저선량 X 선 피폭 시 과민감성 현상에 대한 방사선 선량률의 영향성 연구

Abstract

저선량 방사선의 위해성에 대해서는 아직까지 명확한 결론이 나지 않아 현재까지도 연구 중에 있다. 저선량 방사선 연구의 일환으로 HRS(Hyper-radiosensitivity) 현상에 대해 활발히 연구가 진행되고 있다. HRS 현상이란 세포 군집형성능 실험을 진행하였을 때 저선량 방사선에 대한 생존율이 기존의 linear- quadratic 모델로 예상한 것보다 더 낮게 나타나는 현상을 의미한다. HRS 현상의 메커니즘에 대해 많은 연구가 진행되었지만 선량률과의 관계성에 대해서는 일관성 있는 결론이 지어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 선량률이 HRS 현상에 끼치는 영향성에 대해 in vitro 실험을 진행하였다. 0.5 Gy/min의 선량률로 정상세포인 rat diencephalon과 종양세포인 rat gliosarcoma를 피폭 시킨 후 세포 군집형성능 실험을 진행 한 결과 두 세포에서 모두 HRS 현상이 확인되었다. 선량률을 0.125와 1.5 Gy/min로 변경하여 동일한 실험을 진행한 결과, 두 세포 모두 0.125 Gy/min의 선량률에서는 HRS 현상이 나타났으나 1.5 Gy/min의 선량률에서는 그렇지 않았다. 선량률에 따른 회복 기작의 차이가 위와 같은 결과를 일으킨 것이라 보고 2단계 조사 실험을 진행하였다. 1.5 Gy/min의 선량률로 0.2 Gy만큼 선행 조사한 후, 0.125와 0.5 Gy/min의 선량률로 피폭 시킨 결과 두 세포 모두 HRS 현상이 없어짐을 확인하였다. 이를 통하여 고선량률의 방사선에 의해서는 저선량 피폭 시에도 세포 내 회복 기작을 일으키는 것이라고 판단하였다. 마지막으로 선량률에 따른 apoptosis의 유발 정도를 flow-cytometry법으로 확인해봤다. 두 세포 모두 저선량의 방사선 영역에서 HRS 현상이 일어나는 조건의 저선량률로 피폭 시 고선량률 피폭 시보다 더 많은 apoptosis가 유발되는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 고선량률 저선량 피폭 시에는 회복 기작이 충분히 일어나 apoptosis가 일어나지 않은 것이라 해석하였다. 본 연구에서는 선행연구에서 제시한 결론과는 달리 높은 선량률로 세포를 피폭시킬 경우 HRS 현상이 나타나지 않는 것을 확인했다. 또한 HRS 현상이 일어나는 주요 원인이 apoptosis임을 확인하였고 이를 통해 저선량 방사선 피폭의 위해성을 과대평가할 여지가 없다고 판단하였다. 마지막으로 암 치료를 위한 방사선 분할 조사 치료 시, HRS 현상을 방지할 수 있는 선량률을 선택함으로써 정상세포를 불필요한 세포사멸로부터 지켜야한다고 제언하는 바이다.