University of Ulsan Open Access Korea
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Computational Investigation on Electronic and Geometric Structures of Catalytic Surfaces and Interfaces
No full textThis thesis represents research on computational investigation on electronic and geometric structures of Catalytic Surfaces and Interfaces. It explores interplay between the ultrathin layer of catalytic surface material and metal substrates. Chapter one and chapter two provides a brief introduction to underlying physics of computational method used in this thesis and catalytic surface supported by metal substrates in general. Chapter three describes the impact of film thickness on the geometric and electronic characteristics of ultrathin rutile-TiO2(110) films supported by metal substrates. In this study, computational study based on density functional theory (DFT) calculations is performed to investigate the thickness-dependent geometric and electronic properties of ultrathin rutile-phase TiO2(110) films supported by five body- centered cubic metal substrates, W, Mo, Ta, Nb, and V, oriented along the (100) plane. The DFT calculations suggest that W and Mo may serve as optimal metal substrates for the formation of ultrathin TiO2 films, in which lattice mismatch along the long axis plays a significant role. Furthermore, the interfacial electronic structure of the TiO2 film, primarily characterized by charge transfer from metal to the TiO2 layer and the formation of metal-included gap states (MIGS), can be used to rationalize the thickness-dependent variation in the work function of ultrathin TiO2 films on metal substrates. Our results provide valuable insights into the effect of the film thickness on the geometric and electronic properties of TiO2 films grown on metal substrates. Chapter four discusses graphene enolate as a key ingredient to form highly periodic two-dimensional graphenol beyond hydrogen bonding network. Here, we unravel the formation mechanism of highly ordered graphenol (C6OH) on Cu(111), which was previously reported by scanning tunneling microscopy (STM). The experimentally observed superstructure cannot be simply explained, despite the stabilization of hydroxyl groups via hydrogen bonding. Here, our investigation suggests that formation of enolate is crucial to understanding unusual superstructure formation, i.e., graphenol (C6OH), which is closely related to the interfacial interaction between graphenol and Cu(111). The analysis on potential energy surfaces of hydroxyl adsorption as well as geometric and electronic properties of the formation mechanism of graphenol on Cu(111) provides the crucial details to unveil the role of enolate in the experimental growth mechanism of graphenol superstructure observed by STM. This study extends our understanding by providing an in-depth insight into uniform functionalization of graphene sheet to control its chemical and physical properties. Chapter five delivers how to facilitate CO oxidation reactivity via potassium intercalation on a single- atom gold catalyst supported by graphite. In this study, we employ density functional theory calculations to investigate CO oxidation on Au SACs adsorbed at single-vacancy (SV) sites of various carbon-based materials, including graphene, graphite (Gr), and K-intercalated graphite (K@Gr). Our computational results reveal that K@Gr provides enhanced catalytic stability and activity compared to other carbon- based support materials due to strong electrostatic interactions between intercalated K atoms and the carbon atoms surrounding Au atom adsorbed at the SV site. The CO oxidation mechanism follows a sequential pathway involving the Langmuir-Hinshelwood and Eley-Rideal mechanisms, in which K@Gr exhibits superior performance in stabilizing key reaction intermediates and thereby provides a more favorable reaction energy profile along the entire reaction pathway. These findings highlight the potential of graphite interaction compounds, such as K@Gr, as promising support materials for SACs, offering both structural stabilization and enhanced catalytic performance through tunable electrostatic interactions. Chapter six presents contributed studies during my combined course study which mostly themed around self-assembly supramolecular structures. The first interlocking ring-shaped molecules were first introduced in 1985 by Jean-Pierre Sauvage, where every knot in molecules will change its properties. From that point scientists are synthesizing more complex molecules, more knots and more interlocking molecules, while the application is still undiscovered.Docto
Reusable Hydrogel-Immobilized Platinum Nanoparticles for Catalytic Activity
