□ 연구개요 우주에서 입자들이 초고에너지(10²⁰ eV)로 가속되어진다는 것은 지구상의 관측을 통하여 매우 잘 확립되어 있다. 이런 초고에너지 우주선(ultra high-energy cosmic ray, UHECR)은 그 자체로도 굉장히 흥미롭지만 입자를 이렇게 높은 에너지까지 가속할 수 있는 환경, 그리고 그 환경에서의 물리법칙이 우리가 지상에서 구현할 수 있는 실험을 통하여 알아낸 물리법칙과 같은 지를 탐구한다. 이를위하여 펄사풍성운과 감마선쌍성의 X선 데이터 분석을 수행하고 다파장 자료를 추가하여 복사모형을 적용하여 천체계의 물성을 이해한다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 우주의 고에너지 입자의 기원을 이해하는 것을 목표로하며, 따라서 연구 대상 천체계는 초신성, 펄사풍성운, 중성자별 관련 천체계로 구체적인 목표로 펄사풍성운과 감마선쌍성의 복사 특성 측정 및 복사모형을 통한 천체계의 이해이다. 구체적인 대상 천체계로는 펄사풍 성운 PSR J1418-6058과 감마선쌍성 HESS J0632+057을 선정하였다. 본 연구 기간동안 두 개의 대상천체계에 대한 복사특성을 정확히 측정하였고 선행연구를 통하여 구축한 펄사풍성운 모형과 감마선쌍성 모형을 개선하여 적용하여 PSR J1418-6049에서 전자들이 500 TeV 이상으로 가속됨을 보였으며, 이 입자들은 확산으로 통하여 외부로 전파되어 간다는 것을 추정해냈다. HESS J0632+057의 경우는 이 천체계의 복사 스펙트럼에서 약 1TeV 에너지에서 보이는 특징적인 구조를 펄사풍의 복사로 제안하였으며 비슷한 스펙트럼 특성을 보이는 다른 천체계를 연구함으로써 펄사풍의 가속기작과 복사현상을 이해할 수 있는 이론적 기반을 마련하였다. 이러한 연구를 통하여 연구의 목표인 천체계 복사특성 측정 및 복사모형 개선을 완료하였다. 또한 이 두 천체계에 대한 연구내용은 SCIE급 국제저널(ApJ)에 출간되어(교신저자 2편), 1-2편의 SCIE 논문을 출간하겠다는 정량적 목표도 달성하였다. 추가로 다른 초고에너지 천체계에 대한 연구를 통하여, 한국 역사기록에서의 초신성 탐색에 대한 논문 1편(공저자; 본 연구과제의 연구조원이 주저자), 펄사풍성운의 X선 자료 분석 및 복사모형화에 대한 논문 1편(주저자, 교신저자), 그리고 고에너지 천체계인 magnetars의 특성 분석 논문 1편(주저자, 교신저자)을 SCIE 저널에 출간하여, 설정한 연구목표를 초과로 달성하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구결과는 현재 국제 협력연구로 진행하고 있는 “은하내 TeV 천체계들에 대한 연구”(Columbia University 주관) 프로그램에 활용되고 있으며, 공동연구를 통하여 펄사풍 성운의 시공간에 대한 진화 모형으로 확장할 계획이다. 이 모형은 현재 계획 중인 NASA의 차세대 X선 망원경의 Sceince objective를 선정하는 데 활용되고 있으며, 추가로 국제적으로 구축되고 있는 초고에너지(TeV 이상) 망원경이 완성되어 작동하면 매우 활성화 될 “은하내 초고에너지 우주선의 형성 및 전파 연구”에 대한 중요한 기반으로 활용될 수 있다. 본 연구를 통하여 확보한 X선 분석기법 개발 및 고에너지 천체계 모형은 아직 이해되지 않은 초고에너지 우주선의 생성 및 진화에 중요한 단서를 제공하여 인류의 지적 진보에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안홍준
