□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 포유동물의 난자 성숙에서 fission 억제 및 불균형과 핵 성숙 손상과의 관계를 규명하고 미토콘드리아 분열 유도 물질 또는 spindle assembly 복구 물질을 통해 포유동물 난자의 성숙 회복 기전을 조사하여 새로운 기전을 제시하고자 함. ○ 전체 내용 포유동물 체외성숙 동안 mitochondrial fission 억제에 따른 spindle assembly 손상에 대한 상관관계에 대해 조사하고, 이후 mitochondrial fission 조절 물질을 통해 포유동물 난자의 체외성숙 동안 핵 성숙 손상에 대한 회복 기전을 분석함. ○ 1단계 ◎ 목표 포유동물 난자의 체외성숙 과정 동안 mitochondrial fission 억제 물질인 Mdivi-1과 Drp1 siRNA 처리에 따른 체외성숙의 변화와 spindle aseembly와 mitochondrial fission과의 상관관계 규명 ◎ 내용 ■ 돼지 난자 체외성숙 과정에서 Mdivi-1과 Drp1 siRNA의 노출이 mitochondrial fission 관련 인자에 미치는 영향과 그에따른 meiotic maturation 변화 확인 ■ 돼지 난자의 체외성숙에서 Mdivi-1과 Drp1 siRNA 처리가 spindle assembly 관련 단백질과의 상관관계 규명 ■ 돼지 난자 체외성숙 동안 Mdivi-1 및 Drp1 siRNA 노출에 의한 mitochondrial 유래 ROS 및 기능 조절 변화 확인 ○ 2단계 ◎ 목표 Mitochondrial fission 회복 물질로써 Melatonin 및 MIT-001을 이용하여 Mdivi-1 및 Drp1 siRNA 처리에 의한 mitochondrial 기능 이상 및 spindle assembly 회복 기작 규명 ◎ 내용 ■ Melatonin을 사용하여 mitochondrial fission 관련 단백질과 spindle assembly 회복 정도 확인 ■ Mitochondria 유래 ROS 제거를 도와주는 물질인 MIT-001을 이용하여 항산화 효과가 mitochondrial fission과 spindle aseembly 회복에 미치는 영향 확인 ■ Melatonin과 MIT-001에 의해 mitochondria 기능 회복과 그에 따른 돼지 난자의 체외성숙 회복 효과 검증 □ 연구개발성과 [1차년도] SCI 국외논문 1편, 국내 학술대회 논문발표 2편 [2차년도] 비SCI 국내논문 2편, SCI 국외논문 2편, 국내 학술대회 논문발표 4편, 국제 학술대회 논문발표 2편 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 포유동물 난포란의 체외성숙 동안 mitochondrial fission의 조절을 통해 핵 성숙에 mitochondrial dynamics의 중요성을 제안함. ■ 포유동물 난자성숙에서 항산화제를 이용하여 mitochondrial fission의 조절을 도와줌으로써 mitochondria 유래 손상에 의한 핵 성숙 극복 기전을 규명하고 체외 성숙 효율 개선을 위한 새로운 방법 제시할 수 있음. ■ Mitochondrial dynamics 조절 물질을 이용한 새로운 체외배양액 제조 가능성을 확인하고 인간의 난임 보조생식술을 위한 새로운 회복 매커니즘을 제시함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 양슬기
• 주관연구기관 : 대구대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 미토콘드리아 분열;스핀들 조립;다이나민 관련 단백질 1;멜라토닌;체외성숙; 2. Mitochondrial fission;Spindle assembly;DRP1;Melatonin;In vitro maturation;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 민선준
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 나노의약품;실리카 나노 입자;나노테라노스틱스;양전자 방출 단층촬영;자기공명영상;동적 핵분극;라이브러리;생직교 반응; 2. nanomedicine;silica nanoparticle;nanotheranostics;positron emission tomography;Magnetic Resonance Imaging;Dynamic nuclear polarization;library;bioorthogonal reaction;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 본 연구의 목표는 햅틱 디스플레이 표면에 저주파 진동 패턴 구현 시 디스플레이 표면에서 방사되는 소음을 제어하는 것으로, 디스플레이의 원하는 위치에서 복잡한 진동 패턴을 구현함과 동시에 방사되는 음압 레벨을 원하는 크기와 음색으로 균일화하는 것이다. 