No full textReusable heterogeneous catalysts represent a breakthrough in sustainable chemistry, offering the ability to drive efficient reactions while being recycled across multiple cycles, reducing waste and costs, and paving the way for greener industrial processes.1 Platinum nanoparticles (PtNPs) are renowned for their exceptional catalytic properties, making them ideal for driving various chemical reactions. However, their high cost and limited reusability remain significant challenges.2 To overcome these limitations, exploring ways to extend the reusability of PtNPs is crucial.3 One promising solution is the immobilization of metal nanoparticles within 3D polymeric networks. In this study, we synthesized a Pt (IV)-selective hydrogel based on 1-vinylimidazole, followed by in-situ reduction with sodium borohydride, effectively embedding PtNPs within the hydrogel matrix. The resulting PtNPs immobilized hydrogel demonstrated excellent catalytic activity in the reduction of 4-nitrophenol (4-NP) to 4-aminophenol (4-AP). The hydrogel showcased over 95% yield in the reduction of 4-NP and maintaining its catalytic efficiency and structural stability across 50 cycles. This work offers a promising pathway for enhancing PtNPs reusability and catalytic power, contributing to the development of more sustainable and efficient catalytic systems for environmental applications.4 Keywords: reusable heterogeneous catalyst, platinum nanoparticles (PtNPs), hydrogel matrix, sustainable catalysis.Maste
CFD Analysis of Temperature Non-uniformity Induced by Air Intrusion in a Reheating Furnace and Optimization of Burner angle
No full textThis study investigated temperature nonuniformity in a reheating furnace caused by infiltrated air, which significantly affects heating efficiency and temperature uniformity in industrial processes, and proposed burner angle optimization as a strategy to mitigate these effects. Computational fluid dynamics (CFD) simulations using Ansys Fluent were performed with Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) turbulence model, discrete ordinates radiation model, and non-premixed combustion model for conjugate heat transfer analysis. First, the impact of infiltrated air entering through furnace gaps, such as damaged or corroded door seams, was quantitatively analyzed using actual industrial furnace data. The infiltrated air, influenced by the stack outlet location and higher density, resulted in substantial local cooling, particularly in the lower regions of the furnace. To minimize the influence of infiltrated air and increase heating uniformity, burner angle adjustment was chosen because it requires minimal structural modifications and has relatively low economic cost. Simulations demonstrated that gradually decreasing the burner angle downward from 0° to 40° in 8° interval effectively mitigated these cooling effects by altering combustion gas flow patterns. The results showed that an optimal burner angle of 16° increased the average internal temperature by approximately 76.4°C and reduced the temperature standard deviation across furnace heights by about 8.8% to 36.1%. Unlike previous studies, which mainly examined nonuniform heating due to operational conditions, this study provides a novel burner angle optimization approach based on real industrial measurements, offering practical guidance for improving heating efficiency and minimizing temperature deviations.|본 연구는 산업 공정에서 가열 효율과 온도 균일도에 큰 영향을 미치는 재가열로 내부의 침입 공기에 의해 발생하는 온도 불균일성을 분석하고, 이를 완화하기 위한 전략으로 버너 각도 최적화를 제안하였다. 이를 위해 Ansys Fluent를 이용한 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 수행하였으며, Reynolds Averaged Navier–Stokes(RANS) 난류모델, DO복사모델(Discrete Ordinates radiation model), 비예혼합 연소모델(Non-premixed combustion model)을 적용하여 복합 열전달(conjugate heat transfer) 해석을 수행하였다. 먼저, 실제 산업용 재가열로 데이터를 활용하여 문 틈새 손상 또는 부식 등으로 인해 유입되는 침입 공기의 영향을 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 배기구로 이어지는 출구 위치와 침입 공기의 높은 밀도로 인해 하부 영역을 중심으로 국소적인 냉각 현상이 발생하였고, 내부의 고온 온도 분포에 영향을 미쳤다. 이에 따라 구조적인 변경이 적고 경제적 비용이 낮은 버너 각도 조절 방식을 통해 가열로 내부 온도 균일성을 향상시키고 침입 공기의 영향을 최소화하고자 하였다. 버너 각도를 0°에서 40°까지 8° 간격으로 점진적으로 하향 조정한 시뮬레이션 결과, 연소 가스의 유동 양상을 변화시켜 침입 공기에 의한 냉각 영향을 효과적으로 완화시킬 수 있음을 확인하였다. 그 결과, 최적 버너 각도인 16°에서 평균 내부 온도가 약 76.4°C 상승하였고, 버너 높이별 온도 표준편차는 약 8.8%에서 36.1%까지 감소하는 경향을 보였다.
본 연구는 기존 연구들이 주로 운전 조건에 따른 온도 불균일성에 초점을 맞춘 것과 달리, 본 연구는 실제 산업 데이터를 기반으로 침입 공기의 영향을 고려한 버너 각도 최적화 방안을 제시함으로써, 가열 효율 향상 및 온도 편차 최소화를 위한 실질적인 방안을 제공하고자 하였다.Maste
Global Prevalence of Chronic Cough in Adults: An Updated Systematic Review and Meta-Analysis
No full textAbstract
Chronic cough is a common clinical condition; however, the disease burden remains under-investigated. A high global prevalence in adults (9.6%) was reported in a systematic review and meta-analysis in 2014, covering studies published between 1980 and 2013. Given the increase of research and evolving demographics, this study was conducted to update the global prevalence of chronic cough through studies published during 2014-2024.
A systematic literature search was conducted using PubMed and EMBASE databases. Major inclusion criteria were: 1) studies conducted in general adult populations, and 2) reported prevalence of chronic cough. Given the methodological heterogeneity, the quality effects model was applied. The primary outcome was a global pooled prevalence. Secondary outcomes included the prevalence by continent and definitions of chronic cough.
A total of 18,821 articles were screened, and 63 studies were included after quality assessment. The global pooled prevalence of chronic cough was 5.6% (95% CI, 3.6–8.0%). Regional differences were found, with Europe, the Americas, and Oceania showing higher prevalence rates compared to Asia and Africa. The point prevalence of current chronic cough was 4.3% (95% CI, 2.6–6.5%). Study quality and sample size were identified as potential sources of heterogeneity.