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 펄사풍성운;펄사쌍성;복사모형;초고에너지 우주선; 2. Pulsar wind nebula;Gamma-ray binary;Radiative models;Ultra high-energy cosmic rays;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 치료적 목적의 방사선조사 후 발생한 구강건조증에 있어 부교감신경과 침샘줄기세포의 보존에 대한 알파리포산의 효과 규명 및 기전 탐색 ◎ 전체 내용 ○ 1차년도 - 알파리포산의 부교감신경과 침샘줄기세포 보존효과 확인 -두경부 방사선조사를 통한 침샘조직 내 부교감신경 손상과 줄기세포의 변화 확인 및 이들에 대한 알파리포산의 효과 확인 - 부교감신경 치유와 줄기세포의 유지에 관련된 인자들의 분자수준에서의 발현 변화 확인 및 이들에 대한 알파리포산의 효과 확인 (in vitro포함) - 알파리포산의 부교감신경과 침샘줄기세포 보존효과 기전 확보 ○ 2차년도 알파리포산의 부교감신경과 침샘줄기세포 보존 타깃 탐색 - 부교감신경의 중추신경과와 연결점인 ganglion 내 신경손상 유무와 알파리포산의 효과확인 - 중추 신경내 대표적 줄기세포 저장고 (reservior)인 SVZ, olfactory bulb에서의 줄기세포 발현의 변화와 알파리포산의 효과확인 - 골수,말초혈액,침샘조직에서의 줄기세포 발현/이동의 변화 및 효과확인 - 침샘 조직이외의 알파리포산의 타깃과 기전 확보 ○ 3차년도 알파리포산의 특이적 효과기전 규명 및 임상적용 가능성 타진 - 다른 항산화제 (NAC, Vip C, Vip E, Cor10 등) 와의 비교 : 방사선조사로 유발된 침샘조직 손상 보호효과 및 부교감신경 손상과 줄기세포의 변화 확인 - 다른 항산화제 (NAC, Vip C, Vip E, Cor10 등) 와의 비교 : 방사선조사로 유발된 중추신경, SVZ, olfactory bulb 및 골수와 말초혈액에서의 줄기세포 발현과 이동의 변화 확인 -2차년도 연구내용 기준- - 대표연구결과 중심으로 한 알파리포산 특이적 방사선 조사로 인한 침샘 조직 손상에 있어 치유와 기능 회복 기전 규명 -알파리포산의 임상적용 가능성 타진 □ 연구개발성과 ○ 방사선 치료로 인한 침샘 기능 저하의 원인 및 치료 연구 기전 확립 ○ 이를 통해 논문 출판 및 향후 임상 적용 가능성의 근거 확립 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 학문적 측면 - 항산화제로 알려진 알파리포산의 신규기능 규명 및 기전 확보 - 방사선 종양치료로 야기되는 부작용에 대한 분자생물학적 기전 이해 - 방사선 종양치료의 부작용 경감에 대한 학문적 근거 제공 - 침샘 조직 내 혹은 외 부교감 신경 보존, 줄기세포의 보존과 관련된 새로운 인자 발굴 및 검증을 통한 학문적 근거 제공 ○ 의학적 측면 - 방사선 치료에 따른 부작용 감소로 암 환자의 삶의 질 향상 - 침샘 조직 내 혹은 외 부교감 신경 보존, 줄기세포의 보존과 관련된 새로운 인자 발굴 및 검증을 통한 신약 개발 가능성 제시 ○ 경제적·기술적 측면 - 종양치료 시 혹은 후 부작용 해소의 결과는 국민건강증진과 개인적, 사회적인 의료비의 감소 효과 기대. - 방사선치료의 부작용 감소 안정성으로 환자의 삶의 질 향상과 추가적인 의료비 상승을 억제할 것으로 기대. - 기존 약제의 용도변경 (Drug repositioning)으로 신약 개발에 드는 비용절감 - 연구된 기전을 이용한 여러 가지 약제 개발이 가속화 될 것으로 생각됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 우승훈
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 알파리포산;방사선치료;줄기세포;항산화제;침샘; 2. alpha lipoic acid;radiation therapy;stem cell;anti oxidant;salivary gland;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 히스톤 H3의 네 번째 라이신(H3K4)의 메틸화와 메틸전이효소 복합체의 유전자 발현 조절 메커니즘 규명 - 출아효모(Saccharomyces cerevisiae)를 모델로 이용하여 H3K4 메틸전이효소인 Set1복합체와 H3K4 methylation이 유전자 발현에 미치는 영향을 생화학 및 분자생물학적 방법으로 규명 ◼ 전체 내용 출아효모(Saccharomyces cerevisiae) 모델을 이용한 히스톤 H3의 네 번째 라이신의 메틸화(H3K4 methylation)와 메틸전이 효소 복합체의 작용 및 전사 조절 메커니즘 규명 - 1)transcription termination defect, non-coding RNA의 전사 등을 관찰, 2) total mRNA들의 localization 측정(mRNA 의 nuclear export defect 관찰), 3)Ribosome component들을 이용한 RNA IP를 통해 실제로 translation이 가능한 RNA양의 측정을 통해, 일차적으로 유전자 발현의 어느 과정에 영향을 주는가를 규명하고자 한다. 