돼지-영장류 전층 이종각막이식에서 형질전환 미니돼지 각막의 유효성과 임상적용 가능한 거부반응 예측 바이오마커에 관한 연구

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :의과대학 의학과,2019. 8. 김미금.Purpose: Corneal xenotransplantation using pig donors has been investigated as a substitute for human donor corneas. In this study, we investigated long-term survival of corneal grafts from α1,3-galactosyltransferase gene-knockout miniature (GTKOm) pigs in nonhuman primates (NHPs). We also investigated the clinically applicable predictive biomarkers for corneal xenograft rejection including the results of our previous experiments. Methods: For GTKOm survival study, nine rhesus macaques undergoing full-thickness corneal xenotransplantation using GTKOm pigs were systemically administered steroid, basiliximab, intravenous immunoglobulin, and tacrolimus with (CD20 group; n = 4) or without (control group; n = 5) anti-CD20 antibody. The graft score (0-12) was calculated based on opacity, edema, and vascularization. Scores ≥ 6 were defined as rejection. Changes in T/B cell subsets, levels of anti-αGal IgG/M, donor-specific IgG/M from blood, and C3a from plasma and aqueous humor (AH) were evaluated. For biomarker study, 34 NHPs which had undergone full-thickness porcine corneal xenotransplantation were included. Five of them received GTKOm pig corneas, and 29 received SNU wild type miniature pig corneas. They were divided into two groups: (a) graft rejection within 6 months (rejection group); and (b) graft survival until 6 months (survival group). The entire rejection group included all NHPs whose graft was rejected within a 6-month period, while late rejection group included NHPs whose graft was rejected after more than 4 weeks up to 6 months. None of the NHPs showed rejection at postoperative week 2. In the evaluation of the 2-week biomarkers, entire rejection group (n = 16) or late rejection group (n = 12) was compared to survival group (n = 18). In the evaluation of 4-week biomarkers, four NHPs showing rejection within 4 weeks were excluded and late rejection group (n = 12) was compared to survival group (n = 18). Analysis of biomarker candidates included T/B cell subsets, levels of anti-αGal IgG/M, donor-specific IgG/M from blood, and C3a from plasma and aqueous humor (AH). Results: In GTKOm survival study, graft survival was significantly longer (P = 0.008) in the CD20 group (>375, >187, >187, >83 days) than control group (165, 91, 72, 55, 37 days). Activated B cells were lower in the CD20 group than control group (P = 0.026). Aqueous humor complement C3a was increased in the control group at last examination (P = 0.043), and was higher than that in the CD20 group (P = 0.014). At last examination, anti-non-Gal IgG was increased in the control group alone (P = 0.013). In biomarker study, CD8+IFNγ+ cells at week 2 and AH C3a at week 4 were significantly elevated in the rejection group. Receiver operating characteristic areas under the curve was highest for AH C3a (0.847) followed by CD8+IFNγ+ cells (both the concentration and percentage: 0.715), indicating excellent or acceptable discrimination ability Conclusion: The GTKOm pig corneal graft achieved long-term survival when combined with anti-CD20 antibody treatment. Inhibition of activated B cells and complement is imperative even when using GTKO pig corneas. CD8+IFNγ+ cells at week 2 and AH C3a at week 4 are reliable biomarkers for predicting rejection in pig-to-NHP corneal xenotransplantation. Those biomarkers may be used as a standard of reference to predict rejection in clinical trials of corneal xenotransplantation.