Chronic cough represents a substantial epidemiological burden worldwide. Through systematic evaluation of recent studies, we provide an updated assessment showing a lower global prevalence than previously reported, emphasizing the need for standardized definitions and also highlighting regional disparities in disease burden that may inform healthcare resource allocation and future research directions.|국문 요약
연구 배경: 만성 기침은 흔한 임상 증상이지만, 이에 따른 질병 부담은 충분히 조사되지 않았다. 1980년부터 2013년까지 발표된 연구를 바탕으로 2014년 발표된 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서는 성인 인구의 전 세계 유병률이 9.6%로 보고된 바 있다. 이후 관련 연구의 증가와 인구학적 변화 등을 고려하여, 본 연구에서는 2014년부터 2024년까지 발표된 문헌을 통해 만성 기침의 최신 전 세계 유병률을 재평가하고자 하였다.
연구 방법: PubMed 및 EMBASE 데이터베이스를 이용하여 성인 일반 인구를 대상으로 만성 기침의 유병률을 보고한 연구를 대상으로 체계적 문헌고찰을 수행하였다. 방법론적 이질성을 고려하여 quality effects 모델을 적용하였으며, 주요 분석 지표는 전 세계 통합 유병률이었다. 또한 대륙별 유병률과 만성 기침 정의의 다양성도 함께 분석하였다.
연구 결과: 총 18,821편의 문헌을 검토하였고, 최종적으로 63편의 연구가 포함되었다. 전 세계 만성 기침의 통합 유병률은 5.6% (95% CI, 3.6–8.0%)였으며, 유럽, 아메리카, 오세아니아 지역이 아시아와 아프리카보다 높은 유병률을 보였다. 현재 기침을 기준으로 한 시점 유병률(point prevalence)은 4.3% (95% CI, 2.6–6.5%)였다. 연구의 질과 표본 수가 이질성의 주요 원인으로 확인되었다.
연구 결론: 본 연구는 최근 문헌에 대한 체계적 평가를 통해 기존 보고보다 낮은 전 세계 만성 기침 유병률을 제시하였다. 이는 표준화된 진단 기준의 필요성과 지역 간 질병 부담의 차이를 강조하며, 향후 보건의료 자원 배분 및 연구 방향 설정에 기초자료로 활용될 수 있다.Maste
A study on the Analysis of Operational Status and the Deduction of Improvement Regarding Reusable Scaffolding and the Related Components
No full text가설기자재는 건설공사에 있어 본 공사의 목적물을 완성하기 위해 임시적으로 설 치·사용 후에 해체·철거되는 가설 구조물로서 작업 중에 발생할 수 있는 추락· 낙하·비래 등의 재해위험을 예방하는데 필수적인 시설물이다. 이러한 가설기자재 는 안전성능이 검증된 제품을 규정에 따라 사용하는 것이 일반적이다.
보통 가설기자재는 1회성 소모품이 아니라 장기간 수차례에 걸쳐 반복하여 사용하게 되는데 가설기자재를 전용하여 사용하게 되면 강도의 저하로 붕괴 또는 도괴 등 중대재해가 발생되는 주요한 원인이 되므로 안전인증을 받을 당시의 성능기준 이상으로 지속적인 유지·관리가 필요하다.
2015년 감사원의 가설기자재 품질 실태 감사 결과에 따르면 재사용 가설기자재 관련 품질관리 제도 및 정책에 심각한 문제가 있다고 발표하였고, 해당 부처(고용노동부, 국토교통부)에서 문제를 해결하고자 ‘재사용 가설기자재 자율등록제 전면폐지’ 와 ‘건설공사 품질관리 업무지침 개정’ 등을 통해 공인된 품질시험기관에서 품질시험에 통과된 가설기자재만을 건설현장에서 사용하도록 조치하였다. 그러나 해당 조치는 건설현장에 반입된 가설기자재 전부가 아닌 일부 선별된 자재에 대한 품질시험을 진행한다는 한계가 있으며, 현장 작동성 여부를 판단하기 위해 최근 5년간(2018년~2022년) 산업재해 현황을 분석한 결과 가설기자재 관련 재해가 지속적으로 발생하고 있는 것으로 보아 개정된 제도만으로는 건설현장에 반입되고 있는 재사용 가설기자재의 전반적인 품질을 관리하기에는 한계가 있음을 보여주고 있다.
