바이옥스 (vioxx)의 독성Vioxx성분명은 로페콕시브(rofecoxib)이며, 미국의 머크(Merck) 제약회사가 개발한 진통소염제로 vioxx는 상품명이다. 1995년 5월 COX-2억제제로는 celebrex(celecoxib)에 이어 두 번째로 미국 식품의약국(FDA)로부터 판매 승인을 받았다.비스테로이드성 소염진통제 (NSAIDs : Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs)로 골관절염의 증상 및 증후 완화. 급성 통증 완화(수술 후, 발치 후 진통) 원발성월경곤란증의 치료 성인의 류마티스성 관절염 증상 및 증후 완화에 쓰였었다.기전Cyclooxygenase의 약칭인 COX는 prostaglandin 합성에 필요한 효소로서 두 가지 형태로 존재한다.즉, COX-1은 위의 내막을 보호하고, COX-2는 염증을 일으킨다.Aspirin, Ibuprofen, naproxen등 기존의 NSAID는 COX-1과 COX-2를 모두 공격함으로써 장기 복용시 속쓰림과 위출혈 등의 부작용을 일으키는데 반해, vioxx는 Celebrex와 마찬가지로 염증 생성에 관여하는 COX-2 효소만을 선택적으로 억제한다.그러므로 위장장애, 즉 위궤양과 그 합병증발생에 대해서, 아스피린과 Ibuprofen등 기존의 NSAID 복용그룹과 무작위 2중 맹검법 대조연구에서, Vioxx와 Celebrex등 Cox-2그룹의 발생률이 월등 낮다는 사실이 확인된다.그 결과로 골관절염 수술 후, 치아를 뽑은 뒤에 생기는 급성 통증을 완화시키는 데 쓰이게 된다.또, 복용 후에 약효가 나타나는 시간이 빠르고, 지속 시간은 길며, 혈소판의 작용을 방해하여 혈액을 묽게하여 피가 잘 굳지 않게 하는 부작용도 없으며, 하루에 한 알만 먹는 간편함도 장점이다.Vioxx는 FDA의 승인을 받은 뒤 그해 미국에서만 Celebrex와 함께 4,900만 건의 처방전이 발행될 정도로 많이 사용되었고, 아스피린 발명 이후 가장 획기적인 진통소염제라는 평가를 받기도 했다.2000년 7월부터 국내에서도 시판되었다.독성Vioxx의 독성은 처음에 뇌수막염 발생우려로 밝혀지기 시작된다.FDA는 vioxx가 99년 5월부터 2001년 2월 사이 도합 7건의 뇌수막염 발생이 보고된 것으로 확인됐다.단, 다른 기존의 NSAIDs인 Ibuprofen, naproxen등과 연관된 뇌수막염도 드물게 보고되고 있다고 설명하고, vioxx와 같은 계열 약물인 Celebrex의 사용과 관련된 뇌수막염도 6건 보고 됐으나 인과관계를 입증할만한 정보가 거의 없는 실정이라고 소개했다.그래서 FDA는 발병 원인이 분명하게 vioxx라고 꼬집지는 않았지만 머크로 하여금 vioxx의 설명서와 라벨에 치명적 부작용으로 뇌수막염을 추가하도록 조치했다.이후 vioxx는 급성심근경색 발현율이 기존의 전통적 관절염 치료제인 naproxen(상품명 낙센)보다도 4배 높다는 점, 그리고 부종과 고혈압 발현이 특히 용량 증가에 따라 급증한다는 문제점으로 인해 많은 논란과 의심이 제기되어 왔다.처음에 머크사는 그간 vioxx는 18개월 이상 장기 복용에게만 부작용이 일어날 수 있다고 주장해 뉴저지에서 벌어진 소송에서 승소했다. 그러나 머크사는 4주라는 단기 복용자도 마찬가지임을 알고 있었다는 사실이 드러나, 이후 vioxx 관련 약 7,000여건의 소송에 시달리게 된다.확인시험156주(3년) 예정으로 2600여 명의 Colorectal aderoma(대장직장 선종) 병력을 가진 환자를 대상으로 Colorectal polyp의 재발을 예방하는 효과를 알아보기 위해 vioxx 25mg과 위약을 투여했는데, vioxx 투여 환자 군에서 18개월 후부터 cardiovascular events (Heart attack, Stroke 등), 즉 심장마비와 뇌졸중 등의 부작용의 상대적 위험이 위약 투여군에 비해 크게 나타났다.
독성시험실험 개요1. 간에 대하여 알기.2. 연습용 쥐로 복강투여 연습과, 복대정맥에서 채혈연습을 충분히 한다.- 쥐의 해부도 그리기3. 앞으로의 실험을 위해, 대조군 3마리, 실험군 3마리 중 실험군의 쥐에 CCl4를 투여한다.- CCl4의 간독성 기전에 대해 안다.4. 이튿날 쥐의 복대정맥에서 채혈하고, 간을 채취한다.- 간 무게를 비교하여 우선 간독성에 의한 영향을 확인한다.5. 혈청으로 ALT측정 실험.6. 간으로 TBA법으로 malondialdehyde측정.7. 간으로 GSH(glutathion)측정.8. 혈청으로 Urease법으로 Indophenol측정.9. 혈청으로 Bradford assay법으로 Protein 정량.10. 고찰1. 