction algorithm. In order to verify the improvement of the sonar data resolution, the sonic images before and after the shake correction were collected through on-site investigation and the analysis of the sonic image data acquired by a diver measuring the actual damage length and depth. This study is expected to contribute to the development of sonar imaging technique of the underwater surface of the structure and bed surface of the sea or a river using the side scan sonar in the future.

Calcium Movement in Carbachol-stimulated Cell-line

이종화,Lee, Jong-Hwa The Korean Society of Pharmacology 1995 대한약리학잡지 Vol.31 No.3

Calcium수송에 대한 기전을 추구하기위하여, carbachol을 사용하여 ml muscarinic receptor-transfected RBL-2H3 cell-line에서 다음과 같은 실험결과를 얻었기에 이에 보고한다. 1) Carbachol의 투여로 이들 cell-line에서 $Ca^{2+}$ influx가 농도에 따라 증가하였고, hexosaminidase 분비양도 의의있게 증가하였다. 2) Atropine 투여로 Carbachol의 상승작용이 의의있게 억제되었다. 3) 수종의 금속양이온을 투여하여 carbachol의 $Ca^{2+}$수송에 대한 영향을 관찰한 바, 이들 금속이온들은 $Ca^{2+}$의 influx를 의의있게 억제하였다. 4) PMA(20 nM) 투여로 carbachol의 hexosaminidase의 분비는 억제되지 못했지만 $Ca^{2+}$ influx는 억제되었다. 5) PTx $(0.2\;{\mu}g/ml)$ 투여로 carbachol의 hexosaminidase 분비가 의의있게 억제되었다. 위의 결과로 미루어 보아, 이 세포의 muscarinic receptor가 calcium channel을 통한 calcium수송에 매우 중요한 영향을 나타내는데, 이들 calcium ion channel은 적어도 두 종류가 존재하며, 하나는G-protein-dependent calcium channel에 의하며, 다른 하나는 G-protein-independent calcium channel에 대한 작용에 의한 것으로 생각된다. 또한 이 calcium channel들은 2가 또는 3가의 다른 금속 ion들에 의하여 calcium수송이 억제된다. It has been well known that the intracellular calcium concentration $([Ca^{2+}]_i)$ in living cell is very sensitive to live or to survive, but the transmembrane system of calcium ion, especially mechanism of calcium ion movement in unexcitable state has been little elucidated. Though many proposed theories for calcium ion transport have been reported, it is still unclear that how could the sustained maintenance in cytosolic calcium level be done in cell. Since one of possible mechanisms of calcium transport may be related to the acetylcholine receptor-linked calcium channel, author performed experiment to elucidate this mechanism of calcium influx related to cholinergic receptor in ml muscarinic receptor-transfected RBL-2H3 cell-line. 1) The effects of carbachol both on calcium ion influx and on the secretion of hexosaminidase were respectively observed in the manner of time-related or concentration-dependent pattern in this model. 2) The effects of several metal cations on calcium transport were shown in carbachol-induced cell-line. 3) Atropine was administered to examine the relationship between cholinergic receptor and calcium ion influx in this model. 4) PMA (Phorbol 12-myristate 13-acetate) or PTx (Pertussis toxin) was respectively administered to examine the secondary mediator which involved pathway of calcium ion movement in carbachol-induced cell-line. The results of this experiments were as follows; 1) Carbachol significantly stimulated both the calcium influx and the secretion of hexosaminidase in the manner of the concentration-dependent pattern. 2) Atropine potently blocked the effects of carbachol in concentration-response manner. 3) Administered metal cations inhibited the calcium influx in carbachol-stimulated this model to the concentration-related pattern. 4) PMA did not inhibit carbachol-induced secretion of hexosaminidase, but blocked the calcium influx in this cell-line. 5) The suppression of carbachol-induced hexosaminidase secretion was shown in PTx-treated cell -line.

Effects of Racemic Ketamine on Excitable Membranes of Frog

이종화,Lee, Jong-Hwa,Frank, George B. The Korean Society of Pharmacology 1991 대한약리학잡지 Vol.27 No.2

Racemic ketamine을 사용하여 개구리의 좌골신경 및 toe muscle에 대한 작용을 관찰하였다. 실험방법으로는 214 mM sucrose을 사용하여 서로 다른 두 종류의 투여 방법으로 세포막의 활동 전압에 대한 영향을 electric recording으로 관찰하였다. 즉, intracellular 투여는 single sucrose gap technique으로, extracellar 투여는 double sucrose gap technique을 사용하였으며 그 실험 결과는 아래와 같았다. 1. Racemic ketamine은 개구리의 좌골신경 및 toe muscle의 활동전압을 intracellular 및 extracellular 투여시 모두 의의 있게 억제하였다. 2. 개구의 toe muscle에서 $K^+$-수축을 억제하였다. 3. naloxone은 ketamine의 억제작용을 완전히 차단하지는 못하였다. The effect of racemic Ketamine HCl was observed on excitable membranes of sciatic nerve fibres and toe muscles from frog. Ketamine significantly depressed the amplitude of the action potential, maximum rate of rise and that of fall of action potentials of sciatic nerve by dose-dependent and time-course manner, and also it produced the inhibition of $K^+-contracture$ in toe muscle. We used two different ways of sucrose gap method to to obtain the better results from sciatic nerve. We observed and compared the effect of ketamine on sciatic nerve with naloxone, 4-AP (4-aminopyridine) and TEA (Tetraethylammonium). Naloxone significantly but not totally blocked the effect of ketamine both on nerve and on skeletal muscle. 4-AP or TEA by itself had a significant depressant effect on the action potentials on nerve by central perfusion (extracellular perfusion), but both of these drugs did not much affect the action of Ketamine on nerve. The reversibility of effect of Ketamine (10 mM) was observed both on nerve and on skeletal muscles when exposed to drug for short duration. The effects of racemic ketamine described may provide to support that one of the mechanisms of the action of Ketamine on nerve and on muscles of frog might be related to non-specifically effect on receptors within the ion channels $(K^+-channel,\;Na^+-channel\;or\;slow\;Ca^{++}\;channel)$ at higher dose which produces anesthetic effect and also it interacts specifically with one of the opioid receptors or subtype of these receptors which is sensitive to Naloxone at lower dose which produces analgesia.