Homeodomain only protein 과발현에 의한 심장비대

최윤정 전남대학교 2005 국내박사

Homeodomain only protein (HOP)는 homeodomain구조만을 지닌 작은 단백질로서 심장에서 발현되고 심근세포의 태생기 및 생후 발달에 중요하다 (Chen 등, 2002; Shin 등, 2002). 본 연구에서는 a-myosin heavy chain (a-MHC) promoter를 이용하여 HOP단백질을 생쥐 심장에 선택적으로 과발현시킨 형질전환생쥐 (transgenic mice)를 만들어 생후 심장 기능에 미치는 HOP의 영향을 알아보고자 하였다. pBS2-SK^(+)-a-MHC vector중 a-MHC promoter부위 후방에 hemaglutinin (HA)이 붙은 HOP (HOP-HA)를 SalI/HindIII를 이용하여 클로닝하였고 NotI으로 자른 후 선형 DNA로 만들어 수정란에 주입하였다. 한편 HOP의 구조 중 혈청반응인자 (serum-response factor, SRF)를 억제하는데 관여한고 알려진 두 번째 helix부위 (H2)의 LIAAE아미노산을 site-directed mutagenesis kit를 이용하여 AAASM아미노산으로 치환한 후 수정란에 주입하여 HOP H2 형질전환 쥐를 만들었다. 심장과 체중의 비를 구하여 심장비대 여부를 측정하였고 심장초음파와 MRI로 심근비대를 확인하였다. 조직학적 검사방법으로는 H&E염색, Masson's trichrome 염색, 전자현미경 관찰 등을 이용하였다. Circular dichroism방법으로 HOP wild type과 H2 mutant간의 구조적 차이를 관찰하였고 침습적 혈역학 연구를 시행하였다. 심장에서 mRNA를 분리하여 DNA microarray를 시도하였고 transcript의 변동을 real time RT-PCR로 재차 확인하였다. Wild type의 HOP을 과발현시킨 형질전환쥐 (TgHOPwt)에서 심장무게는 약 30% 증가되었고 이는 세 개의 다른 line에서 모두 관찰되었으며 연령증가에 따라 더욱 증가하여 섬유화를 동반한 심부전이 나타났고 일부 쥐는 급사하였다. 전자현미경 사진에서는 미토콘드리아가 비후되어 있고 I band의 소실이 관찰되었다. 심장 초음파 및 MRI검사결과 미만성의 심장비대가 관찰되어 특히 수축기 말기에는 심실강이 완전히 소실되었다. 혈역학 검사결과 심장 이완기능을 설명하는 LVEDP와 -dP/dt가 현저히 저하되어 있었고 심방성 부정맥이 동반되었다. 그러나 두 번째 helix가 치환된, 비활성 HOP을 과발현시킨 형질전환생쥐 (TgHOP H2)에서는 이와 같은 심장비대, 섬유화, 급사 등이 전혀 관찰되지 않았다. DNA microarray결과 DBY RNA helicase, c-fos, calsequestrin등의 유전자의 발현이 감소되었고 이는 real time RT-PCR로 재확인되었다. 이상의 성적으로부터 혈청반응인자 의존성 심장특이적 유전자의 발현을 억제시키는 HOP이 성체 심장에 과발현되면 심장비대, 심부전 및 섬유화를 일으키고, 이는 HOP단백질에 특이적으로 유발됨을 알 수 있었다. 이는 심장비대증의 발생기전에 HOP이 중요한 역할을 할 수 있음을 시사하며 향후 이러한 심장내 HOP과발현 모델을 이용하여 심장비대증을 연구할 수 있을 것으로 사료된다. The recently discovered homeodomain only protein, HOP, is expressed in the early developmental period of the heart and is important for the embryonic and postnatal proliferation and differentiation of cardiomyocytes. This study was to investigate the regulation of HOP in the adult heart with transgenic mice overexpressing HOP in the heart with a-myosin heavy chain (a-MHC) promoter. Hemaglutinin-fused HOP (HOP-HA) was subcloned in pBS2-SK^(+)-a-MHC vector, linearized, injected into oocytes. The second helix mutant (H2) of HOP, which lacks the interacting abillity with serum response factor (SRF) was generated and injected into oocytes to serve as a negative control. Cardiac hypertrophy was evaluated by measuring heart to body weight ratio and by MRI and echocardiography. Histologic evaluation with H&E staining, Masson's trichrome staining, and electron microscropy was carried out. Circular dichroism was employed to observe the structural alteration in H2 mutant proteins. Invasive hemodynamic study as well as electrophysiology was evaluated. The alterations of gene transcripts were evaluated by DNA microarray and confimed with real time RT-PCR. The weight of HOPwt-overexpressing hearts were increased by 30%, which was gradually increased by aging, leading to sudden death in some mice. The cardiac hypertrophy was further confirmed with MRI as well as echocardiogram and was observed in three independent transgenic lines. Electron microscopy study revealved mitochondrial swelling and lost of I band. Hemodynamic and electrophysiology study showed diastolic failure and atrial arrhythmia. However, HOP H2 mutant-expressing hearts did not show any abnormality such as cadiac hypertrophy, fibrosis, or sudden death at all. H2 mutant protein still localized in the nucleus with the similar amount of helica structures with wild type. Some transcripts such as DBY RNA helicase, c-fos, and calsequestrin were downregulated in HOPwt-overexpressing hearts. These results revealed that overexpression of HOP in the heart causes cardiac hypertrophy, falure, and subsequent fibrosis, which are HOP protein-specific and suggest that HOP can be an important regulator in the adult heart homeostasis.