간에 대하여간의 기능0. Nutrient homeostasis : Glucose storage and synthesis Cholesterol uptake1. Filtration of particulates : Products of intestinal bacteria(e.g. endotoxins)2. Protein synthesis : Clotting factors, Albumin, Transport proteins(e.g. very low density protein)3. Biotrans-formation : Bilirubin and ammonia, Steroid hormones, Xenobiotics4. Formation of bile and bilary excretion : Bile acid-dependent uptake of dietary lipids and vitamins, bilirubin and chlolsterol, Metals(e.g. Cu and Mn), Xenobiotics간의 질환1. 지방간 (fatty liver, steatosis) : 간에 중성지방(triglyceride)이 축적되는 병변.2. Cholestasis : 담즙의 분비가 감소하는 병변3. 간염 (hepatitis) : 염증반응이 과다파괴설이 일반적으로 받아들여지고 있다.사염화탄소의 간독성 작용은 P-450 enzyme system에서 반응성이 강한 trichloromethyl free radical (?CCl3)에 의한 reductive dehalogenation의 결과로 발생한다. 이 radical은 빠르게 산소 분자와 결합하여trichloromethyl peroxy free radical (TM. Cl3COO?)을 형성한다. 산소가 충분한 조건에서는 Cl3COO? 이 생성되지만, 저산소 조건에서는 매우 강한 반응성을 가지는 Cl3C:(carbene)이 생성되어 생리활성 고분자와 공유결합을 만든다.radical에 의하여 불포화된 지방산으로부터 수소 원자가 제거되면carbon-centered lipid radical이 생성된다. 이러한 lipid radical은 빠르게 산소분자와 결합하여 lipid peroxyl radical을 형성하면서 lipid peroxidation 과정을 시작한다.세포막의 불포화지방산이 과산화되면 막의 구조나 기능을 파괴하여 간에서 단백합성을 저해하고, 간 glycogen양을 감소시키며, 혈중으로 AST (SGO)와 ALT (SGPT) 등의 유출을 일으키고, 또한 조직학적으로는 간조직의 지방변성이나 괴사 등을 일으킨다고 알려져 있다. 사염화탄소에 의한 간 손상은약물주입 후 5시간 후부터 조직학적인 변화를 일으키기 시작하며, 약물주입 24시간 후에는 혈중 ALT가 최대치를 보이다가 점차 감소한다. Free radical을 생성하는 이런 산화적 스트레스는 현대인의 만성적인 알코올 섭취 및 영양 불균형 식이에 의해 증가될 수 있다또, 이러한 반응성 높은 free radical은 간세포의 불포화 지방산을 산화(lipid peroxidation)시켜 세포막 기능을 저해하여 세포를 손상시킨다.유해한 free radicals를 방어하는 항산화효소체계는 reactive oxygen species를 직접 제거하는 역할을 하는 일차적 항산화효소인 superoxide dismutas된 약물은 체순환 및 문맥순환 내로 흡수된다.? 복대정맥에서 채혈 시 마취를 적당히 잘 해야 한다.- 쥐가 죽으면 채혈되지 않고, 또 마취가 부족하면 쥐가 깨어난다.? 채혈 시에 주사 바늘의 구멍부분이 밑으로 가게 주의해야 한다. (쥐의 피가 위로 튈 수도 있음.)? 복대정맥에서 채취가 잘되지 않을 때는 복대정맥 앞의 흰색의 복대동맥에서 채취해도 괜찮다.3. 실제 실험용 쥐로 CCl4 투여 후 하루 후에 채혈 & 간 채취? 대조군 3마리, 실험군 3마리.(복강투여시 쥐를 너무 세게 잡아 대조군 한 마리가 사망함.)? CCl4 투여량 계산 (4mmol/10ml/kg)CCl4 분자량 = 153.82g/mol, 비중 = 1.594g/ml(가 4mmol에 해당) +corn oil로 10ml를 만든다. (투여는 쥐 몸무게 kg당 10ml씩)결과 : 실험군의 간 무게가 확연히 증가됐음을 알 수 있다.3. (9월 16일) ALT측정간은 생체의 대사활동에 중심적 역할을 하고 있는 주요 장기로서 단백질과 지방을 합성하고, 또는 분해하여 혈중으로 분비한다. 하지만 독성물질이나 그 대사산물이 독성을 나타내면 간이 손상을 입어 여러 가지 활성이 변하게 된다.간의 손상여부 측정하는 방법 중 혈청효소법(AST, ALT)의 장점.1. 가장 손쉽고 조기발견이 가능2. 살아있는 상태에서 검출가능3. 알려지지 않은 간독성물질 발견 및 알려진 간독성 물질의 독성효과 비교 가능4. 독성현상에 대한 억제실험이 가능이 효소들은 간세포의 cytosol에 존재하는 것으로 독성물질에 의해 간세포의 세포막이 손상을 받는 경우 혈중으로 유리되는데 혈중농도와 상대적 비율에 따라 질병의 진행정도를 파악할 수 있다.측정원리실험방법① CCl4 투여 후 분리한 혈청 25배 희석.② 1.5ml tube에 기질액 100μl 넣고 pre-incubation 15min 방치.기질액 : 0.1M phosphate buffer에 200mM alanine, 2mM α-ketoglutaric acid가 녹아있음.