인공와우 이식 후 염증 및 섬유화 유도에 관여하는 약물의 치료 효과 평가
- 주제(키워드) 인공와우 , 잔존청력보존 , 덱사메타손 , N-아세틸시스테인 , 글리아 유래 신경영양인자
- 주제(DDC) 570
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 박헌이
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 의생명과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035500
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
배경 및 목적: 인공와우(cochlear implant, CI) 이식 수술은 중증·심도 감각신경성 난청 환자의 청력 재활에 효과적인 치료법이지만, 수술 과정에서 발생하는 기계적 외상 및 후속 염증 반응, 섬유화 등으로 인해 잔존 청력(residual hearing)이 소실될 수 있다. 전극 삽입으로 유발되는 급성 염증과 산화 스트레스는 유모세포(hair cells) 및 나선신경절 뉴런(Spiral ganglion neuron, SGN)의 손상을 촉진하고, 장기적으로 섬유화와 신생골 조직 형성을 유도한다. 기존에는 스테로이드(Dexamethasone)가 주로 사용되었으나, 장기적인 섬유화 억제 효과가 제한적이며 부작용 우려가 있다. 본 연구는 DEX 단독 및 DEX와 NAC, GDNF의 병용 투여가 인공와우 이식 후 염증 반응과 청력 보존에 미치는 효과를 in vivo·in vitro 모델에서 종합적으로 평가하는 데 목적을 두었다. 대상 및 방법: 5주령 기니피그 모델에서 round window를 통한 전극 침 삽입 손상 모델을 제작하였으며, 코팅된 약물 조성에 따라 CTL, DEX, DEX+NAC, DEX+GDNF의 4개 군으로 분류하였다. 수술 전(Pre-OP), 수술 1주, 1개월 후 Auditory Brainstem Response(ABR)를 측정하여 threshold shift 변화를 통해 청력 보존효과를 확인하였다. 와우 조직은 qRT-PCR을 통해 TNF-α, IL-1β, IL-6, NOS2 발현을 분석하였고, 와우의 기저부(basal turn) 조직에서 H&E 염색을 실시하여 섬유화 정도를 정량 분석하였다. In vitro에서는 House Ear Institute–Organ of Corti 1 cell line (HEI-OC1) 이용하여 Lipopolysaccharide (LPS) 및 Hydrogen peroxide (H2O2) 단독 처리군과 DEX 단독 또는 NAC, GDNF 와 병용 처리군으로 나뉘었다. LPS 및 H2O2 모델에서 보호 약물 병용 처리에 따른 세포 생존율(WST-1 assay)평가를 수행하였으며, TNF-α, NOS2, IL-1β, IL-6, 발현을 각 DNA 그리고 단백질 발현 수준에서 확인하기 위해 중합효소연쇄반응(qRT-PCR)과 단백질 발현(Western blot)을 평가하였다. 결과: ABR 결과, DEX+GDNF 군은 수술 1주 후 8 kHz, 16 kHz 그리고 1개월 후 8 kHz 주파수에서 대조군(control) 대비 유의하게 낮은 threshold shift를 보였다. qRT-PCR에서는 1주에서 대부분의 약물군에서 염증성 유전자 발현이 감소하였으나, 일부 군에서는 1개월 시점에서 개체 간 변동이 관찰되었다. H&E 분석 결과, DEX 및 DEX+GDNF 군에서 염증·섬유화 면적이 대조군 대비 증가하는 경향을 보였으며, DEX+NAC 군은 대조군과 유사한 수준으로 가장 낮은 조직 반응을 나타냈다. In vitro에서 DEX와 NAC 병용은 LPS 및 H2O2 모델 모두에서 세포 생존율을 유의하게 증가시켰고, qRT-PCR에서 TNF-α, IL-1β, IL-6, NOS2 발현을 감소시켰다. 반면 western blot에서는 mRNA 억제와 달리 단백질 수준에서 유의한 변화는 제한적으로 확인되었다. 결론: DEX, NAC, GDNF 약물 기반 병용 전략은 인공와우 이식 후 발생하는 염증 및 산화 스트레스를 완화하고, 일부 주파수 영역에서 청력 보존에 긍정적인 영향을 미쳤다. 특히 DEX+NAC은 항염·항산화 기반 조직 보호 효과가, DEX+GDNF는 SGN 보호 효과가 두드러졌다. 본 연구는 약물 코팅 전극을 통한 국소 약물 전달이 잔존 청력 보존을 위한 유망한 치료 접근법임을 제시하며, 약물 조합에 따라 서로 다른 보호 기전이 나타난다는 점에서 향후 맞춤형 약물 코팅 기술 개발의 근거를 제공한다.
more목차
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 실험재료 및 방법 4
1. Animal model 4
2. 청성뇌간반응 검사(ABR) 5
3. 전극 침 삽입 수술 7
4. 실시간 정량적 역전사 중합효소 연쇄반응 분석 8
5. 조직염색(H&E) 및 정량적 평가 11
6. 세포 배양 및 실험군 구성 12
7. 세포 생존율 분석 14
8. 실시간 정량적 역전사 중합효소 연쇄반응 분석 (In vitro) 15
9. 단백질 발현 분석 16
10. 통계분석 19
Ⅲ. 결과 20
1. 전극 삽입 수술 후 약물 치료가 청력 손실 방지에 미치는 영향 ABR 20
2. qRT-PCR 을 통한 염증성 사이토카인 발현 분석 24
3. Scala tympani 에서의 섬유화 및 염증 반응의 정량적 평가 28
4. 약물 처리에 따른 세포 생존율 변화 분석 32
5. 약물 처리에 따른 염증 반응 유전자 발현 변화 분석 34
6. Western blot 을 통한 염증성 단백질 발현 변화 분석 38
Ⅳ. 고찰 42
Ⅴ. 결론 48
참고문헌 49
ABSTRACT 54