이러한 재사용 가설기자재 품질관리 제도의 문제점을 전반적으로 파악하기 위해 2015년 감사원 감사결과 보고서, 국내·외 관련 제도 비교 분석 및 선행연구에 대한 문헌 고찰을 하였으며, 관련 법령 및 지침 관련하여 제조·유통·사용 단계로 나누어 분석한 결과 「산업안전보건법」과「건설기술진흥법」상에 제조 및 사용 단계에서의 품질관리 절차는 체계적으로 제정되어 있으나, ‘재사용 가설기자재 자율등록제’가 폐지됨에 따라 건설현장 반입 전 또는 건설현장 회수 후 유통 단계에서 임대업체의 품질관리 관련 업무수행 방법, 절차 및 기준이 제도적으로 부재한 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 유통 단계에서 재사용 가설기자재의 품질관리 주체라고 할 수 있는 임대업체 실태조사 및 관계자 인터뷰를 진행하여 의견을 수렴하였으며, 중·소 규모 임대업체 대상으로 진행한 설문조사를 통해 현행 제도(안전인증 기준 등)에 대한 지식수준과 품질관리에 대한 인식 정도 등을 분석하였다.
설문 분석결과 국토교통부 고시「건설공사 품질관리 업무지침」개정에 따른 품질시험의 작동성에 대한 응답으로 충분하지 않다는 응답이 42%, 지침의 활성화를 위해 보완할 점에 대한 응답으로 해당 제도의 폐지를 원하는 응답이 49%로 나타났다. 이는 샘플링 시험의 한계와 품질시험 부적합 시 공기 지연을 초래할 수 있어 대부분 “적합” 판정을 받을 수 있는 양질의 자재를 품질시험 시료로 제출하는 문제점이 있다. 다음으로 “재사용 가설기자재 자율등록제” 폐지에 따른 임대업체 관리 제도의 부재를 보완하기 위해 유관기관에서 제정한 제도의 인지 여부 및 작동성에 대한 설문 결과 인지하지 못한다는 응답이 77%로 중‧소규모 임대업체의 인력, 장비, 시설 부족으로 제도 활용도가 낮음을 확인하였다. 임대업체에서 수리‧보수 시 준수해야 할 규정에 대한 인지 여부를 묻는 설문 결과 인지하지 못한다는 응답이 66%로, 이는 임대업체 관계자에 대한 품질교육 부족으로 제도 이행이 제대로 이뤄지지 않는 것을 확인하였다. 마지막으로 품질관리 활성화를 저해하는 원인에 대한 설문 결과 정부 관리 부재가 40%, 품질관리 비용 부담이 38%, 인센티브 부족이 33%로 나타났다. 이는 영세업체가 대형 임대업체와의 가격경쟁력 저하로 품질관리 비용 투입이 어려운 실정이며, 품질 향상을 위한 자발적 노력 시 정부 차원의 지원이 필요할 것이다.
연구 결과 재사용 가설기자재의 품질관리를 개선하기 위해 정부 기관이 주도하는 품질관리 제도를 제정하고, 품질관리 불량 업체에 대한 행정처분이나 법적으로 제재할 방안을 마련해야 한다. 또한, 영세 임대업체가 품질관리 사각지대에서 벗어나도록 자금지원 제도를 시급히 마련해야 한다. 마지막으로 현행 법령 및 지침의 개정이 필요하다. 산업안전보건법은 안전인증 당시 내용을 지속적으로 유지하도록 규정하지만, 안전보건공단 지침(KOSHA-GUIDE C-25-2018)에 따라 손상된 부재를 수리하게 되면 금속의 성질 변화로 인해 성능 보증이 어렵다. 또한, 건설기술진흥법에 따른 품질시험 규정은 외관검사 항목이 없어 적절한 수리 여부 확인이 어려우며, 자재공급원 승인 제도는 “가시설용은 제외” 단서조항으로 성능 유지 확인이 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 관련 제도 개정이 필요하다.
본 연구에서 수행한 중·소규모 임대업체에 대한 실태조사 및 설문조사 분석 연구를 통해 재사용 가설기자재의 품질관리 개선 및 양질의 가설기자재가 유통·사용되어 건설현장에서 지속적으로 발생하고 있는 가설기자재 관련 재해를 예방하는데 작은 도움이 되었으면 한다.