심장 이식된 백서에서의 만성 거부반응에 관한 연구

반동규 한양대학교 대학원 2008 국내박사

Background: An accurate diagnosis of the severity of the chronic rejection after a heart transplantation relies on endomyocardial biopsy, but, its invasiveness and the need for repeated examination make it an inappropriate monitoring method. Therefore, we tried to find a continuous and less invasive monitoring method. Material and Method: Heterotopic heart transplantation using Ono-Lindsey method was done in 50 rats, and then 99mTc-pyrophosphate (PYP) scan was done in lived 20 rats after 3 months. The uptake ratio of transplanted heart to vertebrae(H/V) was obtained in allo-transplanted heart. We compared the uptake ratio in 99m Tc-pyrophosphate scan and biopsy of the allo-graft heart, and the native ascending aorta and the allo-transplanted ascending aorta. Results: Chronic rejection was defined when the H/V uptake ratio was higher than 0.09, and we compared the uptake ratio with the biopsy result. True positive was 3, true negative 12, false negative 2, and false positive 3. The sensitivity was 60% and specificity was 80%, diagnostic value was 75%. And then we examined the native ascending thoracic aorta and allo-transplanted ascending aorta. Chronic rejection did not involve the native ascending aorta, but involved the allo-transplanted ascending aorta. Conclusion: 99mTc-Pyrophosphate(PYP) scan was an useful method for the evaluation of the heart transplantation rejection and it would be helpful for monitoring of chronic rejection as a non-invasive and simple method. Cardiac allograft vasculopathy caused by chronic rejection was seen in the large vessel, especially allo-transplanted ascending aorta. 1. 목적 심장 이식 후에 나타나는 거부반응의 유무 와 정도에 대한 정확한 진단은 내심근 조직검사(endomyocardial biopsy)로 이루어지고 있다. 이 방법은 침습적이어서 비교적 자주 시행하여 모니터(monitor) 하기에는 부적합하다. 그래서 덜 침습적이고 지속적으로 모니터 할 수 있는 방법을 찾고자 하는 연구들이 진행 중이고, 이에 새로운 방법에 대한 연구로써 Tc-99m pyrophosphate (PYP)스캔을 시행하여 이식 심장에 거부 반응이 있는 경우 Tc-99m PYP스캔의 진단 가능성을 알아보고 자가 상행 대동맥과 이식된 심장의 대동맥에서 조직 절편을 얻어 비교하여 만성 거부 반응이 대동맥에서도 나타나는지 여부를 확인하고자 하였다. 2. 대상 및 방법 250-300gm 정도의 백서(Splaque-Dawley) 50마리에서 이소성 동종이형의 심장이식(heterotopic heart allo-transplantation)을 Ono-Lindsey method로 시행하였다. 3개월 후에 생존하였던 20마리에서 99mTc-pyrophospate(PYP) 스캔을 시행하여 심장과 척추의 섭취비를 구하여 이식된 심장의 거부 반응에 민감하게 반응할 수 있을 지에 대해 심근 조직 검사 결과와 비교하였으며, 또한 자가 상행 대동맥과 이식된 동종이형의 심장에 연결된 대동맥을 각각 얻어 조직 검사 결과를 비교하였다. 3. 결과 3개월 이상 생존하였던 20마리의 이식된 심장에 대한 Tc-99m PYP 스캔에서의 심장/척추 섭취비와 조직검사 결과를 분석하여 심장/척추 섭취비 0.09이상을 거부반응이 있는 것으로 판정하였다. 20마리에서 진양성 3예, 진음성 12예, 가양성 3예, 가음성 2예로 예민도 60%, 특이도 80%의 결과를 얻었다. 자가 대동맥 및 이식 심장 대동맥의 조직 검사 결과 자가 대동맥은 침범하지 않았으며, 이식된 대동맥은 심근의 손상 정도와 유사한 만성 거부 반응에 의한 동종이형의 심장이식 후 혈관병증(cardiac allograft vasculopathy)의 전형적인 소견을 보였다. 4. 결론 심장 이식 후 거부 반응을 진단할 수 있는 비침습적이고 간단한 검사 방법으로 Tc-99m PYP 스캔이 유용하였으며 거부반응 여부를 모니터하는데 도움이 될 것으로 생각된다. 또한 이식 심장의 관상동맥을 침범하는 만성 거부 반응에 의한 동종이형의 심장이식 후 혈관병증의 소견이 이식 심장에 연결된 상행 대동맥에서도 전형적인 소견으로 나타남을 확인할 수 있었다.