③ 25배 희석된 dical에 의해 최종적으로 malondialdehyde가 생성된다.CCl4에 의해 생성된 radical에 의해 malondialdehyde가 생성되며, 생성된 malondialdehyde를 흡광도로 측정하여, 간독성의 여부와 간독성 정도를 파악할 수 있다.에너지 생성과정에서 반응성이 매우 큰 superoxide radical(O2-), hydroxyl radical(?OH), hydrogen peroxide(H2O2),singlet oxygen(O2) 등이 생성되거나, 지방산과 반응하는 alkoxy radical(RO?), peroxy radical(ROO?) 등과 같은 반응성이 강한 라디칼을 생성하여 불가피하게 생체내 세포에 손상을 가져오는데 이것을 free radical 또는 활성산소(active oxygen)라고 한다. 이들 활성산소에 의한 세포막의 불포화 지방산과 일련의 연쇄반응을 통하여 지질과산화의 유발을 촉진하고, 그 결과로 생성되는 지질과산화물을 비롯하여 여러 가지 체내 과산화물의 함량이 증가되어 세포의 산화적 손상이 생리적 기능을 저하시키므로 노화와 유전적 장애의 원인이 되기도 한다.실험방법① 간 0.5g씩 정량.② KCl buffer 4ml 넣고 homogenizing.③ homogenize 된 용액 100μl에 81% SDS 용액 100μl 넣기. (duplication)④ 700μl 20% acetic acid 넣기.⑤ 700μl 0.67% TBA에 D.W 300μl넣고 vortex 후 100℃에서 1시간 방치 (끝나면 5분간 얼음에 식힌다.)⑥ 500μl D.W와 2ml n-butanol을 넣고(꼭 후드 안에서) vortex 후, 3,000rpm에서 10min 원심분리.⑦ 상층액 1ml를 취해 1.5ml tube에 담은 뒤 532nm에서 흡광도 측정.실험결과standard 그래프의 y값에 실험방법 ⑦에서 측정된 결과인 흡광도를 대입하여, x값(농도)을 구한다.대조군과 실험군을 비교한 결과, CCl4를 투여한 실험군의 malondialdeNB 100μl + Sample 100μl를 가하여 4min 방치.⑦ GR 300μl를 넣고 즉시 412nm에서 흡광도 관찰.(1min)실험결과standard 그래프의 y값에 실험방법 ⑦에서 측정된 결과인 흡광도를 대입하여, x값(농도)을 구한다.실험결과가 나오기 전에는 실험군의 CCl4에 의해 생긴 radical이 GSSG를 많이 생성하고, 그 GSSG가 NADPH에 의하여 GSH로 환원되어 실험군의 GSH의 농도가 더 높을 것으로 예상했었다.하지만, 생성된 GSSG의 농도는 radical에 의해 기존의 GSH가 없어진 농도에 비하면 매우 작다고 한다.결국 radical을 환원하기 위해 더 많은 GSH를 소비한 실험군의 GSH 농도가 훨씬 작게 나왔다.6. (10월 06일) Urease법으로 Indophenol측정(BUN ; Blood urea nitrogen)효소를 이용하여 신장 기능 조사phenol indophenol(Blue)Urease는 Urea를 가수분해하여와를 생성시킨다.생성된는 phenol과(발색시약)과 반응하여 청색의 indophenol을 생성한다.촉매로는 Nitrofericyanide를 쓴다.indophenol의 농도가 높으면, 혈중 urea의 농도가 높은 것을 의미하므로, 신장의 기능이 저하됨을 뜻한다.실험방법① 15ml tube에 실험.② 혈청 10μl 넣기.③ 효소시약(urease) 1ml.④ vortex 후 37℃ incubation 10min.⑤ 정색시약() 1ml를 vortex 후 37℃ incubation.⑥ 1시간 안에 580nm에서 흡광도 측정.실험결과standard 그래프의 y값에 실험방법 ⑥에서 측정된 결과인 흡광도를 대입하여, x값(농도)을 구한다.실험군의 indophenol 농도가 대조군에 비하여 매우 높음을 알수 있다.이는 CCl4가 신장에도 독성을 나타내어, 신장의 기능이 저하되었으며, 그로인해 혈중 요소의 농도가 높아졌음을 의미한다.7. (10월 07일) Bradford assay법으로 Protein 정량UV-Vi다.
위생약학 실습실험동물이란.실험동물은 사람에게서 일어날 수 있는 다양한 생명현상을 이해하기 위한 유용한 도구로서, 사람을 대신하여 사람에서 직접 실험하기 어려운 조작이나 처치를 동물에게 가하여 그 결과를 바탕으로 사람에서의 결과를 예상하고 예측하는 데 이용된다. 특히 실험동물은 가축, 야생동물과 달리 연구 목적에 적합하도록 개량, 육성되어 온 동물로 현재 마우스, 랫드, 기니픽, 햄스터, 토끼 등의 소형 실험동물 이 외에도 개, 돼지, 소, 영장류 등 중대형 실험동물로까지 그 사용 영역이 급속히 확산되고 있다. 실험에 이용될 수 있는 실험용동물의 범주에는 실험을 목적으로 개발된 실험동물 이외에도 산업적인 목적으로 개량, 번식되어 온 가축과 전혀 인위적인 컨트롤이 이루어지지 않은 야생동물 까지를 모두 포함할 수 있다. 실험동물과 동물실험에 관한 필요성은 의과학, 생물학 등을 포함하는 생명과학의 발전에 따라 더더욱 늘어날 전망이다. 실험동물은 사람을 대신해서 사람의 생물학적 현상을 이해하는 방법으로 개발되어 왔다.