※ Keywords : 2015년 감사원 감사결과, 재사용 가설기자재, 자율등록제, 건설공사 품질관리 업무지침, 안전인증, 중·소규모 임대업체, 재사용 가설기자재 성능 기준에 관한 지침Maste
Properties of Multi-resonance Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitters Decorated with Mono-heterocyclic Group: 단일 헤테로고리기 도입된 다중공명 열활성 지연형광체의 합성 및 광물리적 특성 연구
No full text본 연구에서는 BuDABNA 골격에 질소 함유 단일 헤테로고리기를 도입하여 새로운 다중공명 열활성 지연형광(MR-TADF) 발광체를 성공적으로 합성하였다. 특히, 피리딘 기반 유도체인 2PyH-BuDABNA와 3PyH-BuDABNA를 설계하여, 역계간교차(RISC) 속도를 향상시켜 진청색 발광 효율과 색 순도를 개선하였다. UV-Vis 흡수, 광발광(PL) 스펙트럼, 양자 효율 측정 및 시간 분해형 PL 수명 등 다양한 광물리적 특성을 용액과 박막 상태에서 평가하였다. 발광체는 각각 20–23 nm의 좁은 발광 스펙트럼, 4.56–7.09 ns의 짧은 형광 수명, 83.24–86.27 μs의 지연 형광 수명을 나타냈다. 저온 인광 스펙트럼을 사용하여 삼중항 에너지(T1) 수준을 추정한 결과, ΔEST 값은 각각 0.16 eV와 0.17 eV로 확인되었다. 피리딘 기 도입은 RISC 속도를 크게 향상시켰으며, 계산된 krisc 값은 MR- TADF 발광체 성능 최적화에 있어 헤테로고리기의 효과를 뒷받침하는 중요한 결과였다. 본 연구는 고효율 청색 OLED 소재 설계를 위한 새로운 방향을 제시하며, 차세대 디스플레이 기술에 중요한 통찰을 제공합니다.|In this study, novel multi-resonance thermally activated delayed fluorescence (MR- TADF) emitters were successfully synthesized by incorporating nitrogen-containing mono-heterocyclic groups into the BuDABNA framework. Specifically, pyridine- based derivatives, 2PyH-BuDABNA and 3PyH-BuDABNA, were designed and evaluated to enhance the reverse intersystem crossing (RISC) rate, improving deep- blue emission efficiency and color purity. Comprehensive photophysical analyses, including UV-Vis absorption, photoluminescence (PL) spectra, quantum yield measurements, and transient PL decay, were performed in both solution and thin-film states. Notably, the emitters demonstrated narrow emission spectra with full-width half maxima (FWHM) of 20–23 nm, short fluorescence lifetimes of 4.56–7.09 ns, and delayed fluorescence lifetimes of 83.24–86.27 μs. The triplet energy levels (T1) were estimated using low-temperature phosphorescence spectra, revealing ΔEST values of 0.16 eV and 0.17 eV, respectively. The introduction of pyridine groups significantly enhanced the RISC rate, as demonstrated by the calculated krisc values, further establishing the effectiveness of heterocycle incorporation in optimizing MR-TADF emitter performance. These results provide new insights into the design of high- efficiency blue OLED materials for advanced display technologies.Maste
Studies on the role of peroxisome, a micro-organelle within germ cells, in mouse spermatogenesis
No full text정자발생(spermatogenesis)은 단계별 소기관 재구성과 대사 적응이 정밀하게 조절되는 생식세포 발생 과정이다. 미토콘드리아는 남성 생식세포 분화에서 중심적인 역할을 수행하는 것으로 잘 알려져 있으나, 퍼옥시좀(peroxisome)의 구조적 및 대사적 기능은 아직 충분히 규명되지 않았다.
제 1 장에서는 생쥐를 모델로 하여 정자발생 전 과정을 아우르는 퍼옥시좀과 미토콘드리아의 형태학적 변화와 대사 특성을 종합적으로 분석하였으며, 특히 감수분열기 중의 변화에 주목하였다. 3 차원 공초점 현미경 영상과 정량 형태 분석 결과, 감수분열 초기인 leptotene 및 zygotene 단계에서 퍼옥시좀과 미토콘드리아의 수와 부피가 유의미하게 증가하였으며, 이는 DNA 이중가닥 절단 및 상동재조합 등 감수분열 핵심 사건과 시기적으로 일치하였다. 이러한 소기관의 동시적 확장은 감수분열 초기에 요구되는 에너지 수요 증가에 적응하기 위한 발달 단계 특이적 반응임을 시사한다.
에너지 대사 분석 결과, 해당작용 및 미토콘드리아 기반 ATP 생성률은 감수분열기 동안 증가하여 pachytene–diplotene 전이기에 최대치에 도달하였으며, 이후 원형 정자세포(round spermatid) 단계에서 급격히 감소하였다. 또한, 피루브산 농도와 젖산 유출량은 발생 단계에 따라 역동적으로 변하였고, 해당작용 스트레스 테스트를 통해 후반기 세포가 낮은 기저 활성을 유지하면서도 높은 해당작용 예비력을 보유하고 있음을 확인하였다. 단백질체 분석 데이터(PXD017284)에 따르면, 감수분열기에 LDH 동종효소의 발현 양상이 재편되었으며, 이는 Sertoli 세포 유래 젖산 및 피루브산을 에너지원으로 활용하는 대사 경로의 활성화와 연관된 것으로 해석된다. 이러한 결과는 퍼옥시좀의 구조적 변화가 단순한 형태학적 반응에 그치지 않고, 미토콘드리아 기능과 유기적으로 연계되어 남성 생식세포의 에너지 항상성 유지에 기여함을 시사한다. 퍼옥시좀과 미토콘드리아의 시기적 확장은 감수분열 진행의 조절에 있어 두 소기관 간 상호작용(peroxisome–mitochondrion crosstalk)이 중요한 조절축으로 작용할 가능성을 제기하며, 내재된 효소 조절과 외부 체세포의 대사적 지원이 정자발생에 요구되는 에너지 적응의 핵심 기반임을 보여준다. 본 장은 소기관의 구조 및 대사 기능 간 연계를 규명함으로써 퍼옥시좀이 남성 생식세포 분화에 있어 역동적인 조절 인자임을 제시한다.