심정지용액을 이용한 4시간의 cold ischemia와 재관류 후 propofol이 심기능 및 세포자멸사에 미치는 영향

최성욱 高麗大學校 2005 국내박사

서론: 심장이식술의 경우 이식되는 심장의 기능장애 및 세포자멸사 같은 다양한 변화를 동반하게 되며, 이러한 변화는 재관류시기에 생성되는 산소자유기와 밀접한 관련이 있다. 최근 심장수술에서 그 사용이 증가하고 있는 propofol은 허혈-재관류 모델에서 산소자유기를 제거하는 방식으로 심근을 보호한다고 알려져 있지만, 심장이식 모델에서의 영향 및 세포자멸사에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 미진한 상태이다. 따라서, 본 연구의 목적은 쥐의 적출심장을 이용한 심장이식 모델에서 propofol이 심기능과 세포자멸사에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 하였다. 방법: 40마리의 수컷 흰쥐를 대상으로 Langendorff 관류장치를 이용하여 15분간의 안정기, 15분간의 관류기를 두고, 1분간 심정지용액을 주입한 뒤 심장을 회로에서 분리하여 4시간 동안 4 ℃의 저장용액에 보관하였다. 4시간이 지난 뒤 심장을 다시 Langendorff에 장착하여 60분간의 재관류후 좌심실에서 조직을 채취, TUNEL 방법을 이용하여 세포자멸사를 관찰하였다. 실험군은 4군으로 나누었으며 아무런 처치를 하지 않은 대조군(control), 허혈 전 propofol 2μM을 관류액에 첨가한 군(PRE), 허혈 후 propofol 2μM을 관류액에 첨가한 군(POST), 허혈 전과 후 propofol 2μM을 관류액에 첨가한 군(ALL)으로 나누어 각각 좌심실 생성압 회복률(recovery of left ventricular developed pressure), 좌심실압의 최대/최소 순간변화율(recovery of dP/dt), 심박수, 관류량 그리고, 세포자멸사 등을 비교하였다. 결과: 안정기시 4군간의 차이는 관찰되지 않았다. 좌심실 생성압의 경우 propofol을 허혈기전에 투여한 군(PRE)에서는 대조군에 비해 회복율이 향상되지 않았는데 propofol을 재관류시기에 투여한 군(POST)에서 대조군에 비해 회복율이 향상되었다(61.2 ± 8.5%; control, 64.3 ± 9.7%, PRE vs. 86.3 ± 12.1%; POST, 74.9 ± 13.2%; ALL, p < 0.05). 최대 좌심실압의 순간변화율(dP/dt)의 경우에서도 허혈기전에 propofol을 투여한 군과 달리 재관류시기에 propofol을 투여한 군에서 대조군에 비해 회복율의 향상이 관찰되었다(86.7 ± 11.4%; POST vs. 62.5 ± 13.1%; control, 62.5 ± 12.5%; PRE, 70.2 ± 26.3%; ALL). 재관류시기에 propofol을 투여할 경우 대조군에 비해 세포자멸사의 생성도 감소시켰다(171.8 ± 23.9; control, 182.2 ± 14.0; PRE vs. 70.9 ± 9.0; POST, 77.6 ± 10.6; ALL, p < 0.05). 결론: 흰쥐의 적출 심장을 이용한 심장이식 모델에서 4시간의 차가운 심정지용액을 이용한 전허혈 후 재관류 시 허혈 전 propofol의 투여는 심근기능장애에 대한 보호효과가 없으나 재관류 동안 propofol의 투여는 심근기능장애를 개선하고 세포자멸사를 억제한다.

허혈성 심장질환 환자에서 심장재활 운동 후 운동능력과 심실기능 및 관상동맥의 변화

안재기 연세대학교 대학원 2004 국내석사

심장재활 운동을 시행한 허혈성 심장질환 환자에서 최대 산소소모량의 증가에 의한 운동능력의 향상과 심실기능의 호전을 평가한 여러 보고가 있으나 대조군 연구를 통하여 변화를 비교한 경우는 드물다. 본 연구에서는 허혈성 심장질환 환자들을 대상으로 심장재활 운동을 수행한 환자에서 운동능력과 심실기능의 변화 및 관상동맥의 변화를 알아보고자 하였다. 연구대상은 허혈성 심장질환 환자 중 운동부하 검사와 함께 2단계 및 3단계 심장재활 프로그램을 지속적으로 수행한 환자 40명을 운동군으로 하고 참여하지 않은 환자 29명을 대조군으로 하였으며 운동군에 속한 환자들은 심장재활 유산소운동을 하였다. 심장재활 운동 전후로 혈청 내 지질변화를 검사하였고, 운동부하 검사를 시행하여 혈압, 심박수, 심근부담률, 산소소모량, 운동자각도, 운동시간 등을 측정하였다. 또한, 심장재활 운동 전후로 심초음파와 관상동맥 조영술을 시행하여 심실기능의 변화 및 관상동맥의 협착정도를 조사하였으며 대조군의 결과와 비교하였다. 연구결과, 심장재활 운동 6개월 후 운동군은 최대 운동시간 및 최대 산소소모량, 최대 심근부담률이 대조군에 비하여 유의하게 증가하였고, 최대하 심근부담률, 최대하 운동자각도는 의미있게 감소하였다(p<0.05). 심장재활 운동 후 운동군에서 혈청내 총 콜레스테롤, 저밀도 지단백질, 중성지방이 대조군에 비하여 유의한 감소가 있었다(p<0.05). 운동군에서 심장재활 운동 전후 좌심실 구혈률이 의미있게 증가하였으나(p<0.05), 대조군과 비교에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 관상동맥 조영술을 통한 협착정도의 비교는 운동군에서 대조군에 비하여 심장재활 운동 후 협착증가 정도가 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 스텐트 삽입 혈관에서 재협착률은 운동군에서 대조군에 비하여 의미있게 감소된 결과가 나타났으나(p<0.05) 재관류률은 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로 허혈성 심장질환 환자들에서 유산소운동을 통한 심장재활 프로그램은 혈청 지질대사를 향상시키고, 운동능력의 향상 및 좌심실기능에 호전을 가져오며, 관상동맥의 협착증가 정도를 억제 또는 완화시키는데 도움을 주는 것으로 생각된다. A cardiac rehabilitation(CR) program including activity of daily living and aerobic exercise is necessary to improve the cardiopulmonary function as well as the functional ability of patients with ischemic heart diseases. we investigated the effect of aerobic exercise-based cardiac rehabilitation on exercise capacity, ventricular function and changes of coronary artery in patients who received percutaneous transluminal coronary angioplasty(PTCA). The subjects who enrolled in this study were 69 coronary artery disease patients who had been treated with PTCA. They were divided into two groups: 40 patients in the exercise training group and 29 patients in control group. The exercise group performed aerobic exercise for 6months(CR Phase II and III) and control group did not. The exercise intensity was increased gradually from 50% to 85% of the heart rate reserve. Before and after 6 months, the both groups took a symptom limited graded exercise test using modified Bruce protocol, echocardiography and coronary angiography. The respiratory gas analysis was also carried out throughout the exercise test. In addition, the blood pressure, heart rate, possible exercise time, rate pressure product(RPP), oxygen consumption and the rating of perceived exertion(RPE) were measured. The results showed that, in exercise group, the maximal exercise time, the maximal RPP, the maximal oxygen consumption were significantly higher after CR compared to the control group(p<0.05). The submaximal RPP and submaximal RPE were significantly lower after CR in exercise group compared to the control group(p<0.05). In the lipid profiles, the serum levels of total cholesterol, triglyceride and low-density lipoprotein were significantly lower in exercise group than in the control group(p<0.05). In the echocardiography, although the ejection fraction was significantly higher after CR in exercise group(p<0.05), however there was no significant difference between exercise group and control group(p>0.05). The angiographic restenosis rate, in exercise group, was significantly lower after CR compared to the control group(p<0.05). The residual diameter stenosis was significantly lower in exercise group compared to the control group(p<0.05). In conclusion, our findings indicate that cardiac rehabilitation results in not only the significant improvement of functional capacity but also decreased restenosis rate of coronary artery in patients with ischemic heart disease.