실험동물의 조건① 실험동물은 실험 목적에 따라 선택되는데, 일반적으로* 실험실 내에서 계대배양(繼代培養)이 가능해야 하며,* 사육이 간편하고 온순하여 다루기 쉽고,* 번식력이 강하고 건강해야 한다.② 실험동물은 살아 있는 시약이라고 불릴 정도로 실험의 성패를 결정하는 중요한 요인이다. 동물실험의 결과에 신뢰성과 재현성을 부여하기 위해서는 유전적 조절, 질병 조절, 환경 조절이 되어 있는 실험동물 계통을 사용해야 한다.실험동물의 종류1) 실험용 Mice① ICR (Outbred)* Albino. Institute of Cancer Research (U.S.A)에서 육종된 대표적인 실험동물 (Mouse)로서 전세계적으로 사용되고 있다② BALB/c (Inbred)* Albino.③ C57BL/6* Intense black.2) 실험용 Rat① Sprague Dawley② Wistar* Albino. Wistar 연구소(U.S.A) 에의해 개발된 품종으로 SD보hinese hamster4) 기니픽5) 토끼6) 원숭이류① Chimpanzee② Savannah monkey(green monkey, vervet monkey, grivet monkey)동물 실험의 분류1. Category A동물의 생태에 어떠한 위해 및 관련요인을 맺지 않는 단순 관찰 등의 실험2. Category B채혈, 주사, 순간 보정을 요하여 실험동물에 약간의 위해를 가하는 실험3. Category C척추동물에서 마취하의 혈관의 노출, 단기간의 음수 및 사료 공급의 제한 등을 포함하는 실험4. Category D척추동물에서 고통을 격감시켜줄 수 있는 약제 및 보조수단과 함께 수술, 심리적 억압 등의 스트레스를 동반 하는 실험5. Category E극심한 고통이 수반되며, 고통을 격감시켜 줄 수 있는 어떠한 수단도 제시되지 않는 실험투여 경로(1) 경구 투여시험물질의 흡수에 영향을 미칠 수 있기 때문에 경우에 따라서는 투여 전에 사료의 섭취를 제한할 필요가 있다. 투여 용량이 많아지면 (40mL/kg) 위에 부하가 걸려 내용물이 급속히 소장으로 이동하게 된다. 절식기간은 동물의 사료 섭취 패턴 및 생리기능, 급이제한을 시작하는 시점, 투여소요시간, 섭이와 조명의 싸이클에 따라 달라진다. 정확한 양을 투여하기 위하여, 혹은 투여 중의 사고를 막기 위하여 투여액은 경구용 존대를 이용하여 투여한다.(2) 비경구 투여 - 주사종류: 피하주사(subcutaneous), 근육주사(intramuscular), 정맥주사(intravenous), 피내주사(intradermal), 심장내주사(intracardiac), 척수강내주사(intraspinal), 관절내주사(intraarticular)주사는 완전히 흡수되어 약용량을 정확하게 측정할 수 있고 효과가 빠르다.약물을 비경구로 투여할 경우에는 투여용량, 조제물의 안정성, pH, 점도, 삼투압, 완충능, 조제물의 무균상태 및 생체 적합성 등을 사전에 충분히 고려하여야 한다. 반복투여시험을 진행할 경우에는 상기의 요인들이도 가능한 가장 작은 사이즈의 것을 사용하여야 한다.① 피하 투여피하 투여는 널리 이용되고 있는 경로의 하나이다. 본 투여 경로에 의해 약물이 흡수되는 정도 및 속도는 조제물의 조성에 따라 차이가 난다.② 복강투여복강 투여는 실수로 장관 내에 주사를 하거나, 자극성이 있는 물질의 경우에는 복막염과 같은 합병증을 유발할 수 있기 때문에 반복투여시험에서는 거의 사용되지 않는다. 약물을 현탁액의 형태로 복강 내에 투여하는 경우에는 당해 약물의 입자 특성과 용매의 성질에 따라 약물의 흡수가 영향을 받으며, 투여된 약물은 체순환 및 문맥순환 내로 흡수된다.③ 근육투여근육 내에 약물을 주사하게 되면 주입된 약물이 근섬유를 압박하여 통증을 동반하는 경우가 많다. 또한, 주입된 약물에 의해 신경이 손상을 받을 수 있기 때문에 투여 부위를 신중히 선택하여야 한다. 따라서, 반복투여시험을 할 경우에는 순번을 정하여 투여 부위를 바꾸어 주어야 한다. 또한, 반복적으로 투여할 경우에는 투여부위에 염증이 발생할 수도 있다. 친수성의 약물과 소수성의 약물은 흡수 속도에 차가 있기 때문에 (소수성의 약물은 투여 부위에 24시간 이상 저류 되기도 한다) 구별할 필요가 있다.④ 정맥투여정맥으로 약물을 투여하는 경우는 급속히 주사를 하는 경우, 천천히 주사를 하는 경우, 장시간에 걸쳐 지속적으로 주입하는 경우로 분류할 수 있다. 고용량을 투여하는 경우에는 용매의 선택이 중요하며, 이들의 결과에 의할 경우, 정맥내로 주입되는 허용최대액량은 사용하는 용매에 따라 크게 차이가 난다.⑤ 피내투여일반적으로 피내투여는 면역, 염증, 감작반응 등의 평가를 위해 널리 이용되고 있다. 투여 물질을 adjuvant와 혼합하여 투여하는 경우가 많으며, 피부의 두께에 따라 0.05 ~ 0.1ml까지 투여가 가능하다.