본 연구를 통해 디스플레이 표면에서의 방사 소음을 사람의 청각 인식을 고려해 디자인하고, 햅틱 피드백 구현 시 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화하여 햅틱 피드백 기술의 퀄리티를 향상할 수 있다. ○ 전체 내용 본 연구의 연차별 연구 내용으로 1차년도에는 플레이트 표면의 진동으로 인한 방사 소음 이론을 활용하여, 액추에이터 구동의 선형 합성을 통한 방사 소음 제어 알고리즘을 개발할 것이다. 2차년도에는 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 고려한 액추에이터 최적 배치에 대한 연구를 하여 시스템의 최적화와 컴팩트화를 진행하고, 액추에이터 구동 알고리즘을 통한 진동 패턴 구현 및 방사 소음 균일화를 진행할 것이다. 세부 연구내용으로는 1차년도에 플레이트 표면의 속도 성분을 통한 방사 소음의 음압 레벨 계산 이론에 대한 선행 연구를 분석하고, 본 연구에 적용하여 실험 환경과 시스템을 구축한다. 디스플레이 표면과 액추에이터의 주파수 응답 함수를 추출하여, 주파수 응답 함수 기반 액추에이터의 구동으로 인한 음압 레벨 계산 알고리즘을 개발한다. 이후 방사 소음의 음압 레벨의 제어를 위한 액추에이터 인가 전압의 선형 합성 알고리즘을 개발한다. 2차년도에는 주파수 응답 함수 기반 음압 레벨 계산 알고리즘을 적용하여 액추에이터 배치의 파라미터 연구를 진행한다. 파라미터 연구의 결과를 토대로 햅틱 피드백 시스템을 최적화하여 방사 소음 제어의 퀄리티를 향상시킨다. 최종적으로 액추에이터 구동 알고리즘을 통해 균일한 읍압 레벨의 소음을 방사하는 액추에이터 구동 기술을 개발하여, 햅틱 피드백 구현시 방사되는 소음으로 인한 촉각 인식 능력의 저하를 최소화한다. □ 연구개발성과 본 연구를 통해 햅틱 피드백을 위한 진동 패턴 구현 시 방사되는 소음을 정확하게 예측하는 방법론을 구축하고, 여러 액추에이터의 구동 신호 합성을 통해 방사되는 소음을 저감하거나 균일화하는 기술을 개발하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 기존의 산업계에서는 햅틱 피드백의 소음 문제를 해결하기 위해 초음파 햅틱을 사용하거나, 스피커를 통해 햅틱용 사운드를 생성하였는데, 초음파 햅틱의 경우 고가의 압전 소자를 다량으로 부착해야 하고 스피커를 통한 햅틱용 사운드의 경우 방사 소음을 근본적으로 해결하지 못한다는 한계가 있다. 본 연구의 성과를 통해 저주파 햅틱 피드백 기술의 방사 소음 문제를 시스템의 구조적인 변동 없이 해결할 수 있어 비용적인 측면이나 구조적인 측면에서 효율성을 혁신적으로 높일 수 있다. 또한, 본 연구의 개발 내용은 시스템의 구조적인 변동이 없어 기존의 차량용 햅틱 디스플레이나 태블릿 PC 등의 햅틱 피드백 제품에 바로 적용할 수 있다는 장점이 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김휘재
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 햅틱 피드백;진동 패턴 렌더링;방사 소음;촉각 인식;심리음향; 2. Haptic Feedback;Vibrotactile rendering;Noise Radiation;Tactile Perception;Psychoacoustics;

□ 연구개요 1. 최종목표 파킨슨 질환의 주요 원인으로 지목되는 신경염증을 개선하기 위하여, 항염증효능이 있다고 알려진 저선량 방사선 치료를 통해 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 2. 연구의 필요성 현재 지속적으로 증가하고 있는 파킨슨 질환의 근원적인 치료는 없어 치료법 개발이 필요한 상황으로,병의 진행은 막지 못하고 일시적인 기존치료의 한계점을 극복하기 위해 저선량 방사선 치료를 이용하여 치매의 근본적인 원인인 신경염증 환경을 개선함으로써 치매질환의 악화를 막고, 신경증상의 개선을 기대할 수 있는 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략을 구축하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 1. MPTP 신경독소에 의해 유도된 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능 평가 - 신경독성 물질 MPTP를 이용하여 파킨슨 질환 동물 모델을 확립하고, 파킨슨 질환의 