운동중심 심장재활 2단계 프로그램이 관상동맥우회술 환자의 심혈관 위험요인에 미치는 영향

윤정호 한국체육대학교 대학원 2013 국내박사

국문초록 운동중심 심장재활 2단계 프로그램이 관상동맥우회술 환자의 심혈관 위험요인에 미치는 영향 윤 정 호 한국체육대학교 대학원 체육학과 본 연구는 관상동맥우회술을 받은 환자를 대상으로 운동중심 심장재활 2단계 프로그램이 심혈관 위험요인에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다. 연구대상자는 관상동맥우회술을 받고 심장재활 프로그램이 의뢰된 환자들로 운동중심 심장재활 2단계 프로그램에 참여한 실험군(n=15), 프로그램에 참여하지 않은 대조군(n=15)으로 구성되었다. 실험 기간은 퇴원 후 심장재활 프로그램에 의뢰되어 처음 시행한 운동부하검사 실시일로 부터 8주간의 운동 후 시점까지였다. 실험기간 동안 지속적인 위험인자 관리 및 운동에 대한 상담을 실시하였으며, 실험 전·후의 변화된 신체조성, 혈당과 혈청지질의 변화, 심폐 운동능력과 심장 기능을 분석하기 위해 연구대상자에게 실험기간 전·후에 각각 채혈, 환기가스검사와 함께 운동부하검사, 심초음파를 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1. 체중과 BMI는 실험군이 대조군보다 유의한 감소를 나타냈다(p<.05). 2. 혈중 Glucose의 농도는 집단 간 유의한 차이가 없었다. 3. 혈중 지질변화에서 총콜레스테롤, HDL-C, 그리고 LDL-C는 대조군보다 실험군에서 각각 유의한 개선을 보였다(p<.05, p<.001, p<.01). 그러나 중성지방, 그리고 CPR은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 4. 심폐 운동능력 검사에서 안정시 심박수와 최대 심박수는 두 집단 간 유의한 차이가 없었으나 안정 수축기 혈압, 최대하 운동자각도, 운동지속시간, 그리고 최대산소섭취량은 대조군보다 실험군에서 각각의 유의한 개선을 보였다(p<.05, p<.01, p<.001, p<.001) 5. 좌심실 구혈률은 대조군보다 실험군에서 유의한 증가를 나타냈다(p<.01). 그러나 심장 이완기능에서는 모든 항목에서 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 관상동맥우회술 환자를 대상으로 한 8주간의 운동중심 심장재활 2단계 프로그램은 체질량 지수, 혈중지질의 수준을 개선할 뿐만 아니라 수축기 혈압 감소, 심폐운동 능력 향상 및 좌심실 수축기능의 개선에도 유의한 효과가 있는 것으로 나타났다. 주요어: 심장재활 프로그램, 관상동맥우회술, 심폐능력, 좌심실 수축기능

