알츠하이머병의 타우 단백질 병증에서 ALK에 대한 연구

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :자연과학대학 생명과학부,2020. 2. 정용근.타우 단백질은 Aβ (beta amyloid) 단백질과 더불어 알츠하이머병에서 보이는 가장 대표적인 병리적 단백질이다. 알츠하이머병을 겪고 있는사람의 뇌에는 타우 단백질이 인산화되어 있거나, 더 나아가 타우단백질끼리 뭉쳐서 생성된 응집체 (aggregates)가 발견된다. 인산화된 타우는 정상적인 타우보다 더 응집하기 쉬워서 매듭 형태를 이루기가 쉽기 때문에 높은 독성을 가진다고 여겨진다. 타우(tau)는 미소관(microtubule)과 결합하여 안정화시키는 역할을 하는 단백질로, 타우단백질의 인산화와 축적은 알츠하이머병에서 나타나는 기억력 손상 외에도 다양한 종류의 타우 병증 (tauopathy)와 신경퇴행성 질환과 연관되어 있다고 알려져 있다. 타우를 조절하는 기작에 대한 연구는 대부분 타우의 인산화를 조절하는 인산화 효소와 그 인산화 효소를 포함하는 신호 전달에 관한 것이다.ALK (Anaplastic Lymphoma Kinase)는 후기 배아 단계에서 중추 신경계와 말초 신경계의 신경세포에서 발현되는 수용체인산화효소(receptor kinase)이다. ALK가 돌연변이가 생기거나 다양한 단백질과 융합이 일어났을 때, 비소세포성 폐암, 신경아세포종 등과 같은 암을 일으키는 암유발인자로써 역할을 한다. 이처럼, 이전의 ALK 관련 연구는 ALK의 돌연변이 또는 융합 단백질 발현으로 인한 종양형성에서의 역할에 대한 내용으로 국한되어 있다. 본 연구는 신경세포에서 발현되는 ALK가 타우 단백질의 과인산화와 축적을 조절하여 타우 단백질에 의한 신경세포의 병리학적 현상에서의 기능을 규명하였다. 본 실험실이 보유하고 있는 630개의 인산화 효소와 2,000개의 막단백질을 포함한 4,000개의 cDNA library를 대상으로 GFP-tau응집 screening을 진행한 결과, 타우 응집을 증가시키는 유전자로 ALK를 발굴해 내었다. 더불어, 각각 6, 9, 12 개월 령의 야생형 쥐와 한배 새끼인 ALK 손실 쥐의 해마와 피질 조직을분석한 결과, ALK의 부재가 타우 단백질의 양을 감소시키는 것을 관찰하였다. 흥미롭게도, ALK에 의한 타우 단백질의 축적은 자가포식 소체의 저해로 인한 것임을 p62와 LC3-Ⅰ, LC3-Ⅱ 양이 증가하는 것을 통해 밝혔고, 또한 mCherry-GFP-LC3와 GFP-Stx17, RFP-LC3의 공존의 정도를 조사한 결과, ALK가 자가포식 소체가 자가용해 소체로 발달하는 것을 저해하는 것을 증명하였다. ALK의 downstream에 존재하여 신호전달을 매개하는 단백질로 Grb2를 screening을 통해 발굴하였으며, Grb2와 ALK의 상호작용 또한 관찰하였다. ALK.Fc 과발현 시에 신경세포의 축색돌기에 LC3 양성인 부기가 발생하였고, 신경세포의 퇴화 (degeneration)의 표지가 되는 가지돌기 가시 밀도 (dendriticspine density)가 감소하는 것을 관찰하였다. 또한, 쥐 일차 신경세포에서 ALK agonistic antibody를 통해 ALK를 활성화시키면 세포 사멸이 증가하였다. in vivo 에서 앞서 관찰한 내용을 재현하기 위해 5-6 개월령 야생형 쥐와 알츠하이머병모델인 3xTg-AD 에 stereotaxic 방식으로 ALK.Fc를 과발현하는 lentivirus를 주입하고 1 개월 후에 기억력과 타우 단백질의 변화를 관찰한 결과, 공간 기억력을 측정하는 Y-maze, 학습과 기억력을 측정하는 신물질 탐색 시험 (novel object recognition test), 명시적 기억능력검사인 수동 회피 실험 (passive avoidance test) 총 3가지 기억력 실험을 통해서 야생형과 3xTg-AD 모두에서 ALK 과발현 시킬 경우 기억력이 저해되었다. 기억력 실험 후, 쥐 뇌의 해마부분 (Hippocampus)를 단백질 발현 분석법으로 분석 결과, 인산화된 타우의 양이 증가한 것 또한 확인하였다. 다음으로는 ALK의 억제가 생체 내에서 보이는 효과를 살펴보기 위해 7개월령 대조군인 야생형 쥐와 실험군인 3xTg-AD 쥐에 ALK의 저해제인 Ceritinib를 한 달간 복부 투여를 수행한 후, 쥐들의 기억력을 행동 실험을 통해서 조사한 결과, 알츠하이머 표현형을 가지는 3xTg-AD에서 떨어졌던 기억력이 Ceritinib을 투여했을 경우 대조군인 야생형 쥐의 기억력 정도로 회복하는 것을 확인하였다. 더불어 3xTg-AD에서 증가하였던 타우단백질의 양과 인산화가 Ceritinib을 투여한 그룹에서는 현저히 줄어드는 것을 확인하였다. 나이 든 정상인과 알츠하이머병 환자의 해마 부분 뇌 조직을 단백질 발현 분석법을 통해서 분석한 결과, 정상인에 비해서 알츠하이머병 환자의 뇌 조직에서 훨씬 더 높은 ALK의 발현을 확인하였다 또한, 알츠하이머병 환자의 해마 조직을 면역조직화학 방법으로 조사한 결과, ALK와 신경섬유 매듭이 공존하고 있음을 발견하였다. 이러한 결과를 통해 ALK가 자가포식 소체의 성숙을 저해함으로써 타우 축적을 촉진하며, 신경세포에서의 세포사멸을 일으키고 알츠하이머병에서 보이는 타우 병리와도 연관성이 있음을 결론지을 수 있다. 앞의 결과를 통해서 ALK가 치매에서 보이는 타우에 의한 신경독성을 일으키는 원인이 된다는 것을 알 수 있었고, 치매 치료제의 첫 단계가 될 수 있는 새로운 ALK 저해제와 항체를 발굴, 조사하는 실험을 진행하였다. LegoChem Biosciences이 docking study를 통해 ALK의 hinge 부분에 결합하여 ALK의 키나아제 활성을 억제한다고 찾은 KRCA0605의 in vivo에서의 기능을 밝히는 실험을 수행하였다. 7개월령의 3xTg-AD 모델 쥐에 10 m.p.k.의 KRCA0605를 한 달간 경구투여 하였을 때, 3xTg-AD 모델 쥐의 손상된 기억력이 회복되는 것을 확인하였고, 또한 인산화된 타우와 전체 타우의 양이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 이 결과는 ALK의 타우를 통한 신경퇴행 기능을 다시 한번 확인시켜주며, KRCA0605의 치매 치료제로써의 가능성을 제시하였다. 또한, ALK가 과발현이 되었을 때 ERK를 통해 ELK1을 활성화하는 사실을 이용하여 새로운 ALK 저해 reporter assay를 고안하고 assay를 이용하여 BBB를 통과하는 1568개를 대상으로 screening을 진행하였고 이 중에 형광 세기를 낮추는 화합물로 총 5개를 발굴하였다. 단백질 발현 분석법을 통해서 5개의 화합물 모두 ALK를 저해하는 효과를 보이고, GFP-Tau를 이용한 tau dot counting 실험을 통해서는 1, 2, 5번의 화합물이 타우 응집을 억제하는 결과를 관찰하였다. 반면 in vitro kinase assay 결과에서는 해당 화합물들이 ALK의 인산화 효소능력에는 아무런 영향도 끼치지 않는 것을 보아, ALK의 활성 자리가 아닌 부위를 대상으로 한다는 것을 유추할 수 있다. ALK 저해제 발굴과 동시에 K-BIO 김대영 박사님 신항체발굴팀과 협업하여 ALK와 결합하는 항체 중에서 agonistic 혹은 antagonistic 효과를 보일 수 있는 항체를 발굴하는 실험을 진행한 결과 항체 library에서 human ALK와 결합할 수 있는 추정 상의 항체 14종을 선별하였고, FACS 분석법을 통해서 14종 중에 7종의 항체가 세포에서 발현된 ALK와 결합한다는 것을 확인하였다. 