이후에는 Set1의 유무에서 변화가 보이는 pathway에 집중하여 생화학적, 분자생물학적 연구를 진행할 것이다. 궁극적으로, 우리는 전사의 전 과정 중 Set1의 유무에 특별히 영향을 받는 과정을 찾을 것이고, Set1과 H3K4me3이 전사에 어떤 영향을 주는 지 그 메커니즘을 찾을 것이다. □ 연구개발성과 1.Rad6가 Swd2/Cps35와 H3K4 메틸화효소 Set1의 chromatin recruitment를 조절하는 factor임을 확인 2. Rad6가 Swd2 complex 형성과 H3K4 trimethylation에 미치는 영향 확인 3. Set1 complex가 non-coding RNA를 포함한 전체 전사체에 미치는 영향 분석을 통한 Set1 complex 또는 H3K4 메틸화가 전사 및 번역에 미치는 영향 규명 4. Swd2가 자신의 농도를 조절하면서 Set1의 단백질 안정성 및 H3k4 메틸화에 미치는 영향 규명 5. Swd2가 Set1 complex (COMPASS)와 CPF (cleavage-polyadenylation factor) complex에서의 기능 규명 6. H3K4 methylation을 조절하는 새로운 기전인 Set1 complex 자체의 PTM을 규명 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 학문적 기대효과 - 히스톤 H3K4 메틸화에 대한 연구는 유전자 발현에서 매우 중요하며 여러 질병과도 직접적인 관련이 있지만, 유전자 발현을 조절하는 메커니즘에 대해서는 명확한 연구가 필요한 상황임. - 본 연구과제를 통하여 히스톤 H3K4 메틸화가 mRNA를 합성하는 단계 뿐 아니라 합성 이후(mRNA export를 포함)에도 중요한 기능을 하는 것으로 결과를 얻었고, 이러한 결과는 H3K4 메틸화의 기능에 대한 관점을 변화시키는 학문적으로 매우 중요한 결과임. 연구개발 성과의 활용방안 - 본 연구과제의 결과는 기초학문을 바탕으로 출아효모라는 모델 생체를 이용하여 도출하였지만, 주요 단백질인 Set1과 Swd2는 모든 진핵생물에 보존이 되어 있는 단백질이므로, 약물의 타겟으로 개발할 가능성을 보임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이정신
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 출아효모;히스톤 H3K4 메틸화;유전자 발현;H3K4 메틸전이효소(COMPASS);Swd2 복합체; 2. Saccharomyces cerevisiae;histone H3K4 methylation;gene expression;H3K4 methyltransferase(COMPASS);Swd2 complex;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이지환
• 주관연구기관 : 주식회사 비스타글로벌
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. PTC 히터;방열;절연;전기자동차;복합필름; 2. PTC heater;radiation;insulation;electric car;composite film;