퍼옥시좀은 지질 대사, 산화환원 균형, 세포 에너지 항상성 유지 등 다양한 기능을 수행하는 주요 소기관으로, 생식세포 분화 및 감수분열과의 연관성도 점차 밝혀지고 있다. 그러나 퍼옥시좀 결핍이 감수분열 단계별 진행 및 대사
조절에 미치는 영향은 아직 충분히 밝혀지지 않았다.
제 2 장에서는 퍼옥시좀 생성을 조절하는 유전자인 Peroxin 16(Pex16)을 남성 생식세포 특이적으로 제거한 생쥐 모델을 구축하여, 퍼옥시좀이 남성 생식세포 발달에 미치는 생리적 역할을 규명하였다. Pex16 유전자의 결실은 고환과 부고환의 위축, 성숙 정자의 소실, 전반적인 수컷 불임을 초래하였다. 감수분열 및 정자분화 관련 유전자의 발현이 현저히 감소하였으며, 유세포분석 및 면역염색 결과 감수분열 후기 세포의 수가 감소하였다. 또한, 염색체 확산 분석을 통해 Dmc1 및 Mlh1 시그널의 이상이 관찰되어 감수분열 교차 형성에 결함이 있음을 확인하였다.
감수분열 초기 퍼옥시좀 결핍 생식세포는 해당작용 및 미토콘드리아 기반 ATP 생성 능력이 저하되었으며, 피루브산 축적 및 젖산 유출 감소를 통해 해당작용의 말단 과정이 억제되었음을 시사하였다. 3 차원 영상 및 초미세구조
분석 결과, 미토콘드리아의 비정상적 확장과 구조 이상, 막전위 저하, 산화적 인산화 복합체 단백질의 발현 감소가 나타났으며, 미토콘드리아 융합 및 분열 관련 인자(Mfn1, Opa1, Drp1, phospho-Drp1, Mff)의 발현 역시 교란되어 있었음을 확인하였다. 이러한 결과는 퍼옥시좀이 미토콘드리아 구조의 유지, 에너지 대사, 감수분열의
정확성(meiotic fidelity)을 조절하는 핵심 인자임을 보여준다. 특히, 감수분열 초기 단계에서 세포 내 포도당 대사 의존성이 높아짐에 따라 퍼옥시좀 기능 장애에 대한 생식세포의 민감도가 증가함을 나타낸다. 본 연구는 퍼옥시좀의 생식세포 내 생리적 기능을 유전학적 접근을 통해 규명하였으며, 퍼옥시좀 결함에 의해 유발되는 남성 불임의 대사적 병태생리 이해에 기초 자료를 제공한다.
핵심어: 정자발생, 감수분열, 생식세포, 퍼옥시좀, 생체에너지대사|Spermatogenesis is a precisely regulated developmental process that demands stage-specific organelle remodeling and metabolic adaptation. While the contribution of mitochondria to male germ cell differentiation has been extensively studied, the structural and metabolic roles of peroxisomes during spermatogenesis remain insufficiently characterized.
In CHAPTER I, a comprehensive analysis was conducted on the morphological and metabolic changes of both peroxisomes and mitochondria throughout the distinct stages of mouse spermatogenesis, with a particular emphasis on meiotic sub-stages. Three-dimensional confocal imaging and quantitative morphometry revealed coordinated expansion of peroxisomes and mitochondria during the leptotene and zygotene stages, coinciding with chromatin remodeling and homologous recombination. This suggests a developmentally regulated organelle response to increased energy demands during early meiosis.
Extracellular flux assays showed that glycolytic and mitochondrial ATP production peaked during the pachytene–diplotene transition and declined in round spermatids. Despite reduced basal activity, round spermatids retained high glycolytic reserve capacity, indicating metabolic preparedness for post-meiotic maturation. Pyruvate accumulation and lactate efflux varied dynamically, with LDH isoform expression (Accession no.: PXD017284) reflecting a shift toward lactate-mediated ATP production, likely supported by Sertoli-derived substrates.
These findings suggest that peroxisomal remodeling is not merely structural, but functionally integrated with mitochondrial activity to sustain energy homeostasis in male germ cells. The temporal alignment of organelle expansion and metabolic shifts underscores the possibility of peroxisome–mitochondrion crosstalk as a regulatory axis for meiotic progression. Furthermore, the interplay between intrinsic enzymatic programming and extrinsic metabolic support establishes a framework for understanding stage-specific energetic adaptation in spermatogenesis.
This study thus reveals a novel link between organelle morphology and metabolic function, highlighting peroxisomes as dynamic contributors to male germ cell development. Peroxisomes are vital organelles that regulate lipid metabolism, redox balance, and cellular energy homeostasis. Although their role in germ cell differentiation and spermatogenesis has been suggested, the impact of peroxisomal deficiency on stage-specific meiotic progression and metabolic regulation remains poorly defined.