더 나아가 4종의 항체가 ALK를 활성화시키고 타우의 축적도 증가시키는 agonistic 항체임을 단백질 분석법을 통해 밝혔다. 위의 실험 결과들을 모두 종합하면, 알츠하이머병 발병에서 ALK가 가지는 역할과 기능을 새롭게 밝힘으로써 알츠하이머병이 발병하는 기작에 대한 이해를 높이고, 궁극적으로는 알츠하이머병에서 보이는 기억력 저하를 회복시킬 수 있는 치료제 개발에 대한 기반을 마련하였다.ALK is a receptor tyrosine kinase (RTK) that belongs to the insulin receptor superfamily. Aberrant ALK activity has been highly implicated in the oncogenesis of human cancer as a fusion protein in inflammatory myofirbroblastic tumor, diffuse large B-cell lymphoma and anaplastic large-cell lymphoma (ALCL) or through mutations in full-length protein in hereditary familial neuroblastoma. Thus, ALK is being employed as a therapeutic target for the prevention of cancer. On the other hand, its role in the neurodegeneration and AD pathology is not known. In chapter 1, I report that ALK is responsible for the tau-mediated AD pathology. Through cell-based functional screening using human 650 kinase cDNAs in hippocampal HT22 cells, ALK, a neuronal receptor tyrosine kinase, was selected to increase the level of phosphorylated form of tau. ALK caused abnormal hyperphosphorylation of tau and its accumulation in the somatodendritic region of neurons through its tyrosine kinase activity, while tau levels were reduced in the brains of Alk knockout mice. Notably, ALK activation in neurons impaired autophagosome maturation and this defect was reversed by dominant-negative Grb2. ALK induced LC3-positive axon swelling and loss of spine density, leading to tau-dependent neuronal degeneration. ALK levels were significantly elevated in the brains of AD patients, and injection of an ALK.Fc-lentivirus exacerbated memory impairment in 3xTg-AD mice. Conversely, administration of ALK inhibitors reversed the memory impairment and tau accumulation in both 3xTg-AD and tauC3 mice. Together, I propose that aberrantly activated ALK is a bona fide mediator of a proteinopathy that disrupts autophagosome maturation and causes tau accumulation, leading to neuronal dysfunction in AD. Further research attempted to find tools regulating ALK activity. In chapter 2, I identified prospecting non-active site ALK inhibitors and putative ALK agonistic antibodies, and also demonstrated in vivo effect of KRCA0605, ALK inhibitor targeting its kinase activity. Using Gal4-UAS system, 5 putative ALK inhibitors were identified in the screening. Those compounds inhibit ALK acitivty and ALK-mediated tau accumulationand aggregation in cell based-assay. Those inhibitors is proved to regulate ALK activity by targeting non-active site via in vitro kinase assay. In addiftion, I investigated the in vivo effect of another ALK inhibitor, KRCA0605 which is initially developed for treating cancers, on memory defects and tau accumulation of 3xTg-AD mice. As expected, oral administration of KRCA0605 diminished memory impairment and tau accumulation in the AD mice model. Lastly, I demonstrated the interaction between human ALK and putative ALK antibodies which are identified via phage antibody spanning. I also found that at least two of them function as agonistic antibodies, thus activate ALK activity and increases tau protein in cells. Taken together, I discovered inhibitors and antibodies to manipulate ALK activity, thus provide useful tools for manipualting ALK functions.CHAPTER I. Pathogenic role of ALK in tau-mediated neuro-degeneration through autophagosomal dysregulation 1 I-1. Abstract 2 I-2. Introduction 4 I-3. Results 7 I-4. Discussion 65 I-5. Materials and Methods 68 I-6. References 78 CHAPTER II. Identification of ALK inhibitors and agonistic/ antagonistic antibodies 92 II-1. Abstract 93 II-2. Introduction 95 II-3. Results 99 II-4. Discussion 137 II-5. Materials and Methods 140 II-6. References 146 ABSTRACT IN KOREAN/국문초록\ 151Docto