심장혈관중재시술후 CCTA 검사시 IV와 IA의 심장혈관분석의 조영제량에 따른 유효성 평가

나일찬 高麗大學校 醫用科學大學院 2014 국내석사

Computed tomography (CT)는 암의 진단, 병기 결정, 재발판정, 그리고 분석 및 3D 등 평가에 유용함이 인정되고 있다. 복부, 폐, 심장혈관질환 등 검사를 할수 있으며, 위 실험의 목적인 심장혈관 질환은 심혈관 자체의 질환만을 의미하는 것이 아니라 심근경색증, 고혈압, 협심증, 뇌졸중 등 포함된다. 최근 심장혈관 질환은 예고가 되어 있는 것이 아니라, 갑작스럽게 일어나며 골든타임 4분에 의해 생명이 좌우 된다. 100명중 5명은 뇌의 상처를 받지 않고 회생을 하지만 그 외의 환자인 경우에는 심장이 다시 뛴다 하여도 뇌에 상처를 주기 때문에 심장의 심각성을 인식하게 된다. 이러한 심장의 문제에 의해 성인병과 상당한 연관성이 있는 질환으로 보건학적 측면에서 주의 깊게 지켜보며 다루어져야 할 질병이다. 그러나 CT가 도입 된 이후, 나선형 spiral CT의 개발과 1990년도 말에 multi detector computed tomography (MDCT)인의 등장으로 심박동 동조화 electro cardio graphically gating synchronized(ECG) 기법을 이용한 최초의 관상동맥 조영 촬영 cardiac computed tomography angiography( CCTA)검사가 시작되었고, 2000년 이후 16-MDCT, 64-MDCT, 128-MDCT 이후 2010년 초에는 도시바 640-MDCT 장비가 도입 되어 MDCT에서는 scan time이 짧아져 조영제 주입보다 imaging이 빨리 나타나게 됨에 따라 짧은 시간에 많은 양의 요오드를 유입시키기 위한 대안으로 초당 flow rate를 증가시킴과 고농도 조영제를 사용하므로 최근에는 많은 조영제의 부작용이 발생되고 있다. 빠른 영상 획득에 따른 조영제의 초당 주입속도와 고농도의 조영제가 요오드 투여량이 많아지게 되어 extravasation이 발생하게 되며, 피부에 괴사가 일어 날수 있으며, 어지러움, 가벼운 울렁증 구토, 화끈거리는 작열감, 혈압강하, 심박동 이상이나 호흡곤란, 갑상선 기능항진증, 신장질환이 있는 경우 급성 신부전증이 일어 나게 된다. 특히 당뇨병 환자인 경우에는 metformin 복용을 CT 검사 전 후 48시간 동안 복용하면 되지 않아야하며, 신기능에 문제가 생기며 사구체가 망가지게 된다. 또한 의료장비의 발전으로 인한 조영제의 초당 주입속도와 고농도의 조영제가 사용됨에 따라 부작용들이 속출하고 있다. 이러한 조영제의 부작용을 감소 시키며, 환자의 비용 및 정신적 스트레스의 고통을 줄이면서 기존 CCTA의 intra-venous (IV)검사와 intra-atrial (IA)검사 방법으로 영상을 획득하여 두 영상의 화질을 비교하여 유효성 평가를 하고자 심장혈관의 영상을 연구 하게 되었다. 본 논문에서는 조영제량을 이용하여 CCTA 검사시 IV와 IA 영상획득에 따른 SNR 과 CNR 및 HU의 심장혈관을 비교 분석 평가 하였다. IA 검사는 1-2 ㎖ 적은 조영제량으로 IV와 비교시 SNR은 P–value = 0.028, CNR, HU에서는 P–value = 0.002에서 상관성이 있어 통계학적 영상분석을 기준으로 봤을 때 좋은 영상을 획득 하였다. 그러나 CCTA IA 검사시 추가 연구를 하여 정확한 scan time에 의한 심장혈관에 조영제가 충만되어 영상 획득시 피폭을 줄이고 호흡에 의한 문제점이 개선이 된다면 조영제에 따른 환자에게 부작용을 줄이며, IV와 IA의 동일한 심장혈관분석시 조영제량에 따른 유효성 평가에 의미가 있는 결과라 사료 된다.

Cardioprotective effects of genetically engineered cardiac stem cell by spheroid formation on ischemic cardiomyocyte