□ 연구개요 본 연구는 다양한 염증성 질환에 적용 가능한 재생치료 기술 개발을 위한 신개념 후성유전 조절효소, ‘Epigenzyme’의 개발 및 이를 이용한 마크로파지 선택적 제어기술 개발임. 구체적으로 염증반응 조절에 관여하는 M1, M2 마크로파지의 ① 표현형 유도 특이적 마이크로 RNA와 핵 내 후성유전조절인자, 이들의 상호조절 상관관계를 규명하고, ② 표현형 특이적 마이크로 RNA에 의해 활성조절이 가능하여 세포 특이적, 유전자 특이적 후성유전조절 기능이 부여된 ‘Epigenzyme’ 기술을 확보, 이를 이용한 ③ 염증질환 제어기술을 확립하여, 궁극적으로는 다양한 난치성/불치성 염증성 질환 신개념 재생 치료기술 개발에 기여하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 특정 마이크로 RNA에 의해 세포 특이적 후성유전조절이 가능한 Epigenzyme 및 이를 활용 염증제어 기술을 개발하기 위해 다음과 같은 목표를 설정하고 연구 결과를 도출함 1) 마크로파지 표현형 제어 마이크로 RNA/ 후성유전조절 인자 상호조절 그룹 카탈로그 제시: 1 종 (완료) 2) M0, M1, M2 마크로파지의 서로 다른 마이크로 RNA 발현 및 이들의 발현 차이와 핵 내 후성 유전조절인자 발현/활성 변화 비교, 상관관계 분석 (완료) 3) 표현형 유도 특이적 마이크로 RNA 발굴 및 마이크로 RNA 유도 후성유전조절 유전자 타겟 선별: > 각 3종 (완료) 4) 선별된 마이크로 RNA 특이적 degradation 가능 NES peptide-conjugated oligo. 제작, 최적화: > 3종 (완료) 5) NES-oligonucleotide- biotin과의 결합이 가능한 avidin based CRISPR/Cas9 기반 Histone methyltransferase fusion enzyme, Epigenzyme 설계 및 제작:>1종 (완료) 6) Epigenzyme 세포 특이적 microRNA- inducible nuclear translocation 및 세포특이적 후성유전조절 기능 검증:>1종 (완료) 7) 염증유도 질병모델 Epigenzyme 세포특이적, site-specific 후성 유전 조절 검증: > 2종 (완료) 8) 염증유도 질병모델 Epigenzyme 염증제어 검증: in vitro/ in vivo 각 2종 이상(완료) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) -본 연구는 세포 특이적 마이크로 RNA를 통한 유전자가위 활성제어라는 기존의 접근법과는 다른 방법을 제시하여, 세포 특이적 활성제어를 통한 유전자가위 안전성 한계극복이라는 학문적 진보에 기여함 -특히 본 연구에서 개발한 세포 특이적, 유전자 특이적 후성유전 조절 Epigenzyme 기반 염증제어 기술은 환경오염, 인구 고령화에 기인한 다양한 급만성 염증성 질환의 재생치료기술로 적용, 국민건강 보호에 기여 가능하며, 항암을 타겟하여 집중적으로 개발 진행 중인 후성유전조절 약물의 염증성 질환 치료제로서로 적용 타진을 가능하게 하여, 염증성 질병제어를 요구하는 바이오의약품 산업에 적용이 기대됨 -본 연구개발성과인 epigenzyme 기술은 노화역전기술로 응용확장 연구개발이 지속될 예정 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오승자
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 유전자가위;후성유전 조절효소;염증질환;대식세포;마이크로RNA; 2. CRISPR-Cas9;Epigenetic Enzyme;Inflammatory Disease;Macrophage;MicroRNA;

○ 방사선의학 DB 콘텐츠 개발의 일환으로 건강보험심사평가원 보건의료 빅데이터를 이용한 방사선의학 임상현황 분석을 진행함 ○ 최근 사회문제 해결, 국민편익 증대, 삶의 질 제고 측면에서 방사선의생명 기술의 중요성이 부각됨에 따라 한국원자력학회에서 별도로 난치암 극복을 위한 방사선의생명 기술의 미래발전을 위해 워크숍을 유튜브 라이브중계로 개최함 ○ 방사선의학 웹진을 월간(12회)으로 발행하고 컨텐츠 및 분과별 전문가네트워크를 강화하였으며, 인터뷰, 논문리뷰 등 독자 참여 향상을 위한 방안을 지속 추진함 ○ 새로운 감염병으로 인한 혼란 상황에서 더욱 강조된 공공의료의 중요성을 인식, 국가 재난 (감염병, 코로나19) 상황에서 비상체계 운영 과정을 기록하고 기관의 국가 인류애적 역할 수행과 공익적 성과에 대한 기록으로 의학원 코로나19 백서 발간 ○ 국내 방사선의학기술의 자생적 생태계를 육성하기 위해 의료용 방사선기술 융복합 클러스터 활성화 방안 연구용역 사업을 수탁․수행함 ○ 바이오·보건의료 분야를 중심으로 산학연 R&D 공동연구 및 의료 협력을 지원하였으며, 의약품 및 치료연구 개발전략을 모색함 ○ 국제원자력기구(IAEA) 아･태지역 대상 핵의학･방사성의약품 분야 수행, 소분할 방사선치료기술 분야 수행함. 