연구개요 종양역전은 암세포가 정상세포와 유사한 상태로 바뀌는 현상임. 따라서 종양역전을 이해할 수 있다면, 이를 이용한 새로운 암 치료법의 개발이 가능함. 종양역전을 이해하기 위한 기존의 연구들은 ‘Tctp 단백질이 세포질에서 p53과 함께하는 역할’에 집중되어 있음. 본 과제는 ‘Tctp 단백질이 세포핵에서 p53 없이 하는 역할을 연구’하여. 종양역전을 이해하는 시각을 넓히고자 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 3년으로 단축된 연구 기간에 맞춰, 4가지 세부 연구목표의 범위를 축소 조정함. 3년간 총 6편의 연구논문을 발표하여, 아래와 같은 새로운 결과들을 발견함. IF 13 이상의 논문 1편과 FWCI 2.54의 논문 1편 등의 우수한 연구 결과를 도출함 제1세부 목표(Tctp와 결합하는 세포핵 단백질 발굴)의 결과 ① Tctp가 Ing5/Enok과 결합하여 종양역전을 조절함(PNAS, 2023년) ② HDAC2가 Smad3와 결합하여, 종양세포의 기능을 감소시킴(Mol Cells, 2021년) 제2세부 목표의 결과 ① Ing5/Enok의 영향을 받는 전사체 분석 ② Ing5/Enok이 결합하는 프로모터 전사체 분석 제3세부 목표의 결과 ① Tctp단백질이 세포접착단백질 안정화를 조절(PloS Genetics, 2020년) 제4세부 목표의 결과 ① Daphnodorin C와 Longifolioside A가 암세포 기능을 약화시키는 기전 규명 (Phytomedicine, 2022년; Cytokine, 2020년) 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구는 Tctp와 결합하는 세포핵 단백질을 찾고, 이들이 종양역전 현상을 조절하는 과정을 밝히는 것으로, 기존에 시도된 바 없는 새로운 연구임. 세포핵에서 Tctp와 결합하는 단백질에 대한 정보는 매우 제한적이기 때문에, 본 연구의 결과는 종양역전을 이해하는데 필요한 중요한 실마리를 제공할 것임. 더 나아가, 본 연구를 통해 밝혀지는 새로운 연구결과들은 종양역전을 응용한 비파괴적/비침습적 암치료 수단의 개발에 활용될 수 있을 것임 또한, Tctp 기능조절 약물 후보들은 추후 비침습적 암 치료제로 사용될 가능성이 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 홍성태
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 종양역전;세포핵;Tctp 단백질;암형성;히스톤아세틸화; 2. Tumor reversion;Cell nucleus;Tctp protein;Tumorigenesis;Histone acetylation;

□ 연구개요 본 연구의 목표는 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구와 항산화제인 라말린 유도체로 피부 편평 세포암의 새로운 치료제의 개발하는 데 있다. 현재 국내에서는 피부암에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 반면 피부암 유병율이 높은 미국과 유럽 나라에서는 피부암에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 현재 피부암의 치료는 수술적 치료가 대부분이며, 수술적 치료를 할 수 없는 경우나 다발성 병변의 경우 사용할수 있는 다른 치료제가 없다 특히 전암병변의 경우, 다수의 피부암을 가진 경우, 크기 가너무 커서 바로 수술이 어려운 경우 새로운 치료제를 통해 수술 범위를 줄이고 조기에 피부암을 효과적으로 치료할 새로운 치료법 개발이 필요하다. 본 연구에서 한국인 피부암 검체를 이용해 피부 편평세포암의 유전자 변이를 조사하였다. 이 결과 regulation of mitotic cell cycle and nuclear division, morphogenesis of an epithelium, cell-cell adhesion via plasma-membrane adhesion molecules pathway에서 의미있는 변이들을 확인하였고, 각각의 기전에 유의미한 유전자 변이들을 분석하였다. 피부암을 치료하는 새로운 후보 물질로 라말린 유도체를 처리한 결과 편평세포암의 증식이 억제되었고, 반면 정상각질세포는 억제하지 않음을 확인하였다. 