정한샘 Graduate School, Korea University 2019 국내박사

Sca-1+ cardiac stem cells and their limited proliferative potential were the major limitation when using various studies. In addition, transitional two-dimensional cell systems had limitations in viability, proliferation, differentiation, and function. Therefore, the effects of genetically engineered cardiac stem cell (GECS) inserted with the telomerase reverse transcriptase (TERT) by spheroid formation were investigated in cardiomyocyte survival during hypoxic condition. GECS was secured by hTERT-immortalized Sca-1+ CSCs lines (CSCs). Sphere-GECS (S-GECS) was formatted using by Poly-HEMA. The expression of growth factors, pro-apoptotic factor/antiapoptotic factor, and hypoxia-induced survival factors were compared using qPCR, western blot, or cytokine array. CoCl2 was used to make a hypoxia mimicking environment and to see whether paracrine factors secreted from S-GECSs protect from CoCl2-induced death of cardiomyocyte. Gene silencing via CXCR4 siRNA was performed to investigate whether protective effects of S-GECSs were disappeared. For investigating downstream pathway of SDF-1α/CXCR4, western blot of Erk and Akt signaling pathway were performed. S-GECSs were injected into the peri-infarct region of a rat model with acute myocardial infarction (AMI) to investigate their roles in cardiaoprotection. Optimal settings of S-GECSs were considered to be 1,052 cells / mm2 of GECSs and 48 h culture period. Compared to A-GECSs, S-GECSs showed significantly higher mRNA expression of SDF-1α and HIF-1α. In addition, cytokine array analysis and ELISA showed significantly increased expression of SDF-1α in S-GECSs. S-GECSs CM significantly reduced the proportion of early and late apoptotic cardiomyocytes during CoCl2-induced hypoxic injury. Gene silencing via CXCR4 siRNA deteriorated the protective effects of S-GECSs in hypoxic injury. As the downstream pathway of SDF-1α/CXCR4, Erk and Akt signaling pathway were stimulated in presence of S-GECSs CM. Transplantation of S-GECSs into a rat model with AMI improved the cardiac function and reduced the fibrosis area. In border zone, expression of CXCR4 and mCD31 was significantly increased in S-GECS group. Sphere formation of GECSs engineered by Poly-HEMA exhibited significantly less expression of antiapoptotic markers and higher expression of hypoxic and growth factors compared with A-GECSs. This cardioprotective effects were confirmed to be related with CXCR4 and SDF-1α pathway. We demonstrated that transplantation of S-GECSs into infarcted heart reduced infarct size and improved cardiac function. Our results suggest that the transplanted S-GECSs may possess cardioprotective roles in the infarcted myocardium by paracrine effects, contributing to improvement of cardiac functions after MI. Sca-1 심장줄기세포는 제한적인 수득률과 증식력 때문에 다양한 연구를 진행하는데 있어 큰 한계가 있다. 게다가 전통적인 이차원적 배양시스템은 심장줄기세포의 생존력, 증식력, 분화력 뿐만 아니라 기능적 측면에서 한계를 보이고 있다. 그러므로 이번 연구에서는 인간 텔로머라아제 역전사효소(hTERT)를 이용하여 불멸화된, 유전적으로 조작된 심장줄기세포계통을 구형으로 배양함으로써 이것이 저산소장애 환경내 심근세포에 심보호 효과가 있는지, 어떠한 기전으로 그 효과가 나타나는지 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 인간 텔로머라아제 역전사효소(hTERT)를 이용하여 불멸화된 Sca-1+인 심장줄기세포계통을 이용하여 진행되었다(GECS). 구형 불멸화 심장줄기세포(S-GECS)는 poly-HEMA 물질을 통해 형성되었다. 형성된 구형 불멸화 심장줄기세포를 평가하고자 성장인자, 고사인자, 허혈유도 생존인자 등을 분석하였다. 심근세포의 사멸을 유도한 저산소 배양 조건에서 구형 불멸화 심장줄기세포가 심근세포 사멸을 줄여주는 심보호 효과가 있는지 평가하였다. 더불어, 이 효과가 SDF-1α/CXCR4 경로와 그 하위 경로에 있는 Erk 및 Akt 신호 체계를 통해 나타나는지 분석하였다. 끝으로, 구형 불멸화 심장줄기세포를 급성심근경색 동물모델 내로 이식한 후에 심장기능에 미치는 영향들에 대해 평가하였다. 이상적인 구형 불멸화 심장줄기세포가 형성되는 조건은 mm2당 1,052 심장줄기세포를 파종하여 48시간 배양했을 때로 확인되었다. 부착배양과 비교하였을 때, 구형 불멸화 심장줄기세포는 qPCR을 통해 분석결과 SDF-1α와 HIF-1α를 유의미하게 더 발현됨을 확인하였다. 싸이토카인 어레이와 효소면역분석에서도 SDF-1α가 구형 불멸화 심장줄기세포에서 높게 확인되었다. 심근세포의 저산소 배양 조건에서 구형 불멸화 심장줄기세포의 분비물 처리는 초기 및 후기 심근세포 고사를 유의미하게 줄여주었다. 구형 불멸화 심장줄기세포 분비물 처리는 CXCR4의 활성이 증가시킴을 확인하였으며, CXCR4를 유전자 침묵화할 경우 유도된 심근세포의 사멸 억제 효과가 유의적으로 감소됨을 확인하였다. SDF-1α/CXCR4 경로의 하위 신호 체계인 Erk와 Akt의 발현이 구형 불멸화 심장줄기세포 분비물 처리시 역시 증가됨을 확인하였다. 끝으로, 급성심근경색 쥐 모델내로 구형 불멸화 심장줄기세포 이식 후 28일째에 대조군 대비 좌심실 구출률이 개선되며 경색부위의 크기가 유의하게 감소됨을 확인하였다. 또한, 구형 불멸화 심장줄기세포 이식 후 28일째에 경색부위에서 CXCR4 발현이 증가됨을 확인하였으며, 호스트의 CD31 발현이 증가되어 신생혈관 형성에 관여함을 확인하였다. 본 연구에서 형성된 구형 불멸화 심장줄기세포는 SDF-1α/CXCR4 신호체계에 의해 저산소 조건에 의해 유도된 심근세포의 사멸을 억제하는 효과가 있음을 규명하였다. 급성심근경색 동물모델내로 구형 불멸화 심장줄기세포를 이식하였을 때 심장기능의 개선을 확인하였으며, 그것이 구형 불멸화 심장줄기세포의 측분비효과에 의한 심보호 효과임을 알 수 있었다. 이번 연구를 통해서 구형 불멸화 줄기세포는 향후 세포 치료 측면에서 유용한 세포 자산으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

S-상 심실중격과 기저질환, 심장초음파로 측정된 지표들의 상관관계Correlation of Sigmoid septum and underlying disease, echocardiographic parameters