방사선종양학 전문가 역량강화 사업, 완화 방사선치료 사업, 의학물리 전문가 교육훈련 사업 한국 대표단으로 참여하고 있음. IAEA BNCT 기술회의, Tc-99m 키트화 및 방사성의약품 자문회의, 핵/방사능비상 훈련과정 참여로 IAEA 구성원의 일원으로서 수행. 제 66차 IAEA 정기총회 참석 및 과학포럼 암 환자 의료적 관리에서의 방사선기술 역할세션 발표와 IAEA 협력부서(PACT국, 보건국, 물리화학국)와의 간담회로 향후 교류계획 수립 ○ KOFIH(한국국제보건의료재단) 이종욱펠로우십 프로그램 임상과정(몽골) 위탁사업 채택으로 총 1명의 몽골제2국립병원 국립진단치료센터 핵의학과 전문의 초청연수과정을 수행 및 과업 달성하였으며, 몽골 최초 IAEA 국제 방사성의약품 세미나를 개최, 몽골 18F-FDG 자체생산 및 유통판매로 몽골 방사성의약품 품질에 대한 기술고도화를 입증함 ○ 한국원자력의학원과 아르헨티나 국가원자력위원회(CNEA)와의 국제공동연구 협약(‘19.8.20)에 따라 한국-아르헨티나 가속기 기반 방사선 암 치료용 정전형 가속기 핵심 기술개발 국제공동연구 수행지원 ○ 한-몽의 포괄적인 연구협약을 통해 방사선 의생명기술의 다국적 임상시험체계 수립을 위해 한국원자력의학원-몽골제1국립병원, 한국원자력의학원-몽골제2국립병원 MOU 체결 (출처 : 보고서 초록 4p)

• 연구책임자 : 김정영
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선의학;정책;정보분석;빅데이터;데이터베이스;성과분석;방사선의학 정보시스템;정책개발; 2. Radiation Medicine;Policy;Information Analysis;Big Data;Database;Performance Analysis;Radiation Medicine Information System;Radiation Medicine Policy Development;

□ 연구개요 본 과제에서는 수동 복사 소자의 위/아랫면의 열 방사율이 내부의 열을 제거하기위해 최적화된 야누스 수동 복사 냉각 소자를 개발하고자 하며, 나아가서는 주/야간 혹은 주변 온도에 따라 냉/난방의 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 환경적응형 자가 온도제어 야누스 수동 복사 소자를 개발하고자 함. 제안한 환경적응형 자가 온도제어 야누스 수동 복사 소자는 아직까지 구현된 적이 없는 혁신적인 기술이며, 선두그룹에서도 이론적 모델만 제시되어 있는 상황으로, 구현될 경우 학술적/경제적 가치가 매우 클 것으로 예상됨. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 밀폐된 공간의 온도를 제어할 수 있는 야누스(Janus) 복사 소자를 구현하고, 이를 이용해 주변 환경에 자가 적응하여 항온성을 제공하는 세계 최고수준의 환경 적응형 자가 온도 제어 소자 개발을 목표로 함. 연구 결과로 1) 밀폐 공간 실험 환경 구성 및 냉각 메커니즘 규명과 야누스 복사 소자 제작 2) 차량 모사 실험 환경 구성 및 내부 온도 냉각 특성 평가 3) 실제 응용을 위한 wafer-scale의 대면적 야누스 냉각기 제작하기 위한 실효성 검증 4) 대면적 야누스 복사 소자의 실효성 테스트를 위한 차량 모사 실험 환경에서의 내부 온도 특성평가 등을 이루어냄. 아울러, 최적화된 복사 냉각 구조의 실생활 적용을 위한 플랫폼을 구축함. 해당 연구 결과로는 1) 색상-냉각 간 상관관계 규명을 통한 냉각 성능 극대화/입사각 무관 발색형 냉각 소재 개발, 2) 광전 소자 적용 복사냉각소자 3)디바이스 및 대면적 제작 용이한 최적 냉각 소재 개발 에 응용하였음. 