In CHAPTER II, spermatogenic cell–specific peroxin 16 (Pex16) knockout mouse model was employed to investigate the role of peroxisomes in male germ cell development. Deletion of Pex16 resulted in severe testicular and epididymal atrophy, absence of mature spermatozoa, and complete male infertility. Transcripts related meiotic output markers revealed significant downregulation of genes involved in meiotic initiation and late spermatid differentiation. Flow cytometry and immunostaining confirmed a reduction in late-stage meiotic cells, and chromosome spread assays demonstrated defective meiotic progression and impaired crossover formation, indicated by altered Dmc1 and Mlh1 foci. Stage-specific metabolic deficits were observed in peroxisome-deficient germ cells, particularly during meiotic entry, with significant reductions in glycolytic and mitochondrial ATP production. Elevated intracellular pyruvate and reduced lactate efflux indicated terminal impairment of glycolytic flux. Three-dimensional imaging and ultrastructural analysis revealed increased mitochondrial volume, altered morphology, and expanded cristae junctions, accompanied by decreased mitochondrial membrane potential and reduced expression of oxidative phosphorylation (OXPHOS) complex proteins. Expression of mitochondrial fusion (Mfn1, Opa1) and fission (Drp1, phospho-Drp1, Mff) regulators was also disrupted, suggesting impaired regulation of mitochondrial dynamics.
Collectively, these findings identify peroxisomes as critical regulators of mitochondrial structure, energy metabolism, and meiotic fidelity in male germ cells. The data underscore the stage-specific vulnerability of germ cells to peroxisomal dysfunction, particularly during the leptotene/zygotene transition, when reliance on intrinsic glucose metabolism is heightened. This work establishes a framework for understanding peroxisomal function in spermatogenic cells and provides new mechanistic insight into the metabolic etiology of male infertility.
Keywords: spermatogenesis, meiosis, germ cell, peroxisome, bioenergeticsDocto
Role of Immune regulation via CD137 signaling in Melanoma cancer model
No full textCD137(4-1BB, TNFRSF9)은 활성화된 T 세포와 수지상세포(DC; Dendritic Cell)를 포함한 다양한 면역 세포에서 발현되는 공동 자극 수용체로, 암 면역 요법의 중요한 표적 중 하나로 알려져 있다. CD137 작용성 항체인 3E1 은 주로 CD8+ T 세포를 활성화하여 항종양 효과를 유도하지만, 동시에 조절 T 세포(Treg; Regulatory T cell)의 면역 억제 기능을 강화하여 항종양 효과를 제한할 수 있다. 본 연구에서는 CD137 작용성 항체 3E1 과 CD4 차단 항체 또는 CD25 차단 항체를 병용하여, 3E1 에 의해 유도된 Treg 의 면역 억제 효과를 차단함으로써 항종양 반응을 증진시킬 가능성을 검토하였다. 3E1 단독 처리는 Treg 의 FOXP3 발현 증가를 유도하여 항종양 효과를 제한할 수 있는 것으로 나타났다. 반면, CD4 차단 항체와 병용할 경우 CD8+ T 세포의 CD44 및 IFN-γ 발현이 유의미하게 증가하였다. 또한, Treg 을 특이적으로 억제할 수 있는 CD25 차단 항체와의 병용 요법은 항원 포획 후 미접촉 T 세포에 항원을 제시하는 mregDC(Mature dendritic cell enriched in immunoregulatory molecules)의 CCR7 발현과 항원 포획 능력을 증가시켜 항종양 반응을 강화하였다. 이러한 결과는 CD137 작용성 항체의 단독 요법 한계를 극복하기 위해 Treg 을 표적으로 하는 병용 요법이 필요하다는 점을 시사한다. 본 연구는 CD137 신호가 종양 미세 환경에서 면역 억제 및 항종양 활성에 미치는 이중적 영향을 확인하였으며, Treg 을 표적으로 하는 병용 요법을 통해 CD137 기반 면역 요법의 효과를 높일 수 있는 가능성을 제시하였다. 향후 연구에서는 CD137 신호와 Treg, mregDC 간의 상호작용 메커니즘을 규명하여 보다 정밀한 암 면역 치료 전략을 개발할 필요가 있다.Maste
Early echocardiographic pulmonary artery measurements as prognostic indicators in left congenital diaphragmatic hernia
No full text목적: 본 연구는 선천성 좌측 횡격막 탈장 신생아에서 출생 후 심초음파를 통해 측정 한 폐동맥 직경이 사망 또는 체외막산소공급 필요성과 관련이 있는지를 조사하고자 하였다.
연구방법: 본 후향적 연구는 2018년부터 2022년까지 단일 3차 의료기관에서 출생한 좌측 선천성 횡격막 탈장 신생아를 대상으로 하였다. 출생 직후 심초음파를 시행하여, 좌폐동맥은 분지부에서, 주폐동맥은 수축기 최대 직경에서 측정하였다. 좌폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율 외에 Nakata index, McGoon ratio, 심박출률도 예측 지표로 비교 하였다.