박서연 고려대학교 의용과학대학원 2022 국내석사

목적: S-상 심실중격과 심장과 관련된 기저질환, 심장초음파 지표와의 연관성을 알아보고 단순히 노화의 형태로 간과될 수 있는 S-상 심실중격의 중요성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 병원을 내원한 만 19세 이상 성인남녀 830명을 대상으로 후향적 연구를 진행하였다. 심장 벽 두께에 영향을 주는 질환자, 영상의 질이 떨어지는 수검자를 제외한 257명을 대상으로 연구를 진행하였다. S-상 심실중격은 기저부와 중위부 중격의 두께 차이가 2mm이상이면서 그 비가 1.5이하인 경우로 정의하였다. S-상 심실중격인 환자군과 정상군으로 나누어 심장초음파로 측정된 지표, 기저질환과의 통계적 유의성을 알아보았다. 결과: 전체 대상자 257명 중 S-상 심실중격이 있는 환자는 126명 (49%), 정상인 환자는 131명 (51%)이었다. 126명 중 남성이 70명 (55.6%), 여성이 56명 (44.4%)으로 남성에게서 호발하는 것으로 나타났다. 또한 연령의 증가와 함께 기저부 심실중격의 두께도 증가하였다. 심장초음파 지표와의 상관관계로는 좌심장의 부피와 질량이 정상군보다 크게 나타났으며 이완기 기능이 감소됨을 관찰하였다. 기저질환과의 연관성으로는 고혈압과 당뇨병과는 유의한 연관성을 보였으나, 만성 콩팥병증과 고지혈증과의 연관성은 없었다. 결론: 한국의 고령화 속도는 OECD 국가 중 가장 빠르다. 고령화 인구가 증가함에 따라 병원에 입원하는 노인 환자의 비율이 증가하고 있다. S-상 심실중격은 심장초음파검사에서 관찰되는 심장의 일반적인 형태학적 특징이며, 특히 고령자에서 관찰된다. 성별에 따른 유병률은 연구마다 차이가 있으나 연령이 증가함에 따라 심실중격의 두께가 증가하는 것으로 많은 연구에서 입증되었다. 또한 본 연구를 통해 S-상 심실중격을 가진 환자군의 좌심장의 부피와 질량이 크고, 이완기 기능이 저하되었으며, 고혈압, 당뇨병과의 높은 상관관계를 보였다. 따라서 S-상 심실중격은 심장초음파에서 간과되어서는 안 되는 중요한 지표이며, 향후 더 많은 연구를 통해 조기 고혈압의 중요한 지표로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Purpose : To investigate the relationship between the Sigmoid septum and underlying heart disease and echocardiographic indicators, and to suggest the importance of the Sigmoid septum, which can be simply overlooked as a form of aging. Subjects and Methods : A retrospective study was conducted on 830 adult males and females 19 years of age or older who visited the hospital. The study was conducted on 257 patients, excluding those with diseases affecting the thickness of ventricular septum was defined as a case when the thickness difference between the basal and middle septum was more than 2mm and the ratio was less than 1.5.The statistical significance of the index measured by echocardiography and the underlying disease was investigated by dividing the patients into Sigmoid septum group and the normal group. Results : Of the total 257 subjects, 126 (49%) had Sigmoid septum and 131 (51%) were normal patients. Among the 126 patients, 70 (55.6%) were male and 56 (44.4%) were female, indicating that males were the most common. Moreover, the thickness of the basal ventricular septum increased with increase of age. As for the correlation with echocardiographic parameters, the volume and mass of the left heart were larger than those of the normal group, and a decrease in diastolic function was observed. When it comes to the association with the underlying disease, there was a significant association with hypertension and diabetes mellitus, but there was no significant association with chronic kidney disease and hyperlipidemia. Conclusion: Korea's aging rate is the fastest among OECD countries. As the elderly population increases, the proportion of elderly patients in hospitals is also increasing. Sigmoid septum is a common cardiac morphological characteristic observed on echocardiography, especially in the elderly. The frequency of prevalence according to gender differed from study to study, but it has been proven that the thickness of the ventricular septum increases with age in many studies. In addition, through this study, the left heart volume and mass of the patient group with Sigmoid septum were large, diastolic function was decreased, and high correlation with hypertension and diabetes was shown. Therefore, the Sigmoid septum is an important indicator that should not be overlooked during echocardiography, and it is expected that it can be used as an important indicator of early hypertension through more studies in the future.

우측 심장을 이환한 감염성 심내막염의 임상상에 대한 연구

박창범 울산대학교 대학원 2004 국내석사

연구 배경: 서구에서 우측 감염성 심내막염(Right-sided infective endocarditis)은 전체 심내막염 중 5-12%를 차지하고 있으며 약물 중독자에게 흔히 발생하고 Staphylococcus aureus가 가장 많은 원인균으로 알려져 있지만 한국인에서 이에 대한 기본 특성, 빈도, 연관된 선행 위험 인자, 원인균 및 우종의 위치 등에 대한 자료는 전무한 실정이다. 연구 방법: 1989년부터 2003년 12월까지 본원에서 치료받은 감염성 심내막염 환자들의 의무기록으로 이들의 기본 특성, 임상경과, 수술결과 등의 자료를 후향적으로 분석하였다 연구 결과: 감염성 심내막염으로 진단받은 총 308명의 환자들 중 심초음파로 우종이 좌측 및 우측 심장에 확인된 환자는 각각 249명(80.8%), 34명(11.0%)이었고 4명(1.3%)에서는 양측 심장 모두에서 우종이 있었으며 우종이 확인되지 못한 경우도 21명(6.8%)이었다. 전체 34명의 우측 감염성 심내막염으로 진단된 환자들의 평균 연령은 44.1+15.0세 이었고 남자가 18명(53%)이었다. 심실 중격 결손, 동맥관개존중 및 폐동맥판 협착증 등의 교정되지 않은 선천성 심장 질환을 가진 환자들은 15명(44%)이었고, 19명에서는 선천성 심장질환을 동반하지 않았다. 우측 감염성 심내막염에 대한 선행 위험 인자는 선천성 심장 질환이 없는 군에서 침술, 칼 및 외상 등에 의한 피부 손상(32%, p=0.024)과 수술, 중심 정맥관 삽입술 및 내시경 등의 병원 내 침습적 시술 후 발생한 경우가 많았으나(37%, p=0.053), 선천성 심장 질환이 있는 군에서는 특발성으로 발생한 경우가 가장 많았다(80%, p<0.001). 심내막염의 원인균으로 선천성 심장 질환이 없는 군에서는 S. aureus가 가장 많았지만(13/19, 68.4%), 선천성 심장 질환이 있는 군에서는 S. viridans가 가장 많았다(6/15, 40%). 선천성 심장 질환이 있는 군에서의 우종의 위치는 단락의 형태에 따라 우심실벽, 폐동맥 등 다양하게 분포하였으나, 선천성 심장 질환이 없는 군에서는 우종이 삼첨판막에 국한되어 관찰되었다. 전체 사망률은 20.6%(7/34명)이었고 선천성 심장 질환이 있는 군과 없는 군에서 각각 6.7%, 31.6%이었다( p=0.104). 결론: 우측 심장을 침범하는 심내막염은 드물지 않으며 서구와 달리 교정되지 않은 선천성 심장 질환이 가장 큰 위험인자이었고 이 질환유무에 따라 심내막염의 선행 위험 인자, 원인균 및 우종의 위치가 서로 다름을 확인할 수 있었다. Background: Right-sided infective endocarditis(RtIE) occurred in about 5-10% of cases of total infective endocarditis. In western countries, many cases of this disease are related to drug addiction, and most common causative organism is S.aureus. But Nothing is known about the characteristics of the RtIE such as frequency, predisposing risk factor, causative organism and mortality in Korea. Method: Retrospective analysis of medical records including baseline characteristics, blood culture, echocardiographic data, and operation records was done with clinical diagnosis with infective endocarditis at Asan Medical Center from 1989 to December 2003. Result: Of total 308 patients diagnosed as infective endocarditis, vegetations at left-sided heart were found by two-dimensional echocardiography in 249 patients(80.8%), right side in 34 patients(11.0%), both sides in 4 patients(1.3%) and no vegetation was found in 21 patients(6.8%). Mean age of patients with RtIE was 44.1±15.0 years, and male was 18 patients(53%). Fifteen patients had congenital heart diseases such as VSD, PDA and PS, but the remaining 19 patients didn't. Invasive procedures such as operation, central line insertion, and endoscopy and skin injuries such as knife injury, acupuncture, and trauma were common predisposing risk factors in patients with congenital heart disease, whereas idiopathic or no predisposing risk factors are most common in patients without congenital heart disease. S.viridans was the most common causative organism in patients with congenital heart disease(6/15, 40%), but S.aureus was the most common in patients without congenital heart disease(13/19, 68.4%). Locations of vegetation in patients with congenital heart disease were variable according to the turbulent flow, but those of vegetation in patients without congenital heart disease were exclusively in the tricuspid valve. Mortality of patients with total RtIE was 20.6%(7/34); mortality of patients with and without underlying heart disease was 6.7%(1/15), 31.6%(6/19), respectively( p=0.104). Conclusion: No drug addict in RtIE was seen. Congenital heart disease was the most important risk factors in patients of RtIE. Predisposing risk factors, causative organism and locations of vegetation were different in patients with or without congenital heart disease.