이 물질의 안전성을 확인하였으며 피부 편평세포암의 apoptosis 세포 사멸은 증가시키고, cell cycle arrest를 증가시키고, cell adhesion 세포 부착에 변화를 주었며, NF-kB pathway를 억제시킴을 확인하였다. 또한, 피부 편평세포암 마우스 모델을 이용하여 라말린 유도체가 피부편평세포암의 증식을 억제하고, 세포사멸을 증가시킴을 확인하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구자는 1차, 2차, 3차년도에 각각 계획한 in vitro, in vivo, gene study를 모두 목표한대로 진행하고 결과를 얻었다. 현재 연구결과는 논문에 투고하였고 리뷰에 대한 revision 중이며, 특허신청 과정 중에 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구 결과를 얻을 수 있으며 발생 기전을 이해하고 새로운 결과를 얻을 수 있었다. 피부편평세포암의 새로운 치료제로 라말린 유도체를 실험하였고, 치료효과와 안전성을 확인함으로서 새로운 치료제의 개발을 기대할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변지원
• 주관연구기관 : 인하대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 피부 편평세포암;항산화제;차세대 염기서열분석; 2. Cutaneous squamous cell carcinoma;Antioxidant;Next generation sequencing;

□ 연구개요 ERR gamma는 대사 기능과 연관되어 있어 비만, 당뇨를 비롯한 대사 관련 질병을 치료하는 약물개발 타겟으로의 연구가 주를 이루었음. 현재 ERRγ agonist 대표물질은 GSK4716, DY131이 있지만 이들은 ERR subtype에 비선택적으로 작용하며, 낮은 약물성으로 인해 in vivo에서 고농도에서만 효능을 보임. 따라서 본 연구를 통해 높은 약물성을 지닌 ERRγ agonist 유효물질 도출을 목적함. 또한 유효물질의 근육위축증 치료제로써 개발 가능성 및 적응증 확장 가능성을 확인하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 대조물질 (GSK4716, DY131)의 MS, CYP, PAMPA, hERG, PK data 확보함으로써 신규 개발물질과의 비교 데이터 확보 - 1차년도에는 특허성과 개선된 약물성을 가진 핵심골격 합성법 최적화 수행, 40여종의 물질 확보, 활성 및 구조기반하에 선별된 물질은 MS, CYP 실험 수행 - 2차년도에는 1차년도 결과를 바탕으로 낮은 MS, CYP저해능 결과를 보이는 골격은 최적화 대상에서 제외함 - 최적의 약물성을 보이는 골격에 한하여 추가 최적화 진행하여 30여종의 물질 확보 및 PAMPA, hERG 실험 진행 - 3차년도에는 활성, 약물성, 약물성 측면 고려하여 최적의 물질 2종 선정, scale up 및 PK실험 수행 - 선정된 2종의 물질의 in vitro/in vivo ERRγ 관련 유전자의 발현량 확인 - 적응증 확장을 위한 암세포주 세포독성 실험 (CCK8 assay) 수행 - 2차년도 결과 기반 신규물질 90종 추가 확보 및 활성확인 - 최종 유효물질들의 ERRγ EC₅₀실험 수행 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 신규 타겟물질 발굴: 본 과제를 통해 개발된 ERRγ 작용제를 통한 근육위축증 치료제 유효물질 발굴을 목표로 함 - 적응증 확대: 본 과제를 통해 개발된 ERRγ 작용제를 이용한 항암효능 평가 진행 및 경구용 항암제로써 활용가능성을 확인 - 후속연구 및 사업화: 발굴된 물질을 기반으로 비임상/임상후보물질 개발 선행연구로 활용 또는 기술이전을 통한 사업화 활용 모색 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김진아
• 주관연구기관 : 대구경북첨단의료산업진흥재단
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 핵수용체;최적화;작용제;근육위축증;약물성; 2. Nuclear receptor;Optimization;agonist;Muscular dystrophy;Drug like property;