결과: 총 72명의 신생아가 연구에 포함되었으며, 이 중 19명(26.4%)은 사망하거나 체외막산소공급을 필요로 하였고, 53명(73.6%)은 체외막산소공급 없이 생존하였다. 관찰/예상 폐-머리 비율 감소, 심박출률 감소, 좌폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율 감소, 우폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율 감소, Nakata index 감소, McGoon ratio 감소가 사망 또는 체외막산소공급 필요성과 유의하게 연관되어 있었다. 다변량 분석 결과, 좌폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율 감소 Nakata index 감소가 독립적인 사망 또는 체외막산소공급 필요성의 위험 인자로 나타났다. 이 중 좌폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율은 수신자 조작 특성 곡선분석에서 가장 높은 곡선 아래 면적(0.957)을 보였으며, 민감도 84.2%, 특이도 96.3%에서 최적 절단값은 31.2%였다.
결론: 좌측 선천성 횡격막 탈장 신생아에서 출생 후 심초음파로 측정한 좌폐동맥 대 주폐동맥 지름 비율은 사망 또는 체외막산소공급 필요성을 예측할 수 있는 독립적인 지표로 활용될 수 있겠다.|Objectives: To investigate postnatal pulmonary artery (PA) measurements obtained through echocardiography in left congenital diaphragmatic hernia (CDH) was related to mortality or need for extracorporeal membrane oxygenation (ECMO).
Material: This retrospective study analyzed neonates with left CDH born between 2018 and 2022 in a single tertiary medical institution. Echocardiography was performed immediately after birth. The diameter of the left PA (LPA) was measured at the bifurcation, and the diameter of the main PA (MPA) was measured at the maximal dimension during the systolic phase. The Nakata index, McGoon ratio, and ejection fraction (EF) were analyzed and compared with the LPA: MPA ratio as predictive values.
Results: Seventy-two neonates with left CDH were included, 19 (26.4%) died or needed ECMO, and 53 (73.6%) survived without ECMO. The lower observed/expected lung-to-head ratio, lower EF, lower LPA: MPA ratio, lower Nakata index, and lower McGoon ratio were associated with mortality or need for ECMO. By multivariate analysis, lower LPA: MPA ratio, and Nakata index were independent postnatal risk factors for mortality or need for ECMO. Among the measurements, the LPA: MPA ratio had the highest area under the curve (0.957) with a sensitivity of 84.2% and specificity of 96.3% at a cut-off value of 31.2%.
Conclusion: In neonates with left CDH, the LPA: MPA ratio measured by echocardiography could be used as an independent postnatal predictor of mortality or need for ECMO.Maste
A study of the use of narrative semiotics design techniques within the brand space
No full text본 연구는 서사적 기호학(Semiotics of Narrativity) 이 브랜드 공간 설계에 어떻게 적용될 수 있는지를 탐색하며, MZ세대의 ‘즐거운 소비’와 몰입형 경험에 대한 요구가 증가하는 소비 환경 속에서 브랜드가 어떻게 차별화된 공간 경험을 제공할 수 있을지를 이론적으로 조명하고 실증적으로 분석한다.
이론적 기반으로는 의미론(Semantics), 통사론(Syntax), 화용론(Pragmatics) 으로 구성된 서사적 기호학의 3차원 구조를 채택하였으며, 소쉬르, 바르트, 그레마스, 피어스, 미케 발 등의 대표적인 기호학 이론가들의 관점을 바탕으로 공간이 단순한 물리적 용기에서 의미 생성의 서사 장으로 전환되는 과정을 설명한다.
연구 방법으로는 문헌 고찰과 사례 분석을 병행하였으며, 대표적인 브랜드 공간인 HONOR 글로벌 플래그십 스토어(청두), The Polonio 콘셉트 스토어, 설화수 서울 플래그십 스토어 를 사례로 삼아, 각각의 공간에서 시각적 상징, 재료 언어, 동선 구성 등 다중 기호 요소가 어떻게 공간적 서사와 감성적 브랜드 경험으로 전개되는지를 분석하였다.
평가 모델로는 ＂전략적 체험 모듈(SEMＳ)＂의 네 가지 요소—감각(Sense), 감성(Feel), 인지(Think), 행동(Act)—와 서사적 기호학의 세 가지 분석 차원을 연결시켜, 다음과 같은 결론을 도출하였다:
브랜드 공간은 문화적 상징 기호를 통해 브랜드 정신과 정체성을 시각화하고 감성적 공감을 이끌어낸다.
공간 구성 기법과 구조 논리는 사용자 이동 경로와 감성 리듬을 통제하는 서사 구조를 형성한다.
기능적 배치와 동선 설계는 사용자의 행동 참여와 브랜드 몰입을 유도하는 핵심 메커니즘으로 작용한다.
본 연구는 브랜드 공간이 감각적 자극을 넘어, 스토리텔링과 감정적 유대, 소비자 참여를 통해 브랜드 충성도를 강화하는 서사적 장으로 진화하고 있음을 보여주며, 이론과 실무를 잇는 실천적 디자인 전략을 제시한다.Maste