특징을 확인함 · Control 대비 MPTP 투여군에서 뇌의 선조체 부위에서 dopamine transporter인 [18F]FP-CIT의 SUV 값이 감소되었고, 선조체와 흑질 부위에서 dopamine neuron cell의 marker인 Tyrosine hydroxylase (TH) 발현이 감소되었음1 · Control 대비 MPTP 투여군에서 로타로드 운동 능력이 40% 이상 감소되었음 - 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 치료 효능을 확인함 · 선조체 영역의 도파민 운반체 [18F]FP-CIT의 SUr값을 비교해보면, control과 IR 단독조사군은 baseline 대비 변화가 없었고, MPTP군은 IR 전과 IR 후 14일째까지 baseline 대비 감소된 채로 유지되어 MPTP에 의한 파킨슨 질환 모델 구축에 지속되고 있었으며, MPTP+IR군은 IR 전에 baseline대비 73%까지 감소되었다가 IR 후 14일째 33% 회복되었음을 확인하였음 2. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 행동장애 개선 여부 평가 - MPTP 처치 후 7일째에는 MPTP 군과 MPTP+LDIR 군 모두 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 40% 이상 통계적으로 유의미하게 감소됨을 확인함 - 저선량 방사선 처치 후인 18일째에는 MPTP 군은 여전히 baseline 에 비해 로타로드 운동 능력이 통계적으로 유의미하게 감소되었지만, MPTP+LDIR 군은 저선량 방사선 처치 후 로타로드 수행 시간이 약간 증가하여 MPTP 처치 후 7일째와 유의미한 차이는 없었음을 확인함 3. 파킨슨 질환 동물모델에서 저선량 방사선 조사에 의한 항염증 기전 연구 - Immunohistochemistry 염색 결과: Control 군 대비 MPTP 군에서 염증인자인 GFAP가 유의미하게 증가하였고, MPTP 군과 비교하여 MPTP+LDIR 군에서는 GFAP가 통계적으로 유의하게 감소됨을 확인함 - Cytokine assay 결과: Control 군에 비해 MPTP 군에서 8개 사이토카인 인자 (CD54, lL-3, IL-4, IL-7, IL-10, IL-23, CCL5, TREM-1)가 상향 조절되었고, 이 중 2개 인자 (IL-3, CCL5)만 저선량 방사선에 의해 유의미하게 하향 조절된 것을 발견함 - ICAM-1(CD54) ELISA 분석 결과: ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule-1) 파킨슨 질환에서 염증 지속성과 관련이 있고, 면역세포가 염증작용이 일어나는 곳으로 옮겨갈 때 중요한 역할을 한다고 알려져 있음. 본 연구진은 저선량 방사선이 ICAM-1 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해 마우스 뇌 적출후 선조체영역에서 단백질을 추출하여 ELISA 분석을 통해 ICAM-1 정량 분석을 시행함. MPTP 군에서 ICAM-1 단백질 양이 유의미하게 증가되었고, 증가된 ICAM-1 단백질은 저선량 방사선에 의해 유의미 하게 감소됨을 확인함 - Microarray 분석 결과: 저선량 방사선의 항염증 효능을 조사하기 위해 마우스 뇌를 적출하여 흑질 영역에서 염증 관련 유전자 발현 패턴을 비교 분석함. Control 군과 MPTP 군의 비교에서 T cell, NF-Kb, Immune system, cytokine activity, Inflammatory response 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화되었고, MPTP 군 비교 MPTP+LDIR 군에서는 cytokine activity, Inflammatory response, NF-Kb, Immune system 관련 유전자 발현 패턴이 유의미하게 변화된 것을 확인함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1. 파킨슨 질환의 새로운 치료 전략 구축 - 파킨슨 질환에 대한 근본적인 치료방법이 없는 현실에서 중요한 치료방법으로 제시될 수 있음 2. 임상 적용을 위한 기초자료 활용 - 본 연구 결과를 바탕으로 파킨슨 질환의 저선량 방사선 치료 가능성을 기대할 수 있음 - 최대의 치료 효능을 위해 최적의 방사선량, 치료 시기 등을 탐색할 수 있음 - 파킨슨 질환에서 저선량 방사선 치료의 기전을 연구하는 기초자료로 활용할 수 있음 3. 저선량 방사선 치료의 적응증 확대 - 파킨슨 질환 외 신경염증질환인 multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis, schizophrenia 등에도 저선량 방사선 치료의 효능을 기대할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정연경