Theoretical and Empirical Approaches to Easy Band Gap Engineering of Graphene for a Variety of Applications

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 재료공학부, 2020. 8. 박종래.그래핀은 그 자체가 가지고 있는 기존 재료 대비 뛰어난 특성 때문에 그 동안 큰 주목을 받아왔다. 이에 따라, 다양한 응용 분야에서 그래핀을 사용하여 고성능 장치를 구현하고자 수 많은 연구들이 진행되어 왔다. 그러나, 그래핀 제조 공정에 의해 변경 될 수 있는 그래핀의 그 자체의 재료 특성에 대한 인지 부족으로 인해 실제 디바이스에 대한 적용 시 요구되는 다양한 범위의 그래핀을 만족시키지 못하여 그래핀이 가지고 있는 뛰어난 물성을 완전하게 구현하는데 실패하였다. 특히, 전자소자로의 응용의 경우, 전기적 특성을 결정하는 중요한 특성인 밴드갭은 그래핀의 경우 존재하지 않으며, 물리적 혹은 화학적 구조 변화에 의해서만 확보 될 수 있으므로, 그래핀 기반 장치의 성능의 비약적인 향상을 위해 그래핀의 밴드갭 확보 과정에 대한 분석이 필수적이라고 할 수 있다. 이를 위해 일부 연구자들은 밴드갭을 결정하는 그래핀 자체의 물질적 파라미터를 찾아내고자 하였으나, 그 밴드갭과 물질적 파라미터 간의 관계를 실질적으로 명확하게 밝혀내는 데에는 실패하였다. 이러한 그래핀 연구의 장애물을 극복하기 위해서는 기존 연구진이 시도해왔던 것과는 차별화하여, 그래핀이 가지고 있는 탄소원자를 기반으로 그래핀의 밴드갭을 제어하는 숨겨진 파라미터를 밝혀내는 것이 중요하다. 따라서, 이 연구는 기존의 관점에서 탈피하여 공액구조를 가지고 있는 탄소원자의 비율과 경계탄소의 비율, 그리고 그래핀의 밴드갭 사이의 관계 확립에 중점을 두어 명확한 선형관계가 성립함을 입증하였다. 또한, 대표적인 응용 분야들을 위해 실제 미세 조정된 밴드갭을 갖는 그래핀을 실험적으로 적용하여 그 효과를 실질적으로 증명하고자 하였다. Part I 에서는 그래핀의 밴드갭 미세 조정에 대한 배경과 필요성을 정리하였다. 그래핀의 밴드갭 엔지니어링에 대한 현재 연구 동향을 면밀하게 검토하였으며, 이를 기반으로 그래핀의 이론적으로 예측된 성능과 실제 그래핀 기반 장치 사이의 격차를 극복하기 위한 이 연구의 목적을 확립하고자 하였다. Part II에서는 이론적으로 그래핀의 밴드갭과 표면 파라미터 간의 관계를 예측하고, 이를 검증하기 위해 기본적인 이론을 확립하는데 중점을 두었으며, 공액구조를 가지는 탄소원자의 비율과 그 중 경계탄소의 비율을 기반으로 표면 특성에 따라 실제 밴드갭을 결정하는 주요 파라미터를 도출하고자 하였다. 주요 재료적 파라미터들은 기본 전자 공학 이론을 기반으로 검토 후 도출하였다. 이를 바탕으로 화학적인 방법으로 합성된 그래핀 옥사이드 기반 그래핀의 밴드갭을 예측하기 위해 공액구조를 가지는 탄소원자 및 공액구조 경계 탄소원자의 비율을 도입하였으며, 이들 파라미터들과 실제 그래핀 옥사이드 기반 그래핀의 관계에 대한 실험적인 검증을 통해 확립된 이론의 신뢰성을 확보하고자 하였다. Part III은 Part II에서 제시된 그래핀 밴드갭과 그 자체의 물질적 파라미터 간의 관계를 따라 맞춤형 밴드갭을 갖는 그래핀의 설계 및 합성에 중점을 둔다. Chapter 3에서는 그래핀의 가장자리 선택적 산화에 의해 환원 후 그래핀 옥사이드 기반 그래핀의 밴드갭을 낮추는 것을 시도한다. 그 결과 그래핀 산화물의 환원공정 동안 발생하는 결함을이 기존 그래핀 옥사이드에 비해 크게 감소하었으며 그 결과 환원된 그래핀의 전기전도도를 크게 향상시키는데 성공하였다. Chapter 4 에서는 그래핀 옥사이드의 표면의 에폭사이드 작용기를 선택적으로 감소시킴으로써, 표적 가스 분자의 흡착 및 전하 운반체의 이동을 향상 시켜 타겟 물질에 대한 감도를 증가시키는데 성공하였다. Chapter 5에서는 인듐-갈륨-아연-산화물 (IGZO) 박막 트랜지스터의 채널 물질의 전기적 수송을 개선하기 위해 그래핀의 양에 따른 전체 계의 밴드갭을 미세하게 조정하였고, 채널 물질의 열처리 동안 기공 발생을 최소화하기 위해 에폭사이드 작용기가 감소된 그래핀 옥사이드를 사용하여 밴드갭이 조정된 그래핀 / IGZO 복합체의 전하 수송을 효과적으로 증가시켰다. 이 연구는 그래핀 기반 장치의 성능과 관련된 변수에 대한 이론적 고려를 통해 그래핀의 밴드갭에 영향을 미치는 주요 재료 매개 변수를 도출하고 이를 실질적으로 검증한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있으며, 실제적으로 대표적인 적용 분야에서 성능 향상을 보인 만큼, 이 연구에서 제시된 그래핀 설계 지침은 이론적으로 예측된 그래핀의 성능과 실제 장치 성능 사이의 격차를 극복하고 차세대 그래핀 기반 재료로 연구를 발전시키는 것에 대한 통찰력을 제공 할 수 있을 것이라 사려된다.Graphene has been taken attention because of its astounding properties than other transitional materials. Therefore, there have been tremendous studies on developing high performance devices using graphene in a variety of applications. However, many researchers failed to achieve devices with high performance because of negligence about the material properties of graphene that can be altered by the preparation process. Especially in the case of electronic applications, band gap, which considered as important property that decides electrical properties, can be altered by the physical and chemical characteristics of the graphene itself. Therefore, for the improved performance of graphene based devices, fine tuning of band gap is essential. For the fine tuning of graphenes band gap, some of the researchers tried to find the materials parameters of graphene which decide the band gap itself, but failed to find the clear relationship. In order to overcoming this huddle, unveiling of hidden parameters which control the band gap of graphene based on carbon atom is important. Therefore this research is focused on the establishment of the relationship between sp2 carbon and graphenes band gap. In addition, through the empirical application of graphene which has fine-tuned band gap for representative applications. Part I summarizes the background and necessity for fine tuning of graphenes band gap. The current research trends in the band gap engineering of graphene are reviewed. In order to overcome the gap between the theoretically predicted performance of graphene and the practical graphene based devices, the objectives and scopes of this study were established. In Part II, basic fundamentals are studied to examine the theoretically predicted band gap of graphene. Based on the sp2 carbon, key parameters that determine practical band gap according to the surface characteristics are derived. Key material parameters are derived by examining the theory of basic electronics, while the area of sp2 carbon and boundary sp2 carbon is introduced to predict the band gap of graphene from chemical route. And this relationship between sp2 carbon and band gap is experimentally reviewed and extended to graphene embedded materials. Part III focuses on the design and synthesis of the graphene with tailor fitted band gap according to the design guidelines presented in Part II. Chapter 4 attempt to overcome the lower the band gap of graphene by induced defect. In Chapter 4, edge selectively oxidation of graphene are used to overcome the induced defect on basal plane during reduction process of graphene oxide, resulting in improved electrical conductivity. In Chapter 5, the surface of the graphene oxide is modified to improve the absorption of target gas molecule and transfer of charge carrier by selectively reduction of epoxide group, thereby increasing the sensitivity of the sensing material. In Chapter 6, graphene is embedded in indium-gallium-zinc-oxide (IGZO) for the improvement of electrical transport of channel materials