목적: 이종각막이식은 동종 공여각막의 대체제로서 연구되어 왔다. 이 연구에서는 α1,3-galactosyltransferase gene을 knockout 시킨 형질전환 미니돼지 (GTKOm 돼지)-영장류 전층 이종각막이식에서 이식편의 장기 유효성을 분석하고자 하였다. 이 연구에서는 또한 이전의 야생형 SNU 미니돼지-영장류 전층 이종각막이식의 실험 결과를 포함하여 임상적으로 적용이 가능한 이식편 거부 반응을 예측할 수 있는 바이오 마커를 발굴하고자 하였다. 방법: GTKOm 돼지 각막의 장기 유효성 연구를 위해서 총 9마리 영장류(Chinese rhesus macaques)의 우안에 GTKOm 돼지의 각막을 전층 이식 시행했다. 9마리의 영장류를 대조군(n = 5)과 CD20군(n = 4)으로 나눴다. 두 군 모두 전신 tacrolimus, basiliximab, steroid를 투여했으며, CD20군은 추가로 항-CD20 항체를 투여했다. 이식편의 부종, 혼탁, 신생혈관형성을 각 0-4점으로 평가한 뒤 합산하여 이식편 점수(0-12) 를 산정했다. 이식편 점수가 6점 이상일 경우 이식편의 거부반응으로 진단했다. 작동 및 기억 T 세포, 항 αGal 항체, 항 non-αGal 항체, 공여자 특이 항체, 보체(C3a) 변화를 비교 분석했다. 바이오마커 연구를 위해서는 우안에 돼지 각막을 전층이식 받은 34마리의 영장류를 분석했다. 이 중 5마리는 GTKOm 돼지 각막을 이식 받았고, 29마리는 야생형 SNU 미니돼지 각막을 이식 받았다. 34마리의 영장류를 거부반응군(전체 또는 늦은)과 생존군 두 그룹으로 분류했다. 이식편이 6 개월 이내에 거부반응을 보인 모든 개체를 전체 거부반응군으로 정의했고, 이식편의 거부반응이 4주에서 6개월사이에 발생한 개체를 늦은 거부반응군으로 정의했다. 이식 후 2주이내에 모든 영장류의 이종 이식편은 거부 반응을 보이지 않았고, 2주째의 거부반응 예측 바이오마커 분석을 위해서, 전체 거부반응군(n = 16) 또는 늦은 거부반응군(n = 12)을 생존군(n = 18)과 비교했다. 4주째의 바이오마커 분석에서는 4주 이내에 거부 반응을 보인 4마리의 영장류는 제외하였고, 늦은거부반응군(n = 12)을 생존군(n = 18)과 비교했다. 예측 바이오마커 발굴을 위해서 작동 및 기억 T 세포, 항 αGal 항체, 항 non-αGal 항체, 공여자 특이 항체, 보체(C3a) 수치를 분석했다. 결과: GTKOm 돼지 각막의 장기 유효성 연구에서 CD20군은 이식편의 장기 생존을 보였고(>375, >187, >187, >83일), 이는 대조군보다(165, 91, 72, 55, 37일)보다 길었다(P = 0.008). 거부반응이 온 시점에 활성 B세포는 CD20군이 대조군보다 낮았다(P = 0.043). 거부반응 시점에 대조군의 방수 C3a 농도가 술 전보다 증가했고(P = 0.043), 비슷한 시기의 CD20군보다 높았다(P = 0.014). 4주째와 거부반응이 온 시점의 항-non-αGal IgG도 대조군에서만 수술 전보다 증가했다(P = 0.013). 예측 바이오 마커 연구에서 2 주째의 CD8+IFNγ+ 세포와 4 주째의 방수C3a는 거부반응군에서 유의하게 증가했다. 수신자 조작 특성 곡선 하의 넓이는 4주째 방수의 C3a의 값은 0.847, 2주째 CD8+IFNγ+ 세포의 값은 0.715 이었다. 이는 방수의 C3a는 우수한, CD8+IFNγ+ 세포는 허용가능한 판별력을 가짐을 의미한다. 결론: 항-CD20 항체를 포함한 면역억제제 조합을 사용하여야 GTKOm 돼지 각막의 전층 이식편의 장기 생존이 가능함을 확인했다. 이는 돼지-영장류 이종각막이식에서 αGal을 발현하지 않는 돼지 각막을 사용하여도 B 세포와 보체 활성을 억제하는 것이 이식편의 장기 생존에 중요함을 시사한다. 또한 2 주째의 CD8+IFNγ+ 세포와 4 주째 방수의C3a는 돼지-영장류 전층 각막 이식에서 거부 반응을 예측하는 신뢰할만한 바이오마커로 향후 이종각막 임상시험에서 거부 반응을 예측하는 기준으로 사용될 수 있을 것이다.Chapter 1 ................................................................................................................. 1 Long-term survival of full thickness corneal xenografts from α1,3-galactosyltransferase gene-knockout miniature pigs in nonhuman primates Introduction .................................................................................................. 2 Materials and Methods ................................................................................. 4 Results .......................................................................................................... 12 Discussion .................................................................................................... 29 Chapter 2 ............................................................................................................... 33 Predictive biomarkers for graft rejection in pig-to-non-human primate corneal xenotransplantation Introduction ................................................................................................ 34 Materials and Methods ............................................................................... 