권장 투여 용량 (허용 최대 투여 용량을 포함)동물종투여 경로와 투여 용량 (mL/kg, *는mL/투여부위)경구피하복강내근육정맥(급속)정맥(저속)마우스10 (50)10 (40)20 (80)0.05* (5 (15)1 (2)1 (20)0.25 (0.5)2.5(5)원숭이5 (15)2 (5)- (10)0.25 (0.5)2(-)마모셋10 (15)2 (5)- (20)0.25 (0.5)2.5(10)미니 돼지5 (15)1 (2)1 (20)0.25 (0.5)2.5(5)채혈수치를 근거로 하여 동물의 정상적인 생리작용에 아무런 영향을 미치지 않고 채혈이 가능한 최대채혈량의 기준치 (reference guide)를 작성한 것이다.① 외측족근정맥동물을 플라스틱제의 보정틀에 넣어 뒷다리를 잡아 당기면서 관절의 윗부분을 가볍게 눌러주면 정맥혈관이 노출되어 채혈이 가능하게 된다. 가장 가는 크기의 주사침으로 정맥에 주입하여 채혈을 하게 되면 용혈을 일으키지 않고 재빨리 혈액을 채취할 수 있다② 이개주위정맥 /이개중심동맥토끼나 기니픽에서는 이개주위정맥의 채혈법이 일반적으로 이용되고 있다. 동물을 확실히 보정하는 것이 중요하며, 채혈 20~30분 전에 국소마취용 크림을 귀에 도포하여 두면 주사침으로 찌를 때 동물이 통증을 느껴 머리를 흔드는 것을 쉽게 방지할 수 있다.③ 설하정맥본 채혈법은 랫드 등의 설치류에서 쉽게 실시할 수 있다. 랫드를 마취시켜 채혈 보조자가 랫드를 앙와위(仰臥位)로 보정한다. 다음에 경부의 이완된 피부를 집어 올려 머리로부터 돌아오는 정맥을 부분적으로 울혈시킨다. 별도의 채혈 보조자가 면봉으로 혀를 서서히 잡아 빼 엄지와 검지로 꽉 집는다. 다음에 설하정맥의 하나 (정중선의 양측에 각각 하나씩 존재한다)를 23~25G 주사침으로 천자한다. 이때 가능하면 혀의 끝 부분에 가까운 부위를 천자한다. 채혈용 시험관에 혈액이 떨어질 수 있도록 랫드를 거꾸로 든다. 필요한 양을 채혈한 후에는 경부의 압박을 느슨하게 하여 랫드를 앙와위로 한다. 혀를 다시 한번 잡아당겨 건조된 면봉으로 지혈한다. 통상 지혈제는 필요없다.④ 외측미정맥 (外側尾?脈)본 채혈경로는 원리적으로는 외측족근정맥과 유사하나, 혈액을 소량 밖에 채취할 수 없다(마우스에서는 0.1~0.15ml, 가온한 랫드에서없기 때문에 본 채혈 경로는 특히 반복채혈에 적합하다.⑤ 전대정맥이 방법은 동물에게 많은 스트레스를 가하기 때문에 과학적 연구에 악영향을 미칠 가능성이 있어 실험동물에게는 부적합하다. 정확한 보정이 필요한데, 미니 돼지의 경우는 그물망에 넣어 보정을 하거나, 앙와위를 하여 앞다리를 꼬리 방향으로 끌어들여 보정하는 방법을 이용한다. 미주신경을 다치지 않게 하기 위하여 경부의 우측으로부터 흉골병측방(胸骨柄側方), 30~45°의 각도에서 좌측 어깨 (左肩)를 향하여 곧장 주사침을 삽입한다. 주사침이 정맥 내로 삽입되면 채혈자는 바늘 끝부분이 갑자기 움직이는 듯한 감각을 느끼게 된다.⑥ 꼬리끝의 절단본 채혈 방법은 랫드 및 마우스에서 빈번히 사용되고 있으며, 0.1~0.2ml 정도를 채혈할 수 있다. 꼬리를 절단할 경우는 꼬리의 끝부분에서 0.5~1mm 부위에 한정하는 것이 좋으나 경시적으로는 최대 5mm까지 절단이 가능하다. 채혈 후에 형성된 응혈괴를 제거하면 단기간의 반복 채혈도 가능하다. 단, 연속적으로 절단하여 꼬리가 현저히 짧아지는 경우 (즉, 절단부위가 5mm를 초과)가 발생하여서는 곤란하다.⑦ 심장채혈본 방법은 반드시 전신마취를 한 상태에서 실시하여야 한다. 동물에게 고통을 동반할 가능성이 있으며, 심막출혈이나 심장 탐포네이드와 같은 치사적 후유증을 유발할 가능성이 있기 때문에 채혈을 한 후에 동물을 폐사시키는 경우에 한해서만 사용하여야 한다.⑧ 안와정맥총안와정맥총을 채혈 경로로 하는 방법은 과거에 널리 사용되어 왔으나, 동물에게 고통이 동반되고, 심각한 후유증을 유발할 수 있기 때문에 본 방법의 사용을 반대하는 의견도 많다. 그럼에도 불구하고 안와정맥총 채혈법은 방법의 용이성 때문에 동물애호의 측면을 강조한 방법이 지속적으로 개발되어 왔다. 본 방법을 사용할 경우는 어떤 종의 동물을 사용하더라도 반드시 전신마취를 한 상태에서 채혈을 실시하여야 한다.동물종별 총혈액량 및 권장최대채혈량 (표시 체중을 기준으로 함)종 (체중)혈액량(ml)7.5%(ml)10%4
동물 바이러스의 증식 과정Life cycle of a DNA virus such as herpes simplex동물 바이러스의 증식 과정부착(Attachment) 침투와 탈피(Penetration and uncoating) 바이러스 genome의 복제 조립과 바이러스의 성숙과정 바이러스의 방출부착 (Attachment)바이러스 표면에 특별한 부위가 숙주 세포표면의 특정부위와 결합이 이루어짐. 일반적으로, 숙주세포의 glycoprotein - 부착부위(receptor)부착부위의 성질정상적인 세포 표면의 구성물질. 성질이 다른 한 종류 이상의 부착부위가 존재할 수 있다. 1. bacteriophage : 세포표면의 pili 2. HIV : T-임파구의 CD4 당단백질 3. influenza : neuraminic acid 4. Herpes : heparan sulfate(황산헤파린)바이러스의 구조가 불가역적인 변화를 일으키며, 일단 세포 표면에 부착한 바이러스는 쉽게 떨어지지 않는다.