of thin film transistor. By using lower functionalized graphene oxide to minimize the pore generation during heat treatment of channel materials to effectively increase the charge transport of band gap tuned graphene / IGZO composite. As a result, the mobility of graphene embedded thin film transistor is maximized resulting in much lowered roughness. This study derives key material parameters that affect the band gap of graphene through theoretical considerations for variables related to the performance of graphene based devices. The graphene design guidelines presented in this study can provide insight to overcoming the gap between the theoretically predicted performance of graphene and practical device performance in addition to advancing the research into next generation graphene based materials.Part I Introduction 1 Chapter 1 General introduction to band gap engineering of graphene 2 1.1 General introduction of graphene 2 1.2 Theoretical approaches for band gap engineering of graphene 5 1.3 Experimental approaches for band gap engineering of graphene. 9 1.3.1 Graphene nanoribbon 9 1.3.2 Graphene quantum dot 13 1.3.3 Few-layer graphene 16 1.3.4 Heteroatom doped graphene 19 1.4 Probable issues. 22 1.4.1 Limitation of scale-up production of physically modified graphene. 22 1.4.2 Limited Range of generated band gap of resultant graphene after heteroatom doping. 27 1.5 Advantage of graphene oxide based graphene. 30 1.5.1 Easy preparation 30 1.5.2 Large tunable band gap range 34 1.6 Aim and scope of this research 37 1.6.1 Finding controllable parameters for band gap Engineering of graphene oxide based graphene 37 1.6.2 Finding effect of graphene oxide based graphene to graphene embedded materials 40 1.7 References 42 Part II Fine tuning of band gap of graphene fittable to various end uses 50 Chapter 2 Development of easy experimental ways to tailor fitted band gap of graphene to various applications. 51 2.1 Introduction 51 2.2 Effect of sp2 carbon on electron transfer of graphene 52 2.3 Effect of sp2 carbon and edge sp2 carbon to band gap of graphene : re-colligate calculation research 58 2.4 Band gap graphene embedded materials by band gap of graphene: combined with work function 60 2.5 Conclusion 66 2.6 References 67 Chapter 3 Development of easy experimental ways to tailor fitted band gap of graphene to various applications 70 3.1 Band gap tuning of graphene by oxidation 70 3.1.1 Introduction 70 3.1.2 Experimental 71 3.1.2.1 Materials 71 3.1.2.2 Preparation of graphene oxide 71 3.1.2.3 Preparation of edge selectively oxidized graphene 72 3.1.2.4 Preparation of GO with modified HCl washing process 73 3.1.2.4 Characterization 74 3.1.3 Results and discussion 75 3.1.4 Conclusion 87 3.2 Band gap tuning of graphene by oxidation 88 3.2.1 Introduction 88 3.2.2 Experimental 89 3.2.2.1 Materials 89 3.2.2.2 Preparation of reduced graphene oxide 89 3.2.2.3 Characterization 90 3.2.3 Results and discussion 91 3.2.4 Conclusion 103 3.3 Band gap tuning of graphene by hybridization 104 3.3.1 Introduction 104 3.3.2 Experimental 105 3.2.2.1 Materials 105 3.2.2.2 Preparation of IGZO/reduced graphene oxide hybrid 105 3.2.2.3 Characterization 106 3.2.3 Results and discussion 107 3.3.4 Conclusion 115 3.4 Conclusion 116 3.5 References 117 Part III Performance of a few representative devices based on graphene with fine-tuned band gap 123 Chapter 4 Electrode performance of band gap tuned graphene 124 4.1 Introduction 124 4.2 Experimental 128 4.2.1 Materials 128 4.2.2 Syntheses of the EOG, FOG, and GO Samples 128 4.2.3 Liquid Phase Exfoliation of EOG and Graphite 130 4.2.4 Fabrication of LPEOG and GO Thin Film and Gold Chloride Doping 130 4.2.5 Characterization 131 4.3 Results and discussion 132 4.3.1 Synthesis of EOG 132 4.3.2 Liquid Phase Exfoliation of EOG 143 4.3.3 Application of LPEOG as a conductive ink 155 4.4 Conclusion 162 4.5 References 163 Chapter 5 Gas sensing performance of band gap tuned graphene 169 5.1 Introduction 169 5.2 Experimental 171 5.2.1 Materials 171 5.2.2 Syntheses of the GO, AGO, and HGO 171 5.2.3 Sensor fabrication 172 5.2.4 NO2 sensor measurement 172 5.2.3 Characterization 174 5.2.3 Computational method 175 5.3 Results and discussion 176 5.3.1 Band gap engineering of graphene oxide to semiconductor 176 5.3.2 Performance of NO2 gas sensor of band gap engineered GO 192 5.3.3 Theoretically consideration about the requirement of narrowing band gap of GO for high gas sensing performance. 201 5.4 Conclusion 205 5.5 References 206 Chapter 6 Thin film transistor performance of IGZO with band gap tuned graphene 214 6.1 Introduction 214 6.2 Experimental 216 6.2.1 Materials 216 6.2.2 Preparation of graphene oxide/IGZO composite 216 6.2.3 Fabrication of thin film transistor 217 6.2.4 Characterization 217 6.3 Results and discussion 219 6.3.1 Band gap modification of IGZO/RGO and IGZO/RHGO by concentration of graphene. 219 6.3.2 Effect of gas generation by reduction of graphene to carrier transport of resultant IGZO/RGO composite. 224 6.3.3 Effect of RGO arrangement to the performance of IGZO/RGO 230 6.4 Conclusion 239 6.5 References 240 Part IV Concluding remarks 247 Chapter 7 Concluding remarks 248 7.1 General guidelines for band gap engineering of graphene oxide based graphene 248 7.2 Further work 252 7.2.1 Band gap engineering of graphene with other foreign atoms. 252 7.2.2 Requirement of guidelines for band gap engineering of graphene in various surrounding materials. 254 7.3 References 258Docto