수동 복사 냉각 측면에서 내부를 향한 방사율로 인해 열적으로 밀폐된 공간에서 복사로 내부의 열을 밖으로 빼려는 시도는 없었음. 뿐만 아니라, 웨어러블 기기에 적흔 결과, 기존 표면 냉각에 최적화하는데 치중했던 기존의 복사 냉각 소자 개발 기술을 공간 냉각 및 항상성 유지를 가능하게 함으로써 보다 입체적이고 다양한 기능을 갖는 소자로 만들 수 있음을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◆ 경제적·산업적 파급효과 양면의 복사 특성을 이용한 공간 내의 온도 제어에 대한 국/내외 연구 보고가 전무하기 때문에 제안 구조가 성공적으로 개발될 경우 수동형 복사 냉/난방 시스템에 관한 원천기술의 선확보가 가능하며, 에너지 기술 분야 전반에 큰 파급효과를 가져올 수 있으며 국가 경쟁력 제고에 크게 기여할 것임. ◆ 학문적·기술적 파급효과 본 연구에서 목표하고 있는 야누스 복사 냉각 구조는 기존에 나온 최고 수준의 수동 복사 냉각 연구 결과와 그 특성 및 기능적 측면에서 상회하는 수준이며 더 나아가 기존 개념의 한계를 타파함으로 성공적으로 개발될 경우 그 파급 효과가 매우 클 것으로 기대됨. 전자, 물리, 및 재료 분야 간 통합 연구가 진행되기 때문에 학문적 시너지 효과를 기대할 수 있으며 융합형 인재양성이 이루어질 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송영민
• 주관연구기관 : 광주과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 수동 냉각 복사;친환경 항온 소자/소재;환경적응형;자가 수동복사 온도 제어 소자;야누스 양면 방사; 2. Passive radiative cooler;Eco-friendly thermostat;Self-adaptive;radiative thermostat;Janus bi-direction thermal emission;

□ 연구개요 다양한 암종에서 과발현되어 있는 NQO1은 높은 산화적 스트레스 조건에서도 방사선과 항암제의 독성작용으로부터 암세포를 보호하여 항암요법 저항성을 유도함. NQO1 과발현시 수반되는 내재면역 활성 저해 또한 암세포의 방사선/항암제 저항성을 높이는 원인이라 사료됨. 따라서 본 연구는 1) NQO1의 STING 조절을 통한 면역 활성 기전 규명을 위해 NQO1-STING 매개인자를 발굴하여 2) 발굴인자 조절을 통해 면역 활성과 방사선 저항성 감소를 검증하고 3) 발굴인자 조절시 방사선 감수성 증대를 검증하여 방사선-면역치료효과 최대화를 목표함. □ 연구 목표대비 연구결과 종양세포에서 NQO1의 STING 활성화 조절 기전 규명 - NQO1의 발현량에 따라 STING signaling을 거치는 면역 활성 반응이 조절되는지 확인한 실험에서 인체 폐암세포주의 NQO1 발현을 siRNA를 이용하여 저해시킨후, 내재면역 활성을 유도하는 p(I:C)를 처리하고 이후 STING 및 하위 유전자의 발현을 확인하였을 때, NQO1 의 발현이 낮아진 상태일 때 인산화 된 IRF3가 증가한 것이 확인되었으며 이는 NQO1이 STING signaling에 영향을 주고 있음을 확인함. 발굴인자 조절시 STING 면역활성화 확인 - NQO1과 binding 하는 단백질 IκB-ζ가 STING과의 매개인자임을 확인하고자 종양 세포에 MG132를 처리하여 IκB-ζ를 저해한 조건에서 type I IFN 및 NFκB 활성을 확인하였음. 추가적으로 NQO1 발현 저해시 YAP/TAZ의 핵내 전위를 막아 STING signaling을 활성화 할 수 있는 Ser127 부위 YAP 인산화를 확인하여, 해당 인자 또한 NQO1-STING을 통한 면역활성매개 인자로서 가능성을 시사함. NQO1-STING 조절 면역활성을 통한 방사선 치료효과 확인 - 종양세포의 면역활성 유도물질 type I IFN 분비를 통해 면역세포의 활성이 높아지는지 확인하고자 NQO1 KD 종양세포에 STING 유도를 위한 방사선 처리시 공동배양한 DC에서 면역활성 물질의 발현이 높아짐을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) NQO1 조절 STING 활성 매개 신규 인자 제시 - 산화스트레스가 많은 암의 특성으로 인해 다양한 암종에서 NQO1이 과발현되어 있으며 방사선/항암제 치료 효과가 미미하며 암의 예후도 좋지 못함. 