36 Results .......................................................................................................... 46 Discussion .................................................................................................... 61 References ............................................................................................................. 64 Abstract in Korean ............................................................................................... 71  LIST OF TABLES AND FIGURES Chapter 1 Table 1.1 ............................................................................................................ 10 Table 1.2 ............................................................................................................ 16 Figure 1.1 .......................................................................................................... 11 Figure 1.2 .......................................................................................................... 18 Figure 1.3 .......................................................................................................... 19 Figure 1.4 .......................................................................................................... 20 Figure 1.5 .......................................................................................................... 21 Figure 1.6 .......................................................................................................... 22 Figure 1.7 .......................................................................................................... 23 Figure 1.8 .......................................................................................................... 25 Figure 1.9 .......................................................................................................... 26 Figure 1.10 ........................................................................................................ 27 Figure 1.11 ........................................................................................................ 28 Figure 1.12 ........................................................................................................ 32 Chapter 2 Table 2.1 ............................................................................................................ 41 Table 2.2 ............................................................................................................ 43 Table 2.3 ............................................................................................................ 49 Table 2.4 ............................................................................................................ 50 Table 2.5 ............................................................................................................ 52 Table 2.6 ............................................................................................................ 54 Table 2.7 ............................................................................................................ 56 Table 2.8 ............................................................................................................ 58 Figure 2.1 .......................................................................................................... 44 Figure 2.2 .......................................................................................................... 60Docto