세포에 부착하기 위해서는세포내로 침투되지 못한 경우에는부착된 바이러스가 숙주 세포내로 침투되지 못한 경우에는 바이러스가 숙주세포 표면에서 떨어져 나와 다른 세포로 재부착될 수도 있다.동물 바이러스의 증식 과정부착(Attachment) 침투와 탈피(Penetration and uncoating) 바이러스 genome의 복제 조립과 바이러스의 성숙과정 바이러스의 방출침투와 탈피(Penetration and uncoating)탈피와 동시에 바이러스 게놈만이 숙주세포로 침투되는 방법 바이러스의 외피와 숙주의 세포막이 융합되어 세포내로 침투되는 방법 바이러스 전체가 endocytosis에 의해 숙주 세포막을 통과하여 침투동물 바이러스의 증식 과정부착(Attachment) 침투와 탈피(Penetration and uncoating) 바이러스 genome의 복제 DNA virus 단일가닥의 RNA 바이러스 역전사 바이러스 이중나선 RNA 바이러스 조립과 바이러스의 성숙과정 바이러스의 방출1. DNA virusLinear DNA의 Virus 여러 개의 복제 개시점 Circular DNA의 Virus rolling curcle 형태로 복제 Endonuclease가 필요1. DNA virusAdeno Virus 나 herpes Virus 진핵세포의 핵 안에서 유전자가 발현 Pox Virus 초기전사와 복제가 세포질에서 이뤄짐. 초기전사는 바이러스 내에서 진행되어, 전사된 단백질은 바이러스에서 방출됨.2. 단일가닥의 RNA 바이러스(+) strand Virus RNA genome이 m-RNA로 작용 RNA 중합효소가 필요하지 않음 침투된 RNA는 ribosome과 결합하여 해독되어 polypeptide를 생성하게 됨 상보적인 (-) strand RNA를 합성하고, 이 가닥은 바이러스 genome의 증식에 활용2. 단일가닥의 RNA 바이러스(-) strand Virus (-) strand RNA 합성은 바이러스에 있는 RNA 의존성 RNA 중합효소에 의해 생성 (polypeptide의 분할로 형성된 것이며 RNAreplicase라 함.) (-) strand RNA는 바이러스 RNA replicase 합성을 위한 주형이 되어 더 많은 strand를 만들수 있게 된다.3. 역전사 바이러스Reverse Transcription에 의해 DNA 생산 primer와 역전사 효소의 중합체가 RNA와 결합 DNA-RNA 중합체 Ribonuclease H의 작용으로 RNA가 분해 이중 DNA형성 AIDS를 일으키는 HIV 바이러스4. 이중나선 RNA 바이러스Reo 바이러스 이중나선 RNA는 바이러스 자체에 존재하는 RNA 의존성 RNA중합효소에 의해 전사 하나의 RNA는 단백질 합성을 위한 mRNA로 작용하고, 다른 가닥의 RNA는 RNA genome을 형성하는 주형이 됨동물 바이러스의 증식 과정부착(Attachment) 침투와 탈피(Penetration and uncoating) 바이러스 genome의 복제 조립과 바이러스의 성숙과정 핵산이 capsid로 포장되는 조립과정 (nucleocapsid) 2. 숙주세포로부터 외피성분 취하는 성숙과정 바이러스의 방출바이러스의 조립과정Capsid 조각들이 먼저 조립 핵산 genome이 후에 삽입 Capsid가 완전히 봉합 Adeno virus 등 DNA virus는 숙주세포의 핵안에서 조립 Pox virus는 세포질내에서 조립 Bacterio-phage는 숙주세포인 세균의 핵 구조물이 없으므로 세포질내에서 조립바이러스의 성숙과정많은경우 세포막 주변에서 이루어짐. 숙주세포로부터 얻어진 인지질 성분과 바이러스 자체의 단백질이 삽입되어짐으로써 외피가 완성 바이러스가 숙주세포를 떠날 때 이루어짐 (방출과 연관)병변현상(cytopathic effect)특별부위에 특징적으로 나타나는 현상 성숙한 herpes virus는 형질내세망(endoplasmic reticulum)에 축적되어 있다가 바이러스를 운반하는 소포에 의해서 세포 표면으로 이동 진단바이러스학에서 이러한 봉입체(inclusion body)를 유용하게 이용동물 바이러스의 증식 과정부착(Attachment) 침투와 탈피(Penetration and uncoating) 바이러스 genome의 복제 조립과 바이러스의 성숙과정 바이러스의 방출 세포의 용해(Lysis) 외피 바이러스(Enveloped Virus)의 출아1. 세포의 용해(Lysis)숙주세균이 용균되면서 phage가 방출되며, 이때 phage genome에 의해 lysozyme 단백질이 만들어져 세균의 세포벽성분이 peptidoglycan 구조를 분해 Lysozyme은 phage에 의해 조절되므로 phage가 충분한 수가 되면 lysozyme 작용2. 외피 바이러스의 출아Exocytosis나 바이러스 입자를 가진 소포가 숙주의 세포막과 융합하여 숙주세포를 떠나며, 이 방출과정을 출아(budding)이라 함. 당단백질 spike 바이러스의 당단백질은 이웃 숙주세포끼리의 융합을 증진시켜, 거대다핵세포를 형성하기도 함{nameOfApplication=Show}
