Study on the Biological Effect of Low-dose Radiation Exposure by Radiation Physics Analysis and Experimental Observations: from a Standpoint of Re-evaluating the Linear No-Threshold Model
- 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 • 저준위 방사선량 (0.1 ~ 1 Gy) 의 피폭 영역에서 in vitro 세포의 반응 특성을 관찰하고, nano-/micron-scale 표적체의 저선량 (< 0.1 Gy)/저준위 (0.1 ~ 1Gy) 방사선량 피폭 시 에너지 전달의 공간적 분포 특성 자료를 생산하여, 물리적 해석 정보와 생물학적 관찰자료를 연계하는 수학적 함수를 개발함. 100 mSv 이하 저선량 영역에 권고된 선형무발단 (Linear No-Threshold or LNT) 모델의 예외 현상 발현에 대한 해석 논리를 도출함. • 방사선 방호 전략의 핵심 논리인 LNT 모델의 실효성을 논의하고 확장된 해석 논리를 제안함. ◼ 전체 내용 • In vitro 세포의, 방사선 피폭에 따른 micro/nano-scale 반응 현상을 분석함. • Bio-matter에서 nano/micro-scale 방사선 물리 현상의 정량화 알고리즘을 작성함. • 방사선의 물리적 현상 정보와 생물학적 관찰 자료의 연계 모델을 개발함. • 저준위 방사선량과 영향 정보의 물리-생물학적 관계 분석에 기반하여 저선량 LNT 모델의 재평가와 저준위 방사선 영향의 해석 논리를 도출함. □ 연구개발성과 • 방사선의 물리적 반응 특성과 생물학적 현상을 정량적 정보 (방사선흡수선량, DNA 손상량과 세포생존율)로 도출하는 계산 알고리즘과 실험체계를 완성하고 저선량 방사선의 생물학적 영향의 수학적 모델과 관련 인자를 도출함. 전산모사를 통한 방사선 피폭선량과 생물학적 영향의 관계 분석 자료에 근거하여 저선량 방사선의 영향 특성을 도출하는데 있어서, 방대한 양의 저선량 피폭 관찰 자료가 확보되지 않는 한 이론적으로 도출한 예측 자료의 효횽성을 확인하는데 한계가 있음. 따라서, 본 연구에서는 저선량 피폭에 대한 LNT 모델의 대안을 확정하지 않음. • 전문학술지 논문 1건, 국내/국외 학술대회 논문발표 6건, 박사 1인/석사 2인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 활용계획 - 방사선방호의 핵심과제는 암발생 및 암사망을 억제하는 것인데, 통계적변동 특성을 보이는 암발생 및 암사망의 시발점(starting point)으로서 DNA 손상을 정량화하는 것은 방사선 피폭에 의한 암위해도 추정치의 신뢰도를 확보하는데 필수적인 작업임. 본 연구를 통해 확보된 세포/DNA 손상 계산 알고리즘과 방사선량과 생물학적 손상 관계의 수학적 모델은 향후의 정량적 해석 작업에 효용성이 있음. - 방사선 피폭관리의 기준 설정에 근간이 되는 ‘저선량 방사선의 위해도’ 특성으로 제안된 선형무발단(LNT) 모델에 대한 도전적인 해석 작업의 사례로 제시함. • 기대효과 - 기존의 실험 관찰적 접근에 더하여 해석적 논의를 강화함으로써. 저선량 방사선 피폭시 과민감성 (Hyper-Radio Sensitivity or HRS) 현상의 이해 기반을 확장함. HRS 현상은 방사선 방호 측면에서뿐만 아니라, 방사선치료에서 저준위 피폭이 유발되는 정상세포의 영향성에 대한 해석이 달라질 수 있고 결과적으로 치료 계획에 변화를 도출하는 근거가 됨. - 실험적 관찰자료의 생산에 그치지 않고 새로운 정보의 의미를 안전관리의 큰 틀에서 해석함으로써, 저준위 방사선 피폭의 위해도와 관련한 효용 정보를 제공함. (출처 : 요약문 2p)
- 주관연구기관 : 서울대학교
- 발행년도 : 20240600
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