디지털 인상으로 제작한 리튬 디실리케이트 단일금관의 시간적 효율성과 보철물 적합도 평가에 관한 임상연구

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 치의학대학원 치의과학과, 2020. 8. 임영준.Objectives: The purpose of this study was to compare the clinical effectiveness of chairside-fabricated lithium disilicate single crowns by digital impression and conventional methods. Materials and methods: Thirteen patients requiring a single crown on the maxillary or mandibular premolar or first molar were assigned as study subjects. The impressions were obtained after tooth preparation using the conventional method and two digital methods with intraoral scanners: AEGIS.PO (Digital Dentistry Solution, Seoul, Korea) and CEREC Omnicam (Sirona, Bensheim, Germany). The time required for each impression method was recorded. Two types of lithium disilicate single crowns were fabricated with IPS e.max CAD (Ivoclar Vivadent, Amherst, NY, USA) based on the data obtained from the laboratory scanner (Identica Hybrid; Medit, Seoul, Korea) and the intraoral scanner (AEGIS). The total time taken for fabricating the chairside crown was recorded. After 4 weeks, the reference crown was completed, and the replica technique was performed to compare the marginal and internal fit of the two types of crowns. In addition, accuracy of the intraoral scanners was evaluated by the best-fit alignment method. The difference between the groups was analyzed using the two-tailed paired t-test or one-way ANOVA, followed by the Student-Newman-Keuls test for multiple comparisons. Statistical significance was accepted at P<.05 for all statistical tests. Results: The time required to obtain the impressions by the AEGIS (7:16 ± 1:50 min:sec) and CEREC (7:29 ± 2:03 min:sec) intraoral scans was significantly lower than the conventional method (12:41 ± 1:16 min:sec) (P.05), based on results of replica measurement. The average internal gaps were not significantly different. The average value of the root mean square between the AEGIS (31.7 ± 12.3 µm) and CEREC (32.4 ± 9.7 µm) scans was not significantly different (P>.05). Conclusions: Intraoral scans required a significantly shorter impression time than the conventional method, and it was possible to fabricate a lithium disilicate crown in a single visit. There were no statistically significant differences in the fit of the restorations and accuracy of the intraoral scanners compared to the conventional workflow.목적: 본 연구의 목적은 구강스캐너로 인상채득하여 당일 제작한 리튬 디실리케이트 단일금관을 종래형 인상 채득법과 비교하여 임상적 효용성에 관하여 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 연구대상자로 상·하악 소구치 및 제 1대구치에 단일금관 제작을 필요로 하는 13명의 환자를 선별하였다. 지대치 삭제 후 종래형 인상법과 2개의 구강스캐너 (AEGIS.PO, CEREC Omnicam)로 인상 채득하였으며, 각 인상 과정의 소요 시간을 측정하였다. AEGIS로 스캔한 데이터를 이용해 Chairside crown을 제작하였고, 당일 제작 과정의 소요 시간을 측정하였다. 종래형 인상법으로 얻은 주모형을 기공실 스캐너 (Identica Hybrid)로 스캔한 데이터 (STL0)로 Reference crown을 제작하였다. 두 종류의 금관은 동일한 CAD/CAM 시스템으로 제작되었으며, 세라믹 재료로는 IPS e.max CAD 블록이 사용되었다. 레플리카 테크닉을 시행하여 두 금관의 변연 적합도와 내면 적합도를 비교하였다. 구강스캐너의 정확도를 평가하기 위하여, AEGIS로 스캔한 데이터 (STL1)와 CEREC으로 스캔한 데이터 (STL2)를 STL0와 최적 적합 중첩하여 비교하였다. 인상 시간 비교를 위해 일원배치 분산분석 시행 후 Student-Newman-Keuls 방법으로 사후검정하였다. 보철물 적합도와 구강스캐너의 정확도 평가를 위해 양측검정 대응표본 t검정 시행하였다. 신뢰 수준은 95%로 하였다. 결과: 각 인상 방법에 따른 평균 소요 시간은 종래형 인상 채득 시 12분41초 (± 1분16초), AEGIS 스캔 시 7분16초 (± 1분50초), CEREC 스캔 시 7분29초 (± 2분3초)로 측정되었으며 통계적으로 유의하게 디지털 인상 채득 시 소요된 시간이 짧았다 (P.05). 내면간극의 경우 측벽, 교두정, 교합면 순으로 값이 커지는 경향을 보였으나, Reference crown과 Chairside crown 간의 유의한 차이는 없었다. STL0와 데이터 중첩 시 STL1의 RMS값은 31.7 ± 12.3 µm, STL2의 RMS값은 32.4 ± 9.7 µm로 STL2가 더 높은 값을 보였지만 통계적으로 유의한 차이는 없었다 (P>.05). 결론: 리튬 디실리케이트 단일금관을 디지털 인상을 통해 당일 제작하는 방법은 시간을 단축할 수 있으며, 종래형 제작 방법과 비교 시 보철물의 적합도와 구강스캐너의 정확도는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.I. INTRODUCTION 1 II. MATERIALS AND METHODS 6 1. Clinical study design 6 2. Clinical procedures 8 2.1. Tooth preparation 9 2.2. Conventional impression 10 2.3. Digital impressions 11 2.4. Chairside crown fabrication 13 2.5. Reference crown fabrication and delivery 14 3. Replica measurement 16 4. Best-fit alignment 18 5. Statistical analyses 20 III. RESULTS 21 1. Comparison of time taken for the impressions 22 2. Total working time for the chairside crown 24 3. Marginal and internal fit 25 4. Accuracy of intraoral scanners 30 IV. DISCUSSION 37 V. CONCLUSIONS 45 REFERENCES 46 ABSTRACT IN KOREAN 55Docto

