07 방사선 생물학 - 1. 방사선 생물학 2) DNA와 염색체에 대한 작용

1. 방사선 생물학

2) DNA와 염색체에 대한 작용

• 방사선에 의하 세포영향에서 염색체 DNA가 주된 표적으로 알려져 있다.
• 방사선에 의해 발생되는 DNA 손상은 가닥손상(strand break), 염기변화(base change), 당쇄(sugar) 파괴, 가교형성(cross-link) 및 이량체(dimer) 형성 등이 있다. 이 중 가닥손상이 가장 흔하고 중요한 것으로 알려져 있다.

(1) DNA 손상과 복구

 

(2) 적응(adaptive) 반응

• 방사선 적응 반응은 세포에 방사선을 조사한 후 다시 방사선을 조사할 때, 두 번째 방사선에 대한 저항성이 증가하는 현상으로, 1차 방사선에 의해서 DNA 손상 복구 시스템이 항진되어 2차 방사선에 대한 저항성이 증가하는 기전으로 여겨진다.
• 적응반응에 대한 ICRP 103의 견해는 아래와 같다.
• 시험관 및 생체 내 세포에서 적응반응은 보편적으로 항상 관찰할 수 있는 특성은 아니라는 제한점이 있다. 가장 잘 연구된 세포계통(인체 림프구 세포유전적 반응)에서도 수십 밀리그레이 수준의 낮은 선량으로도 적응 반응이 촉발된다는 증거가 부족하며, 림프구를 제외한 공여자에 따라, 즉 실험 개체 간의 개인차가 상당하다. 일반적인 스트레스 반응 기전, 화학기단 제거, 효율적인 DNA 복구와 관련성을 지지하는 연구결과도 있지만, 적응반응 기전에 대한 이해가 아직은 단편적이다. 일부 긍정적인 연구 결과도 있지만, 종양유발(또 면역반응)에 대한 동물연구가 방사선의 부정적인 보건 영향을 감소시킬 수 있다는 일관된 증거를 제시하지는 못하고 있다.

 

(3) 유전자와 염색체 돌연변이 유발

• 일반적으로 돌연변이에 대한 선량-반응은 낮은 LET에서는 선형-이차반응이며, LET가 증가하면 선형성도 강화된다.
• 낮은 LET 방사선의 경우 선량률이 낮아지면 포유류 체세포와 배아세포에 유발되는 유전자/염색체 돌연변이 빈도도 감한다.

 

(4) 후성적(epigenetic) 반응

• 방사선에 의한 일차적인 DNA 손상이 없음에도 불구하고 게놈변화나 세포에 영향을 일으키는 반응을 말하며 전리방사선 비적에 DNA가 직접 표적이 되는 개념과는 대조된다.

① 방사선 유발 게놈불안정성(Radiation induced genome instability)

 

② 구경꾼 효과(bystander effect)

• 구경꾼 효과란 방사선에 직접 조사되지 않았으나 조사된 세포에 인접한 세포들에 DNA 손상이나 세포생존의 감소와 같은 방사선 영향이 나타나는 현상을 말한다.