□ 연구개요 ■ 연구목표 방사선 저항성 미생물의 multi-stress resistance(고방사선, 건조, 산화 스트레스 등 극한의 환경 스트레스 내성)에 기여하는 특이 two-component system 반응 조절 단백질(response regulator, RR)들에 의한 스트레스 대응 기작을 밝히고, 3차구조 규명을 통해 환경 스트레스 감지/반응 원리를 연구함. 또한, 구조기반 재설계를 통해 two-component system 단백질을 개량하여 생물체의 환경 스트레스 내성 강화에 응용함으로써 산업용 환경내성 균주/환경정화 미생물소재 개발 연구에 활용하고자 함 ■ 연구내용 대표적인 방사선 저항성 미생물 Deinococcus radiodurans는 효과적인 DNA 손상 복구 시스템과 강력한 항산화 능력을 보유하여 극한 환경 스트레스에 대응함. 또한, Deinococcus의 환경 스트레스 내성에는 미생물의 대표적인 외부 신호 감지/대응 시스템인 two-component signal transduction system(TCS) 구성 단백질들도 중요한 기여를 하는 것으로 보고되고 있음. TCS는 일반적으로 신호 감지 단백질(sensor histidine kinase, SHK)과 반응 조절 단백질(response regulator, RR)로 구성됨. 선행연구를 통해 기존에 보고되지 않은 Deinococcus 특이적 RR 2종(DR1175, DR0743)을 발굴하고 돌연변이 연구를 통해 다양한 환경 스트레스에 대한 내성이 감소함을 확인. 따라서, 본 과제를 통해 Deinococcus 특이 TCS 구성 단백질들의 생화학, 분자생물학적 특성 연구뿐만 아니라 단백질체, 전사체, 3차구조 분석을 통해 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명하고자 함 ■ 연구범위 1) Deinococcus 속 미생물에서 특이적으로 발견되는 RR(DR0743), RR-SHK domain이 동시에 존재하는 hybrid-RR(DR1175) 총 2개 RR의 인산화 신호전달 기작 및 하위 조절 유전자/단백질 규명 2) Deinococcus의 방사선, 산화 스트레스 등 환경 스트레스 감지/반응 인산화 네트워크 핵심 단백질인 RR(DR1175, DR0743)의 고해상도 3차구조를 X-선 결정학으로 규명하여 인산화에 의한 환경 스트레스 대응 기작을 분자수준에서 밝힘 3) 단백질체, 전사체, ChIP-seq 분석을 통해 연구 대상 RR에 의해 조절되는 다양한 하위 유전자/단백질을 분석하여 각 RR에 의한 환경 스트레스 감지/반응 기작을 규명 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ Non-canonical hybrid SK/RR(DR1 175)의 스트레스 감지/반응 기작규명 연구목표 1. DR1175의 생화학적 특성 분석, 인산화 단백질체 분석을 통한 하위조절 타겟 단백질 발굴 2. DR1175에 의한 하위 조절 단백질의 활성 조절 연구 및 핵심 잔기기능 규명 3. DR1175의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 기작 규명 연구결과 1. DR1175의 인산화 신호전달 핵심잔기 규명 2. DR1175에 의한 catalase, RecA의 유전자/단백질 발현 조절 규명 3. DR1175 모델 구조 분석을 통한 인산화 기작 분석 완료 ○ Essential RR(DR0743)의 스트레스 감지 / 반응 기작 규명 연구목표 1. Bacterial ChIP-seq 분석을 통해 DR0743 결합 DNA 분석 및 하위 조절 유전자 발굴 2. DR0743에 의한 타겟 유전자의 발현 조절 기작 규명 3. DR0743의 3차구조 규명을 통한 인산화 신호전달 및 DNA 결합 기작 규명 연구결과 1. DR0743 하위 조절 유전자 특성분석 완료 2. DR0743에 의한 ParA3, Gyr 조절 및 세포 분열, 세포막/벽 생성 조절 규명 3. DR0743 고해상도 X-선 결정 구조 규명 및 DNA 결합 기작 규명 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ■ 사회/경제적 측면 - Deinococcus 유래 스트레스 내성 조절 유전자/단백질 도입을 통해 산업용 미생물을 개량하여 생명공학 관련 산업에 기여 가능 ■ 과학기술적 측면 - Deinococcus 균주의 극한 스트레스 내성 원리를 활용, DNA 손상/산화 스트레스에 의해 유발되는 인체 질병 치료 목적의 기초 연구에 활용 가능 - 강한 우주 방사선에 대응하기 위한 지구 생명체의 우주 환경 적응 연구에 활용하여 미래기술 선도 가능 - 새롭게 밝힌 hybrid sensor kinase 