Prognostic value of prostate volume in non-muscle invasive bladder cancer

There is evidence that a history of benign prostatic hyperplasia increases the incidence of bladder cancer, and treatment with 5-alpha reductase inhibitor or androgen deprivation therapy reduces recurrence of non-muscle invasive bladder cancer. We aimed to evaluate whether prostate volume affects its prognosis. We reviewed medical records of men who underwent transurethral resection of bladder tumor due to non-muscle invasive bladder cancer from January 2012 to December 2017. Patients were divided into two groups based on prostate volume measured by computed tomography (group 1: 264 patients with ≤ 30 mL, group 2: 124 patients with > 30 mL). Propensity score matching analysis was used for adjust selection bias, and then assessed recurrence-free survival and progression-free survival. With a median follow up duration of 52 months, group 1 showed higher 5-year recurrence-free and progression-free survival (69.3% vs 47.0%, p = 0.001; 96.7% vs 87.7%, p = 0.002). Further, cox-regression analysis showed that tumor size (HR = 1.292 p < 0.001), multifocal tumor (HR = 1.993, p < 0.001), adjuvant intravesical therapy (chemotherapy: HR = 0.580, p = 0.037 and bacillus Calmette-Guérin: HR = 0.542, p = 0.004) and prostate volume (HR = 2.326, p < 0.001) were significant predictors of recurrence-free survival. Prostate volume (HR = 2.886, p = 0.014) was also associated with PFS with age (HR = 1.043, p = 0.044) and tumor grade (HR = 3.822, p = 0.013). We conclude higher prostate volume is associated with worse recurrence and progression-free survival in non-muscle invasive bladder cancer.ope

Is targeted biopsy really needed when performing systematic prostate biopsy to raise the detection rate for prostate cancer in patients with prostate-specific antigen ≤10 ng/mL?

Targeted biopsy with multiparametric magnetic resonance imaging and hypoechoic lesions on transrectal ultrasound has been implemented to increase prostate cancer detection rate.We compared the detection abilities of systematic prostate biopsy, hypoechoic lesion-targeted biopsy (HL-TBx), and cognitive magnetic resonance imaging-targeted biopsy (MRI-TBx) in patients with suspected prostate cancer. Between September 2014 and August 2016, 193 patients with a prostate-specific antigen level of 3 to 10 ng/mL underwent HL-TBx or MRI-TBx. In patients who refused magnetic resonance imaging examination before prostate biopsy, HL-TBx was performed. We compared cancer detection rates and pathologic outcomes between systematic prostate biopsy and HL-TBx or MRI-TBx.The cancer detection rates for HL-TBx and MRI-TBx were 40.8% and 43.8%, respectively, without a significant difference (P = .683). Of the 81 patients diagnosed with prostate cancer, most patients (77 patients, 95.1%) were diagnosed with prostate cancer by systematic prostate biopsy. The detection ability for prostate cancer was significantly better for systematic prostate biopsy than for HL-TBx or MRI-TBx (P < .001).The detection abilities for clinically significant prostate cancer similar between HL-TBx and systematic prostate biopsy. Systematic prostate biopsy alone should be recommended for detection prostate cancer in patients with a prostate-specific antigen ≤10 ng/mL.ope

Trends in contralateral prophylactic mastectomy rate according to clinicopathologic and socioeconomic status