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 파킨슨 질환;신경염증;저선량 방사선조사;MPTP로 유도된 파킨슨 질환 동물모델; 2. Parkinson’s disease;Neuroinflammation;Low dose ionizing radiation;MPTP-induced animal models of Parkinson‘s disease;

Ⅳ. 연구개발결과 악화군과 대조군에서 나이, 성별에서 차이가 없었다. 또한 비만, 고혈증, 당뇨, 고지혈증 여부도 차이가 없었다. 방사선량에도 차이가 없었다. 방사선 치료전 대뇌소혈관 질환의 여부에서 악화군은 12명중 9명(75.0%)인 반면 대조군은 28명중 9명 (32.1%)로 확인되어 두 군간 통계적으로 유의한 차이가 확인되었다.(p=0.018) 대뇌 소혈관 질환 악화에 영향을 주는 변수들과 방사선 치료전 대뇌 소혈관 질환여부를 포함하여 다변량 로지스틱 회귀 분석을 시행한 결과 대뇌 소혈관 질환 여부의 우도비가 6.33 이었으며 통계적으로 유의하였다 (p=0.018) (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김정수
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 대뇌 소혈관 질환;방사선 치료;경도 인지 장애;대뇌 미세 출혈;대뇌 미세 뇌경색; 2. Small vessel disease;Cranial radiotherapy;Mild cognitive impairment;Cerebral micro-bleeds;Cerebral micro-infarction;

IV. 연구개발결과 ○ 융합PET(PET/MRI 및 PET/CT)를 이용한 다중-다기능 분자영상을 이용한 임상 치료계획 및 치료반응 평가지표의 임상적 유효성 평가 연구(유방암, 림프종, 뇌종양, 치매 및 파킨슨병 뇌질환용 방사성의약품평가 등) ○ 소동물 PET/CT 및 MRI장비를 이용한 다기능 융합 영상법 개발 ○ 고분해능 뇌영상 기반 뇌질환 진단 기초연구기술 개발 ○ 종양모델 진단평가를 위한 PET-MRI융합영상법 개발 ○ 추적자 동력학 기반 PET-MRI융합분석법 개발 ○ 기관 내외 연구자들의 소동물 전임상연구 지원 활성화를 위한 기관내 장비운영 및 이용지원 체계 수립 추진 ○ 치매성 뇌질환 진단용 신규 방사성의약품 평가 임상시험 수행 및 전립선암 진단용 신규 방사성의약품 임상시험 추진 ○ 본 연구사업의 주목표인 MC-50 사이클로트론을 통한 이용 연구자들의 시설 활용지원은 통계에 따르면 총 15개 기관의 연구를 지원하였다. 가속기 가동시간은 총 925시간이며 RI 생산 빔 조사 지원건수는 61건이고 외부 이용자 지원건수는 지원건수는 140건(내부이용: 42건, 외부이용: 98건)로 총 201건을 기록하였다. ○ 또한 MC50 사이클로트론의 안정적 운영은 본 연구사업의 융복합 연구과제 지원 관련 장비가동률에 있어 당해년도 목표치 90%에서 97.4%로 초과 달성하였으며, 실험지원 목표 200건 이상을 무리 없이 지원하였다. ○ 50 MeV 사이클로트론 기반으로 한 차세대 PET 방사성동위원소 3종(Cu-64, Zr-89, I-124)과 알파입자 방출 치료용 방사성동위원소 At-211은 의학원에서 국내 최초로 개발하여 연구용으로 국내 의료기관 및 연구소에 무상으로 공급(단, 포장 및 배송료는 주문자 부담)하고 있으며 국내 총 14기관이 사용허가를 보유하고 의학원으로부터 공급 받아 분자영상 및 핵의학기술에 대한 R&D에 활용하고 있음. Cu-64는 4,027.1 mCi/136건, Zr-89은 85 mCi/17건, I-124는 157.4 mCi/24건, At-211은 48 mCi/14건을 생산하여 공급하였음 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이교철
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 양전자방출단층촬영술;융합영상시스템;다기능방사성의약품;다기능융합분자영상;임상연구사이클로트론;양성자;중성자;중양성자빔; 2. PET;hybrid imaging system;multi-functional radiopharmaceuticals;multi-functional hybrid molecular imaging;clinical study;MC-50;cyclotron;proton;neutron;deuteron beam;