및 response regulator의 3차 구조-기능 상관관계 규명 연구를 통해 미생물의 환경 스트레스 대응 기작과 관련된 TCS 체계에 대한 이해 확대에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김민규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 데이노코커스;2요소신호전달계;전사조절인자;항산화;스트레스 내성; 2. Deinococcus;TCS;Transcriptional regulator;Antioxidant;stress resistance;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 장경석
• 주관연구기관 : (주)유투엔지
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 공기 시료 채집기;방사선 관리구역;진공 팬;IoT 임베디드 시스템;지능형 디지털 장비; 2. Air sampler;Radiation control area;Vacuum Fan;IoT Embedded system;Intelligent digital Equipment;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 서진우
• 주관연구기관 : (유)성경글라스
• 발행년도 : 20230700
• Keyword : 1. 나노탄소소재소재;고방열;흑연 시트;열계면 소재;대면적 코팅; 2. Nano Carbon Material;High Thermal Conductivity;Graphite Sheet;Thermal Interface;Large Area Coating;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 - BRCA1의 돌연변이는 유방암과 관련하여 크게 연관되어 있으며, 대부분의 연구가 돌연변이를 타겟으로 많이 진행되고 있으나 유방암에서 BRCA1 돌연변이는 겨우 7% 정도를 차지하며 그 외에 대부분은 BRCA1의 야생형을 가지고 있음. - 유방암 환자에서 대부분은 BRCA1의 야생형을 가지며, BRCA1의 발현을 증가시키는 것이 방사선 내성에 타겟이 될 수 있음. 그러나 BRCA1의 조절에 관련된 메커니즘은 명확히 밝혀진 바가 없으므로 BRCA1이 단백질 수준에서 어떻게 degradation 되는지 밝히는 것은 BRCA1의 안정성을 조절하는 인자를 발굴하는 타겟을 찾는 연구에 밑바탕이 될 수 있다고 생각됨. - 따라서 본 연구자는 방사선 조사시 BRCA1의 degradation과 관련된 domain에 따른 기전 차이 밝히고, 그에 따른 upstream과 downstream의 연관성 및 차이점을 규명하고자 함. ◼ 전체 내용 개발 목표 : 방사선에 의한 BRCA1 degradation과 관련된 domain에 따른 기전 차이 밝히고, 그에 따른 upstream과 downstream의 연관성 및 차이점을 규명 가. 1차년도 (2021) : BRCA1 domain에 따른 ubiquitin-degradation의 차이 연구 ▷ 다양한 돌연변이 plasmid를 이용하여 방사선 조사시 BRCA1의 BRCT domain과 RING domain에 따른 ubiquitin-degradation 정도 확인 ▷ 방사선 조사시 두 도메인에 따른 ubiquitin-degradation 상의 연관성 확인 ▷ BRCT domain에서의 조절과 연관된 si-CTSS 및 sh-CTSS stable cell을 이용하여 방사선에 따른 BRCT domain 혹은 RING domain의 degradation 차이 확인 나. 2차년도 (2022) : BRCA1 domain에 따른 ubiquitin-degradation의 차별화된 기전 연구 ▷ Ubiquitination에 관여하는 E3 ligase 발굴 및 human open data base를 이용하여 발굴된 E3 ligase에 따른 임상적 가능성 확인 (Omics, GSE 분석) ▷ BRCA1 RING domain-mediated degradation과 BRCT domain-mediated degradation의 하위 기전 연구 ▷ 방사선 조사시 인산화 되는 BRCA1 sites가 BRCA1 RING domain-mediated degradation과 BRCT domain-mediated degradation에 미치는 영향 확인 ▷ 방사선과 CTSS inhibitor 처리시 두 도메인의 하위 시그널 