Hepatic damage evaluationin vitro test ( isolated hepatocytes )- Plasma membrane permeability assays1. Dye exclusion / inclusion2. 51Cr release3. LDH (or other enzyme) release- Functional assays1. ATP, ADP, AMP levels (cellular energy capacity)2. Succinate dehydrogenase activity (mitochondria)3. DNA, protein, urea synthesis4. Active transport, uptake5. Ion, amino acid gradients (optimal environment)- Morphological assays1. Membrane blebbing (plasma membrane)2. Volume changes (osmotic properties)in vivo test- Serum enzyme test (liver damage시 hepatic enzyme이 혈중으로 유리)1. Aminotransferase (ALT, AST)2. ornithine carbamoyl trasferase (OCT)3. sorbitol dehydrogenase (SDH)4. alkaline phosphatase(ALP)mainly liver specific : ALT(sGPT)non-specific & reflect injury extrahepatic tissue : AST, LDH (Lactate dehydrogenase)- Hepatic excretory test : biliary excretion 능력을 측정- Liver chemical constituent alteration1. hepatic lipid content2. lipid peroxidation3. glucose-6-phosphatase activity4. reactive meta장, 근육 등에도 광범위하게 분포하므로 GPT 보다는 간기능을 나타내는 정확도가 떨어지지만GPT 와 GOP 의 비율을 비교하여 간질환뿐만 아니라 심장이나 근육 등 다른 부위에 질환이 있는지도 알아낸다.정상범위는 8 ~ 40 U/L 이다.일반적으로 만성간염에서는 대체로AST < ALT경향을 보이고 알콜성 간염, 황달, 간경화 등에서는 AST > ALT경향을 보인다.2. ornithine carbamoyl trasferase (OCT)The reactions of the Krebs-Henseleit (urea) cycle, and their relations to NOS activity.Enzymes: 1. ornithine carbamoyl transferase, 2. argininosuccinate synthetase, 3. argininosuccinate lyase, 4. arginase, 5. nitric oxide synthase, 6. arginine deiminase, 7. arginine decarboxylase, 8. numerous enzymes contributing to the formation of substituted guanidino compounds.Reactions 1 to 4 comprise the urea cycle. Reactions 2, 3, 5, may account for NOS activity in plants (citrulline-NO cycle). Arginine deiminase was reported in chloroplasts but is mostly found inmicroorganisms. Reactions 7 and 8 comprise decarboxylation, oxidation, methylation, transamidination, phosphorylation, keeping the guanidino group intact or modifying it by methylation, phosphorylaheir signaling pathways and damaging reactions, e.g., the nitration of phenols and tyrosines residues in cell regulatory proteins, and to apoptosis.3. sorbitol dehydrogenase (SDH)Incomplete substrate oxidation in Gluconobacter oxydans.