연구개요 본 연구는 딥러닝을 이용하여 방사선치료 시 정확한 전자밀도에 의한 선량계산에 영향을 줄 수 있는 금속영상왜곡 저감을 위한 기술을 개발하고 맞춤형 팬톰을 제작하여 적응형 방사선치료에 개발된 기술의 임상적용 가능성을 평가하고자 함. 결론적으로 기존 상용화된 알고리듬 대비하여 딥러닝 기술을 접목한 경우 선량학적 측면에서 더욱 정확한 결과를 확인할 수 있었으며, 추가적으로 영상왜곡에 의해 정상조직 및 종양의 컨투어링 정확성 향상을 기대할 수 있음. 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 방사선치료 적용을 위한 인공지능 기반 금속 영상왜곡 저감 알고리듬 및 검증 기술을 개발하고, 이를 위해 방사선량 측정을 통한 검증을 위해 금속 영상왜곡을 발생 시킬 수 있는 인체모사 팬톰을 제작하여 개발된 알고리듬의 방사선치료 적용 시 우수성을 평가함. 인공지능 기반 금속 영상왜곡 저감기술을 이용한 방사선치료 적용기술은 다양한 연구에서 제시되었으나, 감소된 금속영상왜곡에 의한 선량계산의 정확도를 측정을 통해 검증한 연구는 전무한 실정임. 1차년도에서 딥러닝 알고리듬 중 가장 범용적으로 활용되는 fully convolutional network기반 알고리듬을 개선한 U-net 기반의 알고리듬을 구축하였고, 이러한 알고리듬을 이용하여 데이터 보간 및 재생에 따른 해부학적 구조의 왜곡 및 흐림 현상을 해결할 수 있었음. 딥러닝 기반 알고리듬을 이용한 영상 분석을 위해 normalized root mean square error (NRMSE)를 측정한 결과 금속영상왜곡을 적용하지 않은 영상 대비 58.29%, 기존 상용화된 금속영상왜곡기술저감 기술 대비 12.03%로 금속영상물에 의한 오차 감소를 확인함. 2차년도의 경우, 최근 임플란트 및 치아보형물에 의해 발생되는 환자 수 증가에 따라 두경부를 모사하는 팬톰 제작을 완료 하였으며, 금속 영상왜곡을 발생 시킬 수 있는 금속 치아 및 정상 치아를 따로 설계하여 원하는 위치에 금속영상왜곡이 발생시킬 수 있는 환경을 조성함. 더불어 실제 방사선량 측정이 가능하도록 필름과 유리선량계가 삽입 가능하도록 만들어져 실제 치료 계획된 선량을 측정을 통해 비교가 가능함. 재구성된 알고리듬의 평가를 위해 실제 측정된 선량평가를 위해, 선량분포에 대해 계산된 값과 측정된 값의 감마분석을 이용하여 비교하였음. 치료 계획은 현재 방사선종양학과에서 가장 주로 사용되는 volumetric modulated arc therapy (VMAT)을 이용하여 치료계획을 수립하였고, 감마 분석을 위해 2%, 2mm의 tolerance와 10% threshold를 적용하여 비교를 수행함. 제안한 방법과 MAR이 적용되지 않은 영상에서의 passing rate 값은 99.5%, 상용화된 O-MAR 방법과 MAR이 적용되지 않은 영상의 passing rate는 99.6%, 제안된 MAR 방법과 OMAR사이의 gamma passing rate는 99.9%로 거의 유사한 선량분포를 확인하였음. 그러나 금속으로 인해 planning target volume (PTV) 내 선량 차이가 있음을 확인하였고, Gamma image 내에서도 그 차이를 최대 7.9%까지 확인할 수 있었고, 제안된 방법을 사용한 경우 최대 약 3%의 차이를 확인하여 약 50%의 개선효과를 확인함. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 제안된 금속영상왜곡 저감 기술은 영상에서의 개선뿐만 아니라 선량학적 관점에서도 상용화된 금속영상왜곡 방법과 비교하여 거의 유사하거나 우수한 성능을 보여주었으며, 추후 임상 적용에 충분한 가치가 있다고 판단됨. 특히 영상에서의 개선을 통해 정확한 PTV와 주변 정상조직의 컨투어를 이룰 수 있으며, 개선된 전자밀도 정확성을 통해 선량계산의 정확성 역시 향상되는 결과를 확인할 수 있었음. 더불어, 제안된 선량측정용 팬톰은 선량분포 및 절대선량 측정이 가능하도록 설계되어 직접적인 선량측정이 가능한 장점을 바탕으로 앞으로 제시될 금속영상왜곡 저감기술의 성능 검증을 위한 객관적인 지표를 제시할 수 있음. 결론적으로 방사선치료의 정확성과 안정성에 기여할 수 있어 환자에게 신뢰성 있고 질 높은 의료서비스 제공이 가능함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 강성희
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 금속영상왜곡 저감;딥러닝;방사선치료;치료계획;방사선량 측정; 2. metal artifact reduction;Deep learning;radiation therapy;treatment planning;Dose measurement;