동영상 정보 활용이 심장 CT검사 대상자에게 미치는 영향

김시훈 건양대학교 대학원 2022 국내석사

이 연구는 일개 대학병원에 심장 CT검사를 받기 위해 내원한 환자를 대상으로 심장 CT검사 교육 동영상과 심장 CT검사 교육 안내문 안내 도구를 적용하여 검사 만족도 및 활력징후의 변화를 알아보고자 심장 CT검사 교육 동영상 집단 50명을 실험군으로, 심장 CT검사 교육 안내문 집단 50명을 대조군으로 하여 연구를 진행하였다. 조사된 자료를 카이제곱 검증을 통하여 연구 대상자의 분포형태와 두 집단의 동질성을 파악하였고, 독립표본 t-검정을 활용하여 심장 CT검사 인지도, 불안감, 만족도 차이를 분석하였다. 활력징후의 경우에는 대응표본 t-검정을 활용하여 전-후 차이를 비교하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 심장 CT검사 교육 동영상 집단과 심장 CT검사 교육 안내문 집단의 심장 CT검사 인지도는 동영상 집단에서 통계적으로 유의하게 높았다. 둘째, 심장 CT검사 교육 동영상 집단과 심장 CT검사 교육 안내문 집단의 불안감 차이에서는 유의한 차이가 없었다. 셋째, 심장 CT검사 교육 동영상 집단의 만족도가 심장 CT검사 교육 안내문 집단의 만족도보다 더 높게 측정되었다. 넷째, 심장 CT검사 교육 동영상 집단과 심장 CT검사 교육 안내문 집단의 검사 전-후 활력징후의 변화는 동영상 집단에서 맥박이 유의하게 낮아졌다. 결론적으로 심장 CT검사를 받기 위해 내원하는 환자들에게 검사에 대한 사전 교육 동영상을 활용하는 것이 환자의 검사 방법 인지도, 만족도, 활력징후에 대하여 긍정적인 효과가 있었음을 확인할 수 있었다. The study applied the training video for cardiac CT and the tools and notice for the training on the patients who visited a university hospital to take the scan, and conducted the research to examine a satisfaction with the scan and changes in vitals sign, by targeting 50 people of ‘Cardiac CT Training Video Group’ as a test group and another 50 people of ‘Cardiac CT Training Notice Group’ as a control group. Through chi-square testing method, I figured out the distribution type of the targets and homogeneity between the two groups and analyzed the differences in awareness for cardiac CT, anxiety, and satisfaction by using the independent sample t-test. I also compared before and after vitals sign by using the matching sample t-test. The results of the study are as follows: Firstly, the awareness for cardiac CT after the scan was meaningfully higher in the test group statistically. Secondly, the comparison of anxiety before the scan was not meaningful statistically and even though the change in anxiety after the scan was higher in the test group, it was not meaningful statistically. Thirdly, in the satisfaction of the two groups after the scan – assistance in the progress, assistance in the scan, and whether to watch the video again -, it was revealed that the test group was meaningfully higher statistically. Lastly, looking into the changes in vitals sign in the two groups before and after the scan, I found that the pulse rate went down meaningfully in the test group. Finally, it was revealed that using the prior training video to the patients who visited a hospital to take the scan had the positive effects in scan method awareness, satisfaction, and vitals sing of the patients.