운동과 홍삼 복합처치가 대장암 억제 및 예방에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

<연구 대상 및 그룹 설정>
- 실험에 사용될 ICR계 수컷 생쥐(5주령) 80마리를 구입 (중앙동물실험, 한국)하여 1주일간의 환경 적응기와 트레드밀 경험을 거친 후 실험에 사용함. 동물사육실은 일정조건 (온도 23±1℃, 습도 55±5%)을 유지할 것이고, 12시간씩 나누어 명암 (light: 07:00-19:00)을 줄 것이며, 식이 (상업적으로 판매되는 기본식)와 물은 제한 없이 공급함.
- 실험에 적용될 그룹은 홍삼과 운동 복합처치 (red ginseng and exercise group; REG)를 6주와 12주로 나누어 각각의 대조군 (control; CONT)과 복합처치 후 대장암 적용 (colon carcinogenesis; CC)에 따라 구분함. 이에 6주 대조군 (6w-CONT, n=10), 12주 대조군 (12w-CONT, n=10), 6주 대조-대장암군 (6w-CONT-CC, n=10), 12주 대조-대장암군 (12w-CONT-CC, n=10), 6주 복합처치군 (6w-REG, n=10), 12주 복합처치군 (12w-REG, n=10), 6주 복합처치-대장암군 (6w-REG-CC, n=10), 12주 복합처치-대장암군 (12w-REG-CC, n=10)으로 총 8그룹 80마리의 생쥐가 이용될 것임.

이상의 동물관리 및 실험에 관한 지침은 물론 동물실험윤리위원회의 승인을 받은 후에 진행할 것이며, 동물모델의 경우, 분석을 위한 샘플 적출로 인한 희생이 따르므로 사전 및 사후에 동일한 개체를 사용할 수 없는 것을 감안하여 모든 종은 동일한 실험동물회사에서 사전 주문에 의해 관리된 대상을 구입함.

<운동 및 홍삼처치 방법>
- 생쥐를 대상으로 한 최대 운동능력 평가는 더 이상 운동을 지속할 수 없는 점진적 최대운동을 적용하여 이루어질 것임. 구체적인 방법은 동물용 트레드밀 (대종기기, 한국)을 이용하여 5m/min의 속도에서 시작하여 매 2분마다 2m/min의 속도를 증가시켜 생쥐가 더 이상 페이스를 유지하지 못하고, 10초 이상 적응하지 못하는 지점을 최대 운동능력 (최대 지속시간)으로 적용함 (Brooks, 2008). 지속 시간을 기준으로 운동 강도를 설정할 것이며, 운동처치에 따른 트레드밀 속도는 예비실험을 통해 설정함. 트레이닝 프로그램은 Hollander 등 (1999)의 훈련방법을 참고하여 6, 12주 동안 주 4회, 일일 60분 트레드밀 운동을 실시할 것이며, 본 운동은 10m/min의 속도에서 준비운동과 정리운동을 5분씩 포함하여 총 60분으로 적용함. 구체적인 운동 강도는 예비 실험 후 결정된 최대운동의 약 70%의 속도에서 본운동을 실시할 것임.
- 홍삼은 시중에 판매되는 100% 홍삼 분말을 한국인삼공사(한국)로부터 구입하여 사용함. 복용방법은 선행연구를 바탕으로 체중 kg당 50mg을 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC) solution에 녹여 gavage로 6, 12주 동안 트레드밀 운동 전에 투여할 것이며, 비교군은 0.5% CMC 만을 복용함 (Lee et al., 2009). 약물에 대한 농도 안전성을 위해 사전처치를 수행 후 동물종과 주령에 따라 조절하여 사용함.

<장기 2단계 대장암 (two-stage colon canrcinogenesis) 동물모델>
- 각 실험그룹의 20마리 중 10마리의 생쥐를 대상으로 대장암을 유발하기 위한 프로토콜 (Youn et al, 2009; Neufert et al., 2007)을 적용하여 대장암을 유발할 것임. 요약하면, 선행 연구를 통한 최적화 조건을 따라, 발암개시제 azoxymethane (AOM) (10 mg/kg body weight) 1회 intraperitoneal (IP)로 투여하고 일주일 후, dextran sulfate sodium salt (DSS) 2.5%를 일주일간 음용시킨 후 16주간 대장암 발생을 유도함. 매주 생쥐의 체중을 측정하고, 16주 후에 경추탈골로 동물을 희생하여 대장부위중 ceacum부터 anus 직전까지의 colorectal part 12-15 cm 정도의 조직을 적출함. 적출한 조직에서 장내 부유물을 제거하고, 생리 식염수에서 세척한 뒤, 분석직전 까지 -70℃에서 냉동 보관함. 필요한 경우, 조직 gross picture를 찍거나 병리 조직용 샘플을 따로 분리하여 보관ㆍ추가 실험에 사용함.

<샘플 분석방법>
분석방법은 분자생물학적 분석방법을 이용함.
- 종양 빈도 및 생성 수 분석
- 조직병리
- Western blot (WB) analysis
- Electrophoretic mobility gel shift assay (EMSA)
- Activity assay / ELISA 등

<자료처리 방법>
본 연구의 자료처리는 windows SPSS 18.0 statistics package를 이용하여 결과자료의 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 산출한다. 이 기술적인 통계치를 바탕으로 그룹 간 검정에서는 Levene's test를 통해 등분산 검정을 실시하여 다음과 같은 통계방법을 사용함.
- 실험그룹 별 유의성을 검정하기 위해 One-way ANOVA를 이용함.
- 사후검정은 n수가 작음을 감안하여 bonferroni를 이용하여 유의차를 검정함.
- 모든 통계 분석을 위한 유의 수준(α)은 .05로 함.