Evolution of contact area between a high-speed slider and ice surface

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 공과대학 기계항공공학부, 2017. 8. 김호영.얼음은 독특한 마찰특성을 갖는데, 마찰될 때 얼음 표면이 마찰열에 의해 녹아 얇은 수막을 형성하고, 형성된 수막에 의해 자체적으로 윤활되어 낮은 마찰력을 갖는다. 이러한 독특한 얼음의 마찰 특성은 속도를 겨루는 동계스포츠나 타이어 산업, 쇄빙선 등에서 얼음 마찰력을 컨트롤하기 위해 여러 연구자들에게 연구되어왔다. 아무리 평평한 얼음이라도 그 표면에는 요철이 존재하고, 슬라이더와 부분적으로 접촉하여 다양한 크기와 형태의 실접촉면적을 형성한다. 접촉면에 형성된 수막의 넓이나 형태는 얼음 마찰력에 필연적으로 영향을 줄 것이기 때문에 실접촉면적은 얼음마찰에 중대한 영향을 주는 요소이다. 때문에 얼음 마찰면의 실접촉면적은 여러 연구자들에 의해 관측되어왔으나 마찰 후 정지된 상태에서만 관찰되어왔고, 동적인 상황에서 관찰된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 얼음 마찰면에서 일어나는 전반사 특성을 이용한 실접촉면적을 실시간으로 가시화할 수 있는 방법을 제시하였다. 석영 프리즘을 얼음 위에서 마찰시키며, 마찰면을 프리즘을 통해 비스듬하게 바라보면 석영 프리즘과 얼음이 직접 맞닿지 않는 곳은 전반사가 일어나 밝게 보이지만, 석영 프리즘과 얼음이 맞닿는 곳은 빛이 투과하여 어둡게 보여, 얼음이 직접 맞닿는 실접촉면적을 가시화할 수 있었다. 이 방법으로 관찰된 얼음의 실접촉면적은 다수의 접촉점으로 이루어져 있으며, 이들 접촉점들은 얼음 표면의 돌기들이 프리즘과 닿아 형성된 것들이다. 이들 접촉점들은 프리즘과의 접촉 초기에는 몹시 작다가도 마찰이 일어나는 중에 그 크기가 빠르게 성장해 나가는 현상이 발견되었다. 이는 마찰열에 의해 얼음 돌기의 상단이 녹아나가 마찰면적이 점차 증가하는 것으로 보인다. 이는 기존의 얼음 마찰을 연구한 선행연구자들이 고려하지 못했던 현상이다. 앞서 관찰한 접촉점의 성장과정을 보다 통제된 환경에서 관찰하기 위해, 반구형으로 제작된 얼음 시편을 연마된 석영디스크에 올리고, 석영디스크를 회전시켜 고정된 반구형 얼음 시편과 마찰시켜 그 마찰력을 측정하였다. 동시에 초고속 카메라가 석영디스크 측면에 설치되어 얼음 시편와 석영디스크의 실제접촉면적을 디스크 옆면을 통해 촬영하였다. 그 결과 실접촉면적과 마찰력이 시간에 따라 점차 증가하는 현상을 통제된 환경에서 관찰할 수 있었다. 얼음의 반지름 , 속도 , 그리고 수직항력 을 변화시켜 가며 실접촉면적과 마찰력을 측정하게 되면 넓게 산포된 데이터 라인들을 얻을 수 있다. 한편 구형으로 가정된 얼음 돌기가 마찰열에 의해 녹아가는 과정을 녹는점 근처에서 스케일링 분석하면 다음과 같은 관계식을 얻을 수 있다. , . 위의 관계식으로 얼음의 반지름 R, 속도 U, 그리고 수직항력 을 도식하게 되면 넓게 산포되어있던 데이터 라인들이 하나의 마스터 커브 위에 수렴하는 것을 볼 수 있다. 또한 제시된 모델과 실험결과 모두에서 실접촉면적과 마찰력이 수직항력에 무관하다는 결과를 얻을 수 있었다. 얼핏 보기에 Amontons law of friction에 위배되어 보이는 이러한 현상은 슬라이더에 작용하는 수직력이 얼음과 슬라이더 사이에 형성된 물층의 유동에 영향을 주지 못하여 나타나는 현상이다.1. 서론 1 2. 실험장치 및 실험방법 6 2.1 마찰측정장비 및 마찰측정방법 6 2.2 얼음 마찰면 가시화 실험장치 및 실험방법 12 2.3 단일 접촉점의 접촉면 성장 가시화 실험장치 및 실험방법 14 3. 단일접촉점의 성장과정 이론적 모델링 18 4. 실험결과 및 논의 24 4.1 얼음 마찰면 가시화 실험 결과 24 4.2 단일 접촉면의 성장 가시화 실험 31 5. 결론 40 참고문헌 41 Abstract (영문초록) 45Maste