PURPOSE: There has been an increasing trend in the use of contralateral prophylactic mastectomy (CPM) among women diagnosed with unilateral breast cancer or mutations in BRCA1 or BRCA2 to reduce the occurrence of contralateral breast cancer. This study aimed to examine trends in the CPM rate according to clinicopathologic and socioeconomic status at a single institution in Korea. METHODS: This study included 128 patients with mutations in BRCA1 or BRCA2. Patients were divided into a CPM group (n = 8) and a non-CPM group (n = 120) between May 2013 and March 2016. The main outcome variables, including epidemiology, clinical features, socioeconomic status, and tumor characteristics, were analyzed. RESULTS: A total of 8 CPMs were performed among 128 patients. All CPM patients were married. The proportion of professional working women was higher in the CPM group (P = 0.049). Most patients who underwent CPM graduated college, compared to less than a third of the non-CPM group (P = 0.013). The CPM group had a higher rate of visits to the Hereditary Breast and Ovarian Cancer (HBOC) clinic (P = 0.021). The risk-reducing salpingo-oophorectomy (RRSO) rate was significantly higher in the CPM group (P < 0.01). CONCLUSION: CPM rates were significantly different according to socioeconomic status. The CPM rate tends to increase in highly educated and professional working women. The socioeconomic status of patients is an important factor in the decision to participate in the HBOC clinic and undergo CPM or RRSO.ope

서울시 침수피해지역의 분포와 원인규명

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 사회과학대학 지리학과, 2018. 8. 박수진.이 연구의 목적은 2010년부터 2014년까지의 서울시 침수피해에 영향을 미치는 요인을 분석하는 것이다. 본 연구는 요인분석(factor analysis)을 통해 요인들의 특징을 파악하여 홍수 영향 요인을 도출하였다. 5개의 요인이 도출됐으며, 도출된 요인들의 분포를 확인했고 침수 피해정도를 결정할 영향인자를 알아보았다. 주요 영향인자는 유수인자, 기상인자, 생태인자로 도출되었다. 이렇게 요인분석으로 도출된 요인들은 포아송 회귀분석(Poisson regression)을 통해 침수 피해에 영향을 미치는 변수 중요도를 알아보았다. 그 결과, 유수인자가 가장 높은 영향력을 보였다. 이 요인이 분포되어 있는 지역들은 지형의 기복이 크고 물이 흘러들어가 잘 모이는 지역일 가능성이 크다. 특히, 유역지역, 하천변에서 홍수피해가 클 것으로 추측된다. 이들의 분포를 확인하였을 때, 물이 모이는 지역이 서울 곳곳에 존재하였다. 따라서 이런 지역에 대한 배수와 유수 확보가 필요하다. 특히, 유역과 하천의 관계를 파악하여 유역별 관리가 이루어져야 하며 이에 대한 추가적인 연구가 진행될 필요가 있다.제 1 장 서론 1 제 1 절 연구배경 1 제 2 절 연구목적 5 제 2 장 선행연구 7 제 1 절 도시홍수의 연구 7 제 2 절 도시홍수 영향 인자 산정 9 제 3 장 연구지역 및 방법 13 제 1 절 연구지역 13 제 2 절 연구자료 15 3.2.1 자료 검증 23 제 3 절 연구방법 25 제 4 장 침수피해지의 분포와 요인 해석 30 제 1 절 침수피해지역의 분포특성 30 4.1.1 침수피해 현황 30 4.1.2 서울시 침수 공간 분석 36 제 2 절 침수발생의 자연·환경적 요인 분석 41 4.2.1 서울시 침수 영향인자 41 4.2.2 서울시 침수 요인에 대한 요인분석 44 4.2.3 서울시 침수 영향 요인별 분포 47 제 3 절 서울시 침수 영향 분석 55 4.3.1 회귀분석을 통한 침수 분석 55 제 4 절 침수 저감을 위한 정책적 시사점 57 제 5 장 요약 및 결론 61 참고문헌 63 Abstract 68Maste