□ 연구개요 - 환자 중심의 통합적인 정보 분석을 통한 방사선 치료 반응 사전 예측 모델 구축 - 유전체 기반 방사선 치료 반응 예측 유전 경로 변이 발굴 - 환자 대상 유전 경로 변이에 따른 치료 반응 예측성 검증 - 특이 환자 대상 유전체 분석을 통한 독립적 변이 가능성 탐색 □ 연구 목표대비 연구결과 - Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) 등재 암종 세포주에서 방사선 치료 반응 연관 유전 변이 목록 확보 : 국제 협력 네트워크를 통해 기존 발표된 부분 이외의 추가 암종 정보 확보하였음. : Yard BD, Adams DJ, Chie EK et al. Nat Commun. 2016;7:11428. - SNUH FIRST Cancer Panel 등재 환자군에서의 방사선 치료 반응 연관 유전 변이 분석을 통한 주요 대상 질환 발굴 : 방사선 치료 반응 연관 유전체 발굴 결과를 논문으로 발표하였음. : Jang BS, Chang JH, Jeon SH et al. Cancer Res Treat. 2022;54:383. - 환자군 대상 유전체 분석을 통한 치료 반응과 유전 변이 경로와의 연관성 검증 : 유전체 기반 치료 반응 예측 모델의 구성에 대한 논문을 발표하였음. : Jeon SH, Chie EK. Cancer Medicine. 2023 Jan 9 - 대상 환자의 인구학적 정보와 검체 및 영상 정보 등의 임상 정보와 유전체 정보의 통합적 분석을 통한 방사선 치료 반응 예측 모델 개발 : 임상 정보 기반의 예측 모델과 영상 정보 기반의 반응 연관 논문을 발표하였음. : Lim YJ, Song C, Jeon SH et al. Dis Colon Rectum. 2021;64:60. : Jeon SH, Lim YJ, Koh JM et al. Radiother Oncol. 2021;162:124. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 방사선 치료의 역할이 확립된 질환에서는, 치료 전 반응 예측을 통하여, 진행하는 고령화 등으로 점차 늘어나고 있는 수행 능력이 불량한 환자 중 비수술적 치료의 적용이 가능한 환자의 사전 선발이나, 치료 반응 불량 예상 환자의 사전 치료 강화로 인한 치료 효과 최적화를 기대할 수 있음. - 방사선 치료의 대상이 되는 다양한 암종의 다양한 상황에서 환자군 전체를 대상으로 하는 치료 효과 증진 또는 삶의 질 개선이 아닌, 요구도가 높은 환자들에 선택적인 적용으로 직접적인 개선 및 영향 평가가 가능함. - 치료 적용 대상의 최적화로 개별 환자 치료 효과 최적화를 통한 실질적인 환자 개별 맞춤형 정밀 치료의 시작 기반 구축이 가능함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 지의규
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선 치료;반응 예측;유전체 정보;통합 분석; 2. radiotherapy;response prediction;genomic information;integrative analysis;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 중수로 원전 안전현안의 계통 안전성 확인을 위한 평가기술 개발 및 계통열수력 사고해석을 위한 규제검증인프라의 고도화 ◼ 전체 내용 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 분석 및 평가기술 개발 ○ 중수로 계통열수력 사고해석 규제검증인프라 강화 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 중수로 원전 열수력 안전현안 분석 및 평가기술 개발(전원상실사고시 중수로 계통 내 자연순환냉각 성능 분석) ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 규제검증코드(MARS-KS)의 검증평가 기반 강화 ❏ 내용 ○ 중수로 원전 열수력 안전현안 분석 및 평가기술 개발 - 중수로 원전 열수력 주요 현안의 기술정보 파악 - 중수로 현안의 열수력 상세분석을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 현안의 안전성 평가 기술 개발 ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 규제검증코드(MARS-KS)의 검증평가 기반 강화 - 중수로 종합효과실험 설비 및 주요 실증실험 일반 이해 - 중수로 종합효과 실증실험 검증계산을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 