자율파종을 위한 두둑검출 및 추종시스템

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부(바이오시스템공학),2020. 2. 김학진.This paper proposes a stereovision-based auto-guidance method for a riding cultivator. Ridge and furrow are corrugated field structures created before seeding operation for good water balance in a field. The stereovision provides the ability to aware these field structures and determine a navigation path. In developing an efficient ridge and furrow classification algorithm for the outdoor application, however, the stereovision would suffer from the erratic movement of a vehicle on uneven surface and interferences caused by strong sunlight. The developed algorithm adopts a combination of vdisparity representation, the Otsus thresholding and a roll angle compensation method proposed to overcome the problems. Feasibility tests were conducted using video data collected under outdoor conditions to analyze the image classification accuracy of the algorithm. The developed algorithm was able to classify the ridge and furrow with over 90% of accuracy in the rough outdoor conditions. Field testing with the automatic guided riding cultivator equipped with the stereo camera proved the developed ridge tracking algorithm would be applicable to a real-world agricultural application, showing the lateral deviations of the average RMSE of 2.5cm and 6.2cm in a flat field and a hilly field respectively.자율주행 자동차의 차선 감지 기술 및 자율주행 방제기의 작물열 감지 기술과 같이 차량에서 사용되는 비전 방식의 자율주행은 사람의 눈을 대신하여 차량의 경로를 판단한다. 두둑은 고랑 관개에서 나타나는 밭의 지형적 특성이며 작물열과 같이 평행한 형태로 나지만 작물열과는 다르게 색의 특성이 분명하게 나타나지 않지만 두둑과 고랑의 높낮이 차이를 이용하여 농지내 주행 경로를 판단 할 수 있다. 본 연구에서는 스테레오 카메라를 통해 얻은 3차원 정보를 이용하여 두둑의 높낮이 특성으로 두둑과 고랑을 구분하고 자율주행 트랙터의 주행 기준선을 추출하는 알고리즘을 개발하고자 하였다. 개발 알고리즘의 원리는 스테레오 카메라를 통해 얻어진 두둑 표면의 깊이 이미지가 밭의 거친 표면과 트랙터의 거동에 의해 나타나는 카메라와 지면의 상대적인 변화값을 Blurring 기법과 Contour 라인의 기울기 정보를 통해 예측하고, 이를 얻어진 깊이 데 이터에 반영한다. 보정된 깊이 이미지는 v-disparity 방법과 Otsus Thresholding을 통해 최종적으로 두둑과 고랑을 구분하고 각 Segmentation에 대한 두둑의 중앙값들에 대한 선형 회귀 분석을 통해 최종적인 주행 기준선을 추출한다. 개발된 알고리즘을 검증하기 위하여 실제 두둑 환경에서 취득한 영상 데이터를 토대로 이미지 검출률 분석과 횡변위 오차 분석을 수행 하였다. 개발된 알고리즘의 두둑 검출율 분석 결과 평균 94.2%의 정확도를 보였으며 실제 자율주행 플랫폼에 적용 결과 4.05cm의 추종 오차 성능을 보였다.Chapter 1. Introduction 1 1.1. Study Background 1 1.2. Purpose of Research 2 1.3. Review of Literature 3 Chapter 2. Meterials and Methods 6 2.1. Ridge and Furrow 6 2.2. Principle of Stereovision 8 2.3. Ridge and Furrow Detection and Tracking Algorithm 11 2.3.1 Ridge and Furrow Classification Algorithm using vdisparity and Otsus thresholding 12 2.3.2 Roll Angle Compensation 15 2.3.3 Sliding Window Technique 17 2.3.4 ROI Setting . 18 2.3.5 Path Tracking Model 19 2.4. Feasibility Tests 23 2.4.1 Data Collection 23 2.4.2 Image Calssification Accuracy Analysis 25 2.5. Field Testing 26 2.5.1 Ridge Tracking System 26 2.5.2 Test Fields and Performance Evaluation 28 Chapter 3. Results and Discussion 31 3.1. Effect of Sunlight on Detection Performance 31 3.2. Feasibility of Using Roll Angle Compensation Method for Uneven Surface Movement. 33 3.3. Field Test Result 35 Chapter 4. Conclusions 38 Bibliography 39 Abstract in Korean 43Maste

마우스 소뇌의 생후 발육에 따른 CA Ⅱ 및 수초 출현에 대한 면역조직화학적 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :의학과 해부학 전공,1999.Maste

폐쇄성 수면 무호흡증 치료 전후 말초 혈액 혈관내피 미립자와 혈관내피 기원세포 변화에 관한 연구

Thesis(doctors) --서울대학교 대학원 :의학과(신경과학전공),2010.2.Docto

Identification of maximal noun phrases:using the head of base phrases

Maste

사람뇌의 구조와 기능

대표저자: 정천기저자: 지제근, 황영일, 김재형, 김명수, 최찬영, 황정민, 구자원, 문제일, 김지수, 경정숙, 윤창호, 권준수, 김제중, 신민섭, 김붕년, 하태현, 하규섭, 이준영, 박수