따라서 해당 암종의 치료효과를 높이기 위해 면역활성화를 유도하고자함. 현재까지 STING에 의한 면역활성을 일으키는 인자는 확실히 알려지지 않았으며 ROS에 의한 dsDNA 생성이 원인일 것으로 예상하고 있음. 그러나 ROS 증가에도 STING 활성이 감소하는 연구 결과로 미루어보아 NQO1-STING 사이의 조절인자가 있을것으로 사료되며 본 연구에서 해당 인자를 2종 발굴하여 이를 면역활성을 조절하는 항암면역치료제 연구에 중요한 기초자료로 이용할 수 있을 것임. NQO1-STING 면역활성으로 방사선 저항성을 줄여 저선량 방사선치료 가능성 제시 - 기존에 치료 효과가 있는 방사선량은 3✕8Gy 수준으로 고선량이며, 고선량의 방사선은 치료목적임에도 정상세포에 영향을 주어 치료 부작용을 유발함. 본 연구의 결과로 면역활성을 조절하는 인자를 발굴하여 면역활성을 조절함으로써 치료 효율을 높인다면 기존에 방사선 치료에 활용되는 선량보다 낮은 선량을 이용하여 같은 치료효율을 낼 수 있을 것이므로 종양 치료의 중요한 기반연구 자료가 될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김효정
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. STING 신호전달;종양환경;면역활성;방사선치료; 2. NQO1;STING signaling;Tumor environment;Immune activation;Radiotherapy;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 류동석
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선원위치추정;방사선 계측;방사선 센싱 어레이;방사선 지도작성 로봇;방사선 시뮬레이션; 2. Localization of Radiation Source;Radiation measurement;Radiation sensing array;Radiation mapping robot;Radiation simulation;

Ⅳ. 연구개발결과 ○ 남극 극한기상 특성 진단 - 세종기지 32년 관측자료DB 기반으로 추출한 상위 10% 극한기상현상의 강도는 강풍사례는 일평균풍속 12.3m/s, 일최고순간풍속 27.8m/s 이상일 때로 나타났으며, 저온사례는 일평균기온 –8.1℃, 일최저기온 –11.4℃ 이하일 때, 고온사례는 일평균기온 2.3℃, 일최고기온 4.7℃ 이상일 때였음. 일신적설량을 기준으로 한 폭설사례는 10.4cm 이상일 때였음. - 극한기상 발생시기는 강풍사례는 6-10월 동계에 60% 이상 발생하고 12-2월 하계에는 10% 미만으로 적게 발생하였으며 경년변동성에서는 2010년도 초반이후 강풍사례가 감소하고 있는 추세를 보임. 저온사례는 6-8월에 70% 이상 집중되어 있고 강풍사례와 유사하게 2010년대 초반 이후 감소 추세를 보이고 있음. 적설량은 변동성이 매우 큰데 눈에 띄는 경향은 2000년대 중반 이전에 비해 이후에는 매우 큰 경년변동성을 보이고 있음. - 강풍 사례의 경우, 세종기지 부근에 저기압이 통과하면서 발생하며, 일평균풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 동풍, 그리고 일최대풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 복풍 계열이 우세함. 일최대풍속을 기준으로 선정된 사례에서는 저기압 외에, 세종기지 부근의 지형이 강풍 발생에 기여함을 확인함. - 저온 사례의 경우, 남극 대륙으로부터의 차가운 공기의 이류가 발생 원인이며, 수치모의 결과에서, 세종기지 부근의 구름과 관련된 하향장파복사를 관측에 비해 과소모의하면서 음의 온도 편차가 나타남. - 폭설 사례의 경우, 세종기지 부근을 통과하는 저기압, 세종기지로의 수증기 유입, 그리고 사례에 따라서는 세종기지 부근의 지형이 중요한 역할을 함. 