군인의 직업특성과 군인 아내의 결혼만족도 및 양육스트레스의 관련성: 부정적 인식과 군인가족 자부심의 매개효과

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 생활과학대학 아동가족학과, 2018. 2. 이재림.본 연구의 목적은 스트레스 과정 모델(stress process model)을 기반으로 군인의 직업특성과 미취학 자녀를 양육하는 군인 아내의 가족생활의 관계에서, 군인의 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식과 군인가족 자부심의 매개효과를 검증하는 것이다. 군인의 직업특성으로는 근무시간 특성(근무시간이 길고, 외박이 잦으며, 불규칙하여 예측하기 어려움)과 순환근무제에 따르는 잦은 거주지 이동을 살펴보았으며, 가족생활은 결혼만족도와 양육스트레스 두 가지로 분석하였다. 군인의 독특한 직업특성으로 인한 군인가족의 어려움은 지속적으로 논의되어왔으나, 이러한 직업특성으로 인해 군인 아내가 가족생활에서 경험하는 어려움을 실증적으로 살펴본 연구는 제한적이다. 미취학자녀를 양육하는 군인의 아내는 정량화할 수 없는 근무시간이나 반복되는 거주지 이동과 같은 군인 남편의 직업특성으로 인해 자녀양육에서 비롯되는 부담이나 결혼생활에서의 긴장 등 가족생활의 어려움을 경험할 가능성이 있다. 군인의 직업특성과 가족생활간의 관련성을 살펴본 선행연구에 의하면 군인의 직업특성이 아내의 가족생활에 미치는 과정은 단순하지 않을 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 스트레스 요인이 어떠한 과정을 거쳐 개인에게 영향을 미치는지 살펴볼 수 있는 스트레스 과정 모델을 기반으로, 군인의 직업특성이 아내의 가족생활에 영향을 미치는 과정을 규명하고자 하였다. 본 연구의 자료는 남편이 직업군인이고, 미취학 자녀를 양육하며, 남편 및 자녀와 동거하는 기혼여성 323명이 응답한 온라인 조사 자료였다. 구조방정식 모형 분석을 실시한 후, 군인의 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식과 군인가족 자부심의 매개효과가 유의한지 부트스트래핑 방법으로 검증하였으며, 결혼지속년수, 자녀수, 남편 계급은 통제하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 군인의 근무시간과 거주지 이동 특성이 아내의 결혼만족도 및 양육스트레스에 미치는 직접적인 경로는 모두 유의하지 않았다. 즉, 근무시간 특성과 거주지 이동 특성 자체는 아내의 가족생활과 직접적인 관련성이 없는 것으로 나타났다. 둘째, 군인의 근무시간 특성은 군인의 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식과 군인가족 자부심을 통해 결혼만족도 및 양육스트레스에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 군인 남편의 근무시간이 무정량적인 경우 군인의 직업특성에 대해 아내가 더 부정적으로 인식하는 경향이 있었고, 부정적으로 인식하는 경우 아내의 군인가족 자부심은 낮았으며, 군인가족 자부심이 낮은 경우 아내의 결혼만족도는 낮고, 양육스트레스는 높았다. 이러한 이중매개효과 이외에 부정적 인식의 개별 매개효과를 살펴본 결과, 근무시간 특성은 부정적 인식만을 통해서도 결혼만족도 및 양육스트레스에 영향을 미쳤다. 셋째, 거주지 이동 특성은 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식을 통해 결혼만족도 및 양육스트레스에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결혼 후 거주지 이동이 빈번했거나 현거주지에서 생활한 기간이 짧은 경우 군인의 직업특성에 대해 아내가 부정적으로 인식하는 경향이 있었고, 부정적으로 인식하는 경우 아내의 결혼만족도는 낮고, 양육스트레스는 높았다. 본 연구의 의의는 다음과 같다. 첫째, 스트레스 과정 모델을 적용하여 군인의 근무시간 및 거주지 이동 특성과 아내의 가족생활 간의 관계를 경험적으로 검증하였다. 둘째, 군인의 직업특성과 아내의 가족생활 사이의 관계에서 군인의 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식과 군인가족 자부심의 매개효과를 확인함으로써 군인가족에 관한 연구를 확장하였다. 마지막으로 본 연구는 남편과 함께 거주하고 미취학 자녀를 양육하는 군인 아내의 가족생활에 대한 이해를 높이고, 이들의 가족생활의 질을 향상시키기 위한 실천적 제언 및 군의 가족친화적 조직문화 조성을 위한 제언을 제시하였다.제 1 장 서론 1 제 1 절 연구의 필요성 및 목적 1 제 2 절 연구문제 6 제 2 장 이론적 배경 및 선행연구 고찰 7 제 1 절 스트레스 과정 모델 7 제 2 절 군인의 직업특성과 군인 아내의 결혼만족도 및 양육스트레스의 관련성 12 1. 군인의 직업특성과 결혼만족도 및 양육스트레스 12 2. 군인의 직업특성에 대한 아내의 부정적 인식의 매개효과 18 3. 군인가족 자부심의 매개효과 19 제 3 장 연구방법 22 제 1 절 연구참여자 및 연구절차 22 제 2 절 측정도구 25 제 3 절 분석방법 30 제 4 장 연구결과 32 제 1 절 주요변수의 전반적 경향 32 제 2 절 군인의 직업특성, 아내의 부정적 인식, 군인가족 자부심, 결혼만족도, 양육스트레스의 구조적 관계 35 제 5 장 논의 41 참고문헌 48 설문지 60 Abstract 67Maste

Prognostic factors of second and third line chemotherapy using 5-fu with platinum, irinotecan, and taxane for advanced gastric cancer.

PURPOSE: The aims of this study are to find out whether the sequence of chemotherapeutic regimens including second- and third-line taxane and irinotecan influences the survival of patients with unresectable gastric carcinoma and to identify clinical characteristics of patients with improved response. MATERIALS AND METHODS: Fifty gastric carcinoma patients who were treated by third-line sequential chemotherapy between November 2004 and July 2010 were enrolled in this study. Their overall survival (OS) and time to progression (TTP) were set up as primary and secondary end points. For the sequence of chemotherapy regimen, two arms were used. Arm A was defined as 5-fluorouracil (5-FU)+cisplatin (FP) or folinic acid, 5-FU and oxaliplati (FOLFOX), followed by folinic acid, 5-FU and irinotecan (FOLFIRI), and paclitaxel or docetaxel plus 5-FU, with or without epirubicin. Arm B was defined as FP or FOLFOX, followed by paclitaxel or docetaxel plus 5-FU, and FOLFIRI. RESULTS: The median OS of all patients was 16.0 months (95% confidence interval, 13.6 to 18.3 months), which is longer than historical control of patients who did not receive third-line chemotherapy. The sequence of second and third-line regimen, including irinotecan and taxane, did not present significant difference in OS or TTP after failure of 5-FU with platinum chemotherapy. In survival analysis of patients' clinicopathologic characteristics, poor prognosis was shown in patients with poorly differentiated histologic features, elevated serum carcinoembryonic level, and shorter TTP of first line chemotherapy. CONCLUSION: It is possible for patients to respond differently to chemotherapy due to differences in clinical features and underlying gene expression profiles. Development of individualized chemotherapy regimens based on gene expression profiles is warranted.ope

일본 드럭스토어의 성장요인에 관한 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 국제대학원 국제학과, 2017. 8. 김현철.Ⅰ．　序論 1 1. 研究の背景 1 2. 日本のドラッグストアの定義及び発展過程 2 １）　ドラッグストアの定義 2 ２）　ドラッグストアの成長 3 Ⅱ．理論的考察 5 1．ダイヤモンドモデルに関する先行研究 5 2．ドラッグストア産業に対する先行研究 10 3．本研究の研究方法 12 Ⅲ．　成長要因に関する分析 14 1. 要素条件 14 １）　流通構造の変化 14 ２）　立地変化 15 2. 需要条件 16 １）　少子高齢化 16 ２）　女性顧客 18 ３）　外国人需要 24 3. 企業戦略及びライバル間競争 28 １）　企業戦略 28 ２） ライバル間競争 35 4. 関連・支援産業 37 １）　医薬品と化粧品の流通の変化 37 5. 政府 41 １）　薬事法改正 41 ２）　セルフメディケーションの推進 43 Ⅳ． 結論 46 ＜参考文献＞ 50 ＜付録＞ 54 61Maste