변화 확인 다. 3차년도 (2023) : in vivo에서의 도메인 기전 연구 ▷ 방사선 조사시 BRCT나 RING domain mutant cell을 이용한 xenograft 암의 생성 차이 ▷ CTSS inhibitor 처리시 RING domain과 BRCT domain 따른 xenograft 차이 확인 □ 연구개발성과 - 다양한 돌연변이 plasmid를 이용하여 방사선 조사시 BRCA1의 BRCT domain과 RING domain에 따른 ubiquitin-degradation 정도 확인 - 방사선 조사시 두 도메인에 따른 ubiquitin-degradation 상의 연관성 확인 - BRCT domain에서의 조절과 연관된 si-CTSS 및 sh-CTSS stable cell을 이용하여 방사선에 따른 BRCT domain 혹은 RING domain의 degradation 차이 확인 - Human open data base를 이용하여 E3 ubiquitin ligase 가능성 확인 - BRCA1 RING domain-mediated degradation과 BRCT domain-mediated degradation의 하위 기전 연구 - 방사선 조사시 인산화되는 BRCA1 sites가 BRCA1 RING domain-mediated degradation과 BRCT domain-mediated degradation에 미치는 영향 확인 - 방사선과 CTSS inhibitor 처리 시 두 도메인의 하위 시그널 변화 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 본 연구를 통해 얻어진 BRCA1의 RING domain과 BRCT domain의 degradation 기전의 상관성과 차이점은 BRCA1의 야생형을 타겟으로 한 약물개발에 도움을 줄 수 있으며, 환자군에서 BRCA1의 RING domain과 BRCT domain의 mutation에 따른 기전의 이해를 도움으로써 유방암의 방사선 치료에 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것임. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 문길임
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20230700
• Keyword : 1. 단백분해;유방암;방사선;BRCT 도메인; 2. BRCA1;Degradation;Breast cancer;Radiation;BRCT domain;

□ 연구개요 - 정상 조직으로부터 단일 성체줄기세포 기원 오가노이드를 확립한다. - 확보한 오가노이드를 이용하여 in vitro 및 in vivo에서 방사선조사 실험을 수행한다. - 정상 세포 내부에서 일어나는 체성돌연변이를 확인한다. - 전리방사선 특이 돌연변이를 찾고 선량-반응 관계를 확인한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 본 연구를 통하여 인간 및 마우스 유래 오가노이드 라인을 확보함. - 마우스: 췌장, 간, 유선, 나팔관, 위, 소장, 대장, 폐 조직 유래 오가노이드 제작 - 사람: IRB 허가 취득 후 연구에 동의한 환자의 수술 조직을 이용하여 유방, 대장조직 유래 오가노이드 제작 2) 본 연구를 통하여 오가노이드를 이용한 방사선조사 실험이 가능함을 확인. - in vitro에서 오가노이드에 직접 방사선 조사 실험 - 마우스를 대상으로 in vivo에서 방사선 조사 후 오가노이드 확보 - 방사선치료를 받고 수술을 시행받은 환자 조직으로부터 오가노이드 확보 3) 단일 세포 기원 오가노이드로부터 전장유전체 분석을 통하여 단일세포 수준에서 일어나는 전리방사선 특이 돌연변이의 패턴을 찾음. 4) 전리방사선 특이 돌연변이의 선량-반응 관계를 확인하였고 이를 실험적 방법으로 교차 검증함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) 인간 및 마우스 조직에서 유래하는 다양한 오가노이드 라인을 확보하였고 이를 이용하여 실험실 내에서 생체적합도가 높은 실험의 구현이 가능함을 확인하였다. 2) 또한 본 기술을 이용하여 환자 유래 오가노이드의 제작이 가능하고 이를 통해 환자맞춤형 연구 및 진단-치료 플랫폼 구현이 가능함을 확인하였다. 3) 본 연구를 통해 높은 정확도와 정밀도의 단일세포 전장유전체 분석이 가능함을 확인하였다. 4) 본 연구를 통해 전리방사선이 유발하는 특이적인 체성돌연변이를 확인하였다. 이를 통해 생체 내 발견되는 돌연변이의 원인을 특정하고 체성돌연변이가 일으키는 질환 (암)의 원인을 규명할 수 있음을 확인하였다. 5) 또한 이를 통해 방사선피폭이 인체내에 유발하는 생물학적 영향의 핵심 단계를 확인하고 이를 타겟으로 한 질환치료 전략의 수립에 정보를 제공하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권현우