사고해석 적용유효성 유지 확인을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 검증평가 기반 강화 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 안전성 확인을 위한 규제검증평가기술 개발 (증기발생기 전열관 다중파단사고시 중수로 계통 안전성 확인 분석) ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 TRACE 코드를 활용한 규제검증 기반 마련 ❏ 내용 ○ 중수로 원전 주요 안전현안 안전성 확인을 위한 규제검증평가기술 개발 - 중수로 원전 현안의 이해도 제고 및 상세분석을 위한 규제검증코드(MARS-KS) 기반 마련 - 중수로 현안의 계통 안전성 확인을 위한 평가기술 개발 ○ 중수로 계통열수력분야 사고해석을 위한 TRACE 코드를 활용한 규제검증 기반 마련 - 중수로 종합효과 실증실험 검증계산을 위한 TRACE 코드 기반 마련 - 중수로 사고해석 시 규제검증코드 개선사항 확인을 위한 TRACE 코드 활용기반 마련 □ 연구개발성과 [중수로 원전 주요 안전현안 분석 및 평가기술 개발] • 가동 원전의 열수력 현안과 관련한 국내·외 워크숍/학술대회의 연구현황 파악, 기술자료 수집/조사, 전문가 자문/검토 등을 통한 기술현황 분석 - 1단계: 전원상실사고시 중수로 계통 내 자연순환냉각 성능 분석 - 2단계: 증기발생기 전열관 다중파단사고시 중수로 계통 안전성 확인 분석 • 중수로 원전 현안의 상세분석을 위해 규제검증코드(MARS-KS)를 활용하여 원전 열수력 해석모델을 개발하고 사용자의 수정/개선 용이성을 위한 해석모델 정비 • 중수로 현안이 원전의 안전기능 유지 및 주요 열수력 인자의 거동에 미치는 영향 분석 등 계통 안전성 확인을 위한 규제검증계산 및 주요 열수력 인자에 대한 민감도 분석 • 정량적 성과: NSTAR 6건, 연구논문게재/발표 4건/11건 [중수로 계통열수력 사고해석 규제검증인프라 강화] • 문헌조사 및 정보교류 등을 통한 중수로 관련 종합효과 실증실험 설비의 사양, 구성 등 일반과 주요 사고 시나리오 모의를 위한 실증실험 결과 분석 • 중수로 종합효과 실험설비(RD-14M)에서 수행된 실증실험에 대한 검증계산을 위해 MARS-KS와 TRACE 코드를 활용한 해석모델 개발 및 예비해석을 통한 모델 정비 • MARS-KS, TRACE 코드 계산결과와 RD-14M LOCA 실증실험 결과의 비교 분석 및 주요 변수 계산결과의 코드 버전별 DB 관리 • 중수로 사고해석 적용유효성 확인을 위한 MARS-KS 코드 검증평가 기반과 중수로 사고해석 개선사항 확인을 위한 TRACE 코드의 활용기반 마련 • 정량적 성과: NSTAR 5건, 연구논문게재/발표 3건/9건, 기술보고서 1건 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 중수로 주요 현안의 기술현황 분석 및 안전성 확인을 위한 평가기술은 중수로 원전 규제활동 역량 제고 및 향후 인허가 관련 안전규제활동에서 독립적인 규제검증도구 및 기술적 근거로 활용 ○ 중수로 주요 종합효과 실증실험에 대한 MARS-KS와 TRACE 코드의 해석모델 개발 및 검증계산을 통해 규제검증코드의 중수로 사고해석 적용유효성 유지 확인 및 사고해석에 필요한 개선사항 확인에 활용 ☞ 대내·외적 환경변화를 고려한 중수로 원전 안전관련 사안의 안전성 확인을 통한 규제기술력 강화 및 중수로 원전 계통열수력분야 사고해석 인프라 강화 등을 통한 규제기술력 고도화 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유선오
• 주관연구기관 : 한국원자력안전기술원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : 1. 중수로;안전현안;계통열수력;규제검증코드; 2. PHWR;Safety Issues;Thermal Hydraulics;MARS-KS;TRACE;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 국내 자생 정금나무 열매의 비만 및 비만 관련 질환[비알코올성 지방간(non-alcoholic fatty liver: NAFL)/인슐린 저항성(insulin resistance: IR)]을 억제하는 활성 분획 및 활성 물질을 탐색하고 작용 기전을 구명하여 비만 관련 질환 맞춤형 천연물 소재를 개발하고자함 ◼ 전체 내용 국내자생 정금나무 열매를 이용한 비만관련질환 맞춤형 신규소재 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 국내자생 정금나무 열매를 이용한 비만관련질환 맞춤형 신규소재 개발 ❏ 내용 국내 자생 정금나무 열매의 비만 및 비만 관련 질환[NAFL/IR]을 억제하는 활성 분획 및 활성물질을 탐색 및 작용기전 구명 □ 연구개발성과 ● 세포모델에서 정금의 비만/NAFL/IR 억제 효과 구명 - 지방세포에서 오일레드 O (Oil red O: ORO)와 AMPK 활성화를 비교한 결과 정금 열매의 물추출물 (VOW)을 비만억제 최적 추출물로 선정하였다. - 지방세포 및 올레산(oleic acid: OA)를 처리한 간세포에서 VOW 처리는 AMP-활성 단백질 인산화효소 (AMP-activated protein kinase: AMPK)의 인산화를 증가시켰다. 