이상 고온 사례의 경우, 대기의 강 현상에 의해 상당량의 수증기가 유입되면서 상향장파복사에 의한 냉각을 억제하여 나타남. ○ 남극 성층권 오존 및 지상 라돈 농도 시공간 변동 특성 파악 - 세종 및 장보고 기지의 브루어 분광광도계의 장기간 자료를 세밀하게 분석함으로써 남극 지역 봄철에 나타나는 뚜렷한 오존량 감소에 대한 근거 확보함. - 신뢰도가 높은 장기간 오존 존데 관측 자료를 남극 전 지역에 대해 구축하고 분석을 통해 일반적인 연중 오존 변화 및 기후 경년 변동과의 관련성 파악함. - 남극세종과학기지와 장보고기지에서의 라돈 검출기 연중 90% 이상 운영 및 DB 구축함. - 남극세종과학기지의 동계기간 고농도 라돈 가스 사례는 장거리 수송에 의해, 남극장보고과학기지의 하계기간 고농도 라돈 가스 사례는 지역적인 특징으로 분석됨. ○ 남극 및 남반구 고위도 기후변동성 진단 - 기계학습 기반 Kriging 내삽 방안을 개발하고 확보된 기지 관측자료와 ERA-Interim 자료를 활용하여 1961년부터 2020년까지의 60년간의 남극대륙 월평균 지상온도를 복원함. - 복원된 자료의 연평균, 계절평균 변동성 및 장기 추세를 조사하고 기존에 보고되었던 서남극 지역의 강한 온난화 추세를 확인함. - EOF와 CBF 방법을 활용하여 남극대륙 지면온도 변화 특성을 탐지하는 두가지 변동 지수를 개발함. - 남극대륙 지면온도 변동 지수와 남반구 지역의 Southern Annual Mode (SAM), Pacific-South America 1 (PSA-1), Pacific-South America 2 (PSA-2) 등의 주요대기 변동성과의 상관성 계수 특성을 조사하고 남반구 지역 바람, 온도, 지위고도와의 회귀상관성 분석을 수행하여 남반구 지역의 기후요소간 상관성 관계를 진단함. - 남반구 대류권 및 성층권 오존 자료를 수집하고 오존의 대기순환장, 남극지면변동 모드, SAM, PSA-1, PSA-2의 남반구 기후요소와의 상관성 분석을 수행하여 남반구 오존 변동 특성을 파악하고 남반구 기후시스템에의 영향에 대한 모식도를 작성함. - 남극 전지역 연평균, 계절평균 해빙 변화의 SAM, PSA-1, PSA-2 등의 기후변동 모드와의 상관성을 분석하고 주요 관계 분포 모식도를 작성함. - 최근 남극지역 해빙 증가 경향을 분석하여 적도지역의 Interdecadal Pacific Oscillation (IPO)와 Atlantic Multidecadal Variability (AMV) 등의 장주기 변동성의 영향이 존재함을 확인함. - 남극지역의 주요 변동성과 적도지역의 변동성을 고려한 남극 및 남반구 지역의 기후변화 특성에 대한 모식도를 작성함. ○ 남극 대기 에어로졸 물리화학 특성 현장 관측 - 남극 세종과학기지 기반 에어로졸 물리화학특성 (입자수농도, 구름응결핵, 블랙카본 등) 관측 자료에 관한 장기간 DB를 확보 하였으며, 이를 바탕으로 남극 에어로졸의 계절별 발생 특성을 파악함. - 생물기원기후가스 현장 분석자료를 위성자료 기반 해양, 해빙 환경변화 자료와 결합하여 기원지 특성 및 해양생산성, 일년빙 분포 변화가 생물유래 에어로졸 입자 형성에 미치는 영향을 파악함. ○ 남극 에어로졸 발생 프로세스 파악‘ - 남극 세종과학기지 현장에서 확보한 다양한 환경 시료를 활용하여 자연유래 에어로졸 발생 모사실험을 수행하였으며, 이를 통해 해양 및 육상 기원 에어로졸 형성 프로세스를 파악함. - 초고분해능질량분석기를 활용한 남극 해양, 육상, 해빙에 분포하는 다양한 유기물의 특성을 분석함. (출처 : 요약문 9p)

• 연구책임자 : 김성중
• 주관연구기관 : 한국해양연구원 부설 극지연구소
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 남극;기후변화;극한기상;에어로졸;대기환경;전지구 영향; 2. Antarctica;Climate Change;Extreme Weather;Aerosol;Atmosphere environment;Global Influence;