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단층 및 입체 세포배양환경에서 세슘, 스트론튬 및 코발트가 세포 독성에 미치는 영향 분석 KCI 등재

The Effects of Cesium, Strontium and Cobalt on Cell Toxicity in the 2D and 3D Cell Culture Platforms

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/315819
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한국환경생물학회 (Korean Society Of Environmental Biology)
초록

전 세계적으로 원자력 발전소는 442기가 가동 중이며, 62기가 충원될 예정이다. 원자력 발전소의 증가에 따라 방사성 폐기물 유출에 대한 위험성도 증가하였다. 이러한 이유 때문 에, 방사성 폐기물의 처리는 인간, 동물, 식물을 포함하는 자 연 생태계를 보전하는 관점에서 중요하다. 또한, 방사성 폐 기물 유출은 그 지역뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 문 제를 야기한다. 본 연구는 입체 배양세포에 방사성 핵종원 소 (세슘, 스트론튬, 코발트)를 처리하였고 이에 대한 영향력 을 확인하였다. 입체 배양 구조체는 아가로오스 하이드로겔 을 이용하여 제작했으며 암세포 및 정상세포 (HeLa, HepG2, COS-7)를 사용하여 입체 배양을 실시 하였다. 입체 형태로 세포를 배양한 후 세슘, 스트론튬, 코발트 농도 변화에 따라 세포 생존능력을 분석하였다. 이때 입체 배양세포에서 생존 능력이 단층 배양세포 보다 최대 42% 우수한 것을 확인하였 다. 입체 배양구조체는 세포가 형태 및 생리학적으로 in vivo 환경인 조직과 비슷하게 배양을 가능하게 하였다. 따라서, 입체 배양구조체는 기존의 단층 배양 한계점인 in vivo 환경 에 적용시킬 수 없다는 한계를 극복하였다. 본 입체 배양 기 술이 중금속 독성평가 및 단시간 내에 다수의 물질 분석을 수행하는 고속 대량 스크리닝 기술에 활용될 것으로 기대한 다.

Currently, there are 442 operating nuclear power plants in the world, and 62 more are under construction. According to this reasoning, the treatment of radioactive waste is important to prevent the environmental ecosystem including humans, animals, and plants. Especially, a leakage of radioactive waste causes not only regional problem but also serious global one. In this study, we demonstrate the effect of radioisotopes (e.g., cesium, strontium, and cobalt) on a 3D culture cell. To develop the 3D cell culture system, we used a 96-well-culture plate with biocompatible agarose hydrogel. Using this method, we can perform the 3D cell culture system with three different cell lines such as HeLa, HepG2, and COS-7. In addition, we conducted a cell viability test in the presence of radioisotopes. Interestingly, the 3D morphological cells showed 42% higher cell viability than those on the 2D against cesium. This result indicates that the 3D platform provides cells morphological and physiological characteristic similar to in vivo grown tissues. Moreover, it overcomes the limitation of conventional cell culture system that can’t reflect in vivo systems. Finally, we believe that the proposed approach can be applied a new strategy for simple highthroughput screening and accurate evaluation of metal toxicity assay.

목차
서 론
 재료 및 방 법
  1. 재료
  2. 실험방법
 결과 및 고 찰
  1. 입체 배양구조체 세포 부착 능력 평가
  2. 세슘, 스트론튬, 코발트 농도에 따른 세포 생존능력분석
  3. 시간에 따른 세슘, 스트론튬, 코발트 처리에 대한세포 생존능력 평가
  4. 세슘 처리시간에 따른 세포회복능력 분석
  5. 세포 형광 염색을 통한 세포 생존능력 평가
 결 론
 적 요
 REFERENCES
저자
  • 김지용(1한국원자력연구원 첨단방사선연구소 생명공학연구부, 2충남대학교 공과대학 화 학공학과, 3인하대학교 생명공학과) | Gi Yong Kim
  • 강성민(한국원자력연구원 첨단방사선연구소 생명공학연구부, 충남대학교 공과대학 화 학공학과, 3인하대학교 생명공학과) | Sung-Min Kang
  • 장성찬(한국원자력연구원 첨단방사선연구소 생명공학연구부, 인하대학교 생명공학과) | Sung-Chan Jang
  • 허윤석(인하대학교 생명공학과) | Yun Suk Huh Corresponding author
  • 노창현(한국원자력연구원 첨단방사선연구소 생명공학연구부, 과학기술연합대학원대학교 방사선동위원소 응 용 및 생 명공학과) | Changhyun Roh Corresponding author