(a) Physiological role: (1) substrate, e.g., glucose, enters the periplasm and is rapidly processed by glucose dehydrogenase (GDH) (2). Gluconic acid exits the periplasm via porins (3) and accumulates in the extracellular space (4). (b) Biotechnological role: (1) selected substrate, e.g., sorbitol (but could also be a sugar, sugar acid, sugar alcohol and polyols) enters the periplasm and is rapidly processed by sorbitol dehydrogenase (SDH) (2). Sorbose exits the periplasm via porins (3) and accumulates in the extracellular space (4) where it can be further converted to ascorbic acid (vitamin C).4. Lactate dehydrogenase (LDH)Lactate dehydrogenase (lactic dehydrogenase, LDH)는 생체 내 거의 모든 기관에서 발견되는 효소로서 lactate를 pyruvate로 산화 시켜주는 역할을 한다. 또한 이 반응은 세포 내 에너지 발생의한 군(PQ), 비타민 C를 5일간 50 mg/kg/day 투여한 후 PQ를 35 mg/kg 투여한 군(Vit. C), berberine을 5일간 각각 1 mg/kg/day, 3 mg/kg/day, 6 mg/kg/day 투여한 후 PQ를 35 mg/kg 투여한 군(B1, B3, B6) 등 총 6개 군으로 나누어 실험하였다PQ를 투여한 생쥐에 비타민 C와 berberine을 투여한 후 생쥐 간 조직에서 SOD catalase, GPX의 활성과 과산화수소, GSH, GSSG, MDA함량 등을 측정 비교함으로써 berberine의 항산화 작용을 검토하였다. 항산화 효소인 SOD, catalase, GPX는 전반적으로 비타민 C 투여 군과 berberine 투여 군에서 높게 나타났고, 특히 GSH는 B3 군에서 가장 높게 나타났다. 그리고 자유라디칼에 의해 생성된 지질과산화의 최종산물인 MDA의 함량은 B1군과 B3 군에서 유의성있게 감소함을 보였다. 이는 berberine이 생체 내에서 내인성 항산화 물질의 합성능력을 강화시킴으로서 산화적손상에 대한 보호작용을 향상시키는 결과로 생각된다.SOD 활성도 변화SOD 활성도는 Marklund와 Marklund(1974)의 pyrogallol auto-oxidation 방법으로 정량하였으며, 소의 신장에서 추출한 SOD를 표준시료로 사용하였다. 50 mM Tris-acetate buffer(pH8.24)에 1 mM DTPA를 첨가하고, 1시간 동안 bubbling 한 후, 이 완충액 9.8 ㎖에 시료 100 ㎕와 30분간 음압펌프로 산소를 제거시킨 pyrogallol 용액 100 ㎕를 넣고 10초간 교반시킨 후, 420 nm파장에서 분광광도계로 흡광도를 측정하였다.Superoxide radical을 과산화수소로 전환시키는 SOD의 활성도는 대조군이 80.61 unit/mg protein, PQ 군이 87.59 unit/mg protein, Vit. C 군이 85.05 unit/mg protein, B1 군이 83.57 un Folin-Wu 방법(Bonnes & Taussky, 1945)으로 측정하였다과산화수소 함량 측정SOD에 의해서 superoxide radical이 과산화수소로 전환된 함량을 조사한 결과는 대조군이 8.45mM/g liver, PQ 군이 8.25 mM/g liver, Vit. C 군이 8.74mM/g liver, B1 군이 8.40 mM/g liver, B3 군이 8.56 mM/g liver 그리고 B6 군이 8.72 mM/g liver으로 나타났다Catalase 활성도 측정과산화수소를 물과 산소로 치환하는 Catalase의 활성도는 대조군이 134.03 unit/mg protein, PQ군이 125.80 unit/mg protein, Vit. C 군이 135.62 unit/mg protein, B1 군이 135.68 unit/mg protein, B3 군이 7.43unit/mg protein 그리고 B6 군이 124.87 unit/mg protein으로 나타났다. Catalase 활성도는 B3 군에서 가장 유의성 있게 증가하였다.GPX 활성도 측정Catalase와 같이 생체 내에서 생성된 과산화수소를 제거하는 효소인 GPX의 활성도는 대조군이 4.14 unit/mg protein, PQ 군이 3.40 unit/mg protein, Vit. C군이 3.40 unit/mg protein, B1 군이 3.74 unit/mg protein, B3 군이 3.38 unit/mg protein 그리고 B6 군이 3.32 unit/mg protein으로 나타났다.GSSG 함량 측정GSSG 함량은 대조군이 0.46 μmol/g liver, PQ 군이 0.51 μmol/g liver, Vit. C 군이 0.34 μmol/g liver, B1 군이 0.42 μmol/g liver, B3 군이 0.40 μmol/g liver 그리고 B6 군이 0.38 μmol/g liver으로 나타났다.PQ 군보다 다른 군들에서 수치가 낮게 나타났다. GSSG 형성은 활성산소 생성에 대한 유용다.