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 성체줄기세포;오가노이드;전리방사선;전장유전체분석;단일세포유전체; 2. Adult Stem Cell;Organoid;Ionizing Radiation;Whole Genome Sequencing;Single Cell Genomics;

연구개요 디지털 트윈을 활용한 AI의료서비스 제공하기 위한 전립선암의 임상의사결정지원을 목적으로, 디지털 트윈 기법을 적용하여 실제 전립선암 환자를 물리모델 (Physical Model)로 정의하고 치료방법 및 프로세스 등의 컴퓨터적 모델로 가상 모델 (Twin, Virtual model)로 구성하여 실제 환자 수술 이전에 가상환경으로 AI 분석함으로써 수술 효과에 따른 예후 문제 및 예측방법을 제공 연구 목표대비 연구결과 ◦ 전립선암의 치료 프로세스 모델링 - 전립선 암 치료 프로세스에 대해 가상의 모델 구성을 위한 상태 모델링 방법을 통한 3가지 계층 모델 설계(암 치료 프로세스 모델, 데이터 프로세스 모델, 공학급 모델). 치료모델에 대한 프로세스를 컴퓨터가 실행 가능한 형태로 구성하고, 그 동작에 대해서는 머신러닝 모델을 활용하여 동작되도록 설계 ◦ 머신러닝 기반 모델 개발 - Time to PSA nadir 예측을 위한 머신러닝을 적용하기 위해 각 치료방법별로 Time to PSA Nadir (TTN)을 미리 예측하는 방법 개발. Radical Prostatectomy (RP) 및 보조치료 요법인 Androgen Deprivation Therapy (ADT), Radiation Therapy (RT) 여부에 따른 예측모델을 다이나믹 뉴럴네트워크를 이용하여 생성.치료방법별 TTL 결과 제공 - Partial Correlation Neural Network를 개발하여 Biochemical Recurrence (BCR)을 예측하는 알고리즘을 제공 ◦ 디지털 트윈기반 임상 의사결정 지원 시스템 - Biopsy 정보를 활용하여 Pathology 및 BCR을 예측할 수 있는 머신러닝 기반의 디지털 프레임 워크 개발 - 재발이후의 치료추천을 위한 Classifier Chain 방법을 적용함. 1차 치료부터 2차치료까지의 방법에 대해 BCR, 2번째 BCR을 예측할 수 있는 모델을 제공 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 전립선암 치료에 임상의사결정시스템 도입은 의료체계의 기술 선두 점유를 가능하게 하며, 정밀의료서비스를 통한 삶의 질 만족도 향상 가능 - 기술적 측면: 의료 및 헬스케어 서비스 시장에 대한 디지털 트윈 기반 시스템의 개발로 의료 + IT 융복합 산업 분야의 저변을 넓히고 빠른 속도로 성장하는 글로벌 의료 및 스마트헬스 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대 - 경제 및 산업적 측면: 전립선암 관련 국가사업을 통해 의료비용 등 국가적 손실을 최소화, 디지털 트윈 형태의 서비스 구축의 틀을 마련함으로써, 모델의 개선을 통한 미래의 융복합 산업의 발전을 도모 - 의학적 측면: 개개인의 생물학적, 유전적, 환경적 차이에 따라 개별 환자에게 적합한 치료 기술을 적용하는 맞춤의학 (tailor-made medicine) 가능 - 사회 문화적 측면: 암 질환 치료의 메디컬 오류에 대한 편견 해소 및 빅데이터 사업의 추진을 통한 데이터 기반 문화 확산, IT기술 활용 문화 확산을 통한 안전한 생활환경 구축, R&BD 결과를 의료산업에 활용하여 국민 정신보건 수준 향상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최인영
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 전립선암;디지털트윈;인공지능;머신러닝;임상의사결정지원시스템;

□ 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;