또한, AMPK의 하위인자 스테롤 조절 요소 결합 단백질 (sterol regulatory element binding protein: SREPB-1c), 페록시솜 증식체 활성화 수용체 (peroxisome proliferator-activated receptor: PPAR-γ) 및 지방산 합성 (fatty acid synthesis: FAS)의 단백질 발현 감소로 지방생성을 억제하였다. - VOW는 인슐린수용체물질 (insulin receptor substrate: IRS)/포스포이노시티드-3 키네이스 (phosphoinositide 3-2f3f7f1kinase: PI3K)/단백질인산화효소 B (protein kinase B: AKT) 발현 및 GLUT 발현량을 증가시켜 IR을 개선하였다. - VOW는 리포다당류 (lipopolysaccharide: LPS) 및 지방세포 Conditioned media를 처리한 대식세포에서 미토겐활성화단백질인산화효소 (Mitogen-Activated Protein Kinase: MAPK)의 활성형 단백질 발현을 억제하였으며 핵인자 카파 비 (nuclear factor-kappa B: NF-κB)의 발현을 억제하고 핵으로 이동을 차단하여 염증을 억제하였다. - 지방세포에 AMPK siRNA 및 AMPK 억제제인 compound C를 처리한 결과 VOW에 의한 지방축적 억제효과가 사라져 VOW의 작용이 AMPK에 의존적임을 확인하였다. ● 동물모델에서 VOW의 비만/NAFL/IR 억제 효과 구명 - VOW 섭취는 지방/고자당식이[high-fat/high-sucrose diet (45% kcal fat + 23% sucrose: HFHS) 섭취로 증가된 몸무게와 지방조직 및 간 조직 무게를 감소시켰다. - VOW는 HFHS로 유도한 비만/지방간 동물모델에서 간과 지방조직의 지방축적을 감소시켰으며 AMPK의 인산화를 증가시키고 지방생성에 관여하는 단백질의 발현을 감소시켰다. - VOW는 간조직에서 HFHS 섭취로 증가한 싸이클로옥시게나제 (cyclooxygenase: COX-2), 유도성 산화질소 합성효소 (inducible nitric oxide synthase: iNOS) 및 사이토크롬 P450 2E1 (Cytochrome P450 2E1: CYP2E1)의 단백질 발현을 감소시켰다. - 동물의 당부하검사 (glucose tolerance test: GTT)를 측정한 결과 VOW는 인슐린 저항성을 개선시켰다. 이러한 결과는 HOMA-IR의 측정을 통해서도 확인되었다. ● 활성분획/활성물질의 작용 구명 - VOW의 활성분획/활성성분의 효능을 증명한 결과 정금의 용매분획 중 가장 활성이 좋은 부탄올 분획(BtOH)층이 동일 분획의 단일 활성성분인 클로로제닉산과 말비딘 보다 지방조직 및 간의 지방축적 및 인슐린 저항성에 효과가 높은 것을 확인하였다. 즉 비만/NAFL/IR에 대한 정금추출물의 효과는 단일물질의 효과가 아닌 활성물질들의 복합작용임을 확인하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - VOW의 비만/NAFL/IR 억제 효과의 및 그 기전에 대한 학술적 결과 도출 - 2021년 국립산림과학원에서 “정금나무 묘목 대량생산 조직배양 기술 개발에서 향후 정금열매의 산업적 실용화 계획”에 대한 과학적 근거를 제공하고 건강기능성 식품으로서의 정금의 활용가치 상승 및 소비처 증대 - 국내 자생 정금을 이용한 비만 관련질환 억제 신규소재 개발로 수입 천연물에 의해 점유된 시장을 국내 자생 생물 소재로 대체 할 수 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김현아
• 주관연구기관 : 목포대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 정금;비만;염증;비알코올성 지방간;인슐린 저항성; 2. Vaccinium oldhamii;obesity;inflammation;non-alcholicfattyliver;insulin resistance;