Foodomics는 2009년에 “소비자의 웰빙, 건강 및 지식을 개선하기 위해 고급 -omics 기술의 적용 및 통합을 통해 식품 및 영양 분야를 연구하는 학문”으로 정의된 비교적 최근에 대두된 학문 분야이다.[1]
구체적으로, foodomics는 유전체학(genomics), 전사체학(transcriptomics), 단백질체학(proteomics), 대사체학(metabolomics) 같은 다양한 omics 도구를 화학 측정 및 생물정보학(bioinformatics)과 함께 적용 및 통합함으로써 식품과학 분야에 적용되고 있으며, 식품 구성 및 식품 안전성(food safety), 식품 품질(food quality) 및 식품 추적 가능성 및 가공(food traceability & processing) 문제뿐만 아니라 개인의 건강 또는 질병 상태에 대한 식품의 영향(food bioactivity)을 다루는 다양한 식품과학 및 영양 연구 영역을 포함하는 복잡한 식품-식이요법-개인 상호작용에 대한 이해를 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 인간 건강과 웰빙의 최적화라는 주요 목표에 도달하기 위해 영양 영역과 함께 식품 영역 전체를 연구하는 식품 및 영양에 대한 새로운 접근 방식이다. 아울러 식품의 영양소가 건강에 미치는 영향을 연구하고 유전자 수준에서 식품 영양소의 대사에 영향을 미치는 연관성을 규명하기 위해 필수적으로 필요한 영양유전체학(nutrigenomics) 및 영양유전학(nutrigenetics)이 일반적인 foodomics의 범주에 포함되고 있다.[2]
한편 foodomics는 mass spectrometry(MS), nuclear magnetic resonance(NMR) spectroscopy, microarray genotyper 및 next-generation sequencing(NGS)과 같은 민감도와 정확도 높은 high-throughput 분석기술들의 발전과 더불어 다양한 분야에서의 응용 연구로 확대되고 있다. 이를 반영하듯, 최근까지 foodomics에 기반한 많은 응용 연구들이 보고되고 있다(표 1).
이 보고서에서는 foodomics의 주요한 응용 분야 및 최근 연구 동향에 대해 소개하고자 한다.

 

• 연구책임자 : 이상후
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20220822
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다세포생물의 세포는 유전적으로는 균질하지만 유전자의 발현이 서로 다르기 때문에 구조적으로나 기능적으로 이질적인 특성을 보인다. 표현형 형질의 멘델식 유전은 DNA 서열의 돌연변이로 인한 대립유전자의 차이에서 비롯된다고 알려져 있다. 하지만 암컷 포유류의 초기 배아 발달 중 X염색체 비활성화, 파리의 염색체 각인과 같은 다른 유전 현상은 멘델식 유전이 아닌 다른 유전 패턴을 나타낸다. Conrad Waddington은 표현형을 존재하게 하는 유전자와 환경의 상호작용을 설명하기 위해 “후성 유전적 경관(Epigenetic landscape)”이라는 용어를 도입했다[1]. 후성유전학은 유전형의 돌연변이와 같은 DNA 염기서열의 변화를 포함하지 않는 유전자발현의 가역적이고 유전 가능한 변화에 대한 연구 분야이다. 후성유전학적 기전은 DNA 자체의 화학적 변형이나 DNA와 밀접하게 관련된 염색질과 같은 단백질의 변형에 의해 매개된다. 후성 유전적 변화를 시작하고 유지하는 것으로 생각되는 가장 잘 규명된 후성 유전적 변형에는 DNA 메틸화(methylation), 염색질 리모델링(chromatin remodeling), 히스톤 변형(histone modification)과 관련이 있으며, 이는 염색질 상태를 결정하고 결과적으로 유전자발현을 결정하는 “후성유전학적 코드(Epigenetic code)”의 개념으로 발달하였다[2]. 포유류에서 후성 유전적 조절은 발달, 세포 분화 및 증식과 같은 다양한 과정에 매우 중요하다. 상황별 유전자발현 프로그램과 세포 표현형의 기초가 되는 후성 유전적 기전에 대한 이해로 인간 건강 및 질병의 치료 등과 관련한 다양한 의미를 부여할 수 있을 것이다.
기본적으로 후성유전체학(epigenomics)은 이름에서도 알 수 있듯 염색질 구조의 영향에 대한 연구가 목적이다. 염색질 접힘(folding) 및 핵 기질에 대한 부착(attachment to the nuclear matrix), 뉴클레오좀(nucleosome) 주위의 DNA packaging 및 히스톤 tail의 공유 변형(아세틸화, 메틸화, 인산화, 유비퀴틴화) 등이 포함된다. 후성 유전체는 세포 유형마다 다를 수 있으며, 각 개별 세포에서 염색체의 핵 구조를 구성하고, DNA에 대한 전사인자(transcription factor) 접근을 억제 또는 촉진하고, 유전자발현을 매개함으로써 다양한 방식으로 유전자발현을 조절할 수 있다. 따라서 후성유전체학은 염색질 구성 요소 또는 유전자조절에 대한 포괄적인 분석을 설명하는 데 유용할 것이다. 또한 강력한 환경 자극 및 이전 세대의 경험에 대한 반응으로 유전자발현 및 유전적 변화(부모의 경험이 자손의 행동에 영향을 미치는 경우)와 같은 서로 다른 시간에 따라 각인된 유전 기전을 설명하는 데 이용되고 있다.
2000년 중반에 최초로 대규모 차세대 시퀀싱(Next generation sequencing) 플랫폼이 등장하면서 게놈 연구에 혁명이 시작되었다[3]. 방대한 양의 DNA를 시퀀싱(염기서열분석)할 수 있는 능력은 많은 시료의 전체 게놈 또는 특정 표적 게놈 영역을 정확하고 심층적으로 분석할 수 있게 하여 광범위한 응용 분야의 지속적인 개발 및 개선으로 이어지고 있다. 이러한 발전을 토대로 후성유전학 연구그룹들은 NGS와 후성 유전적으로 변형된 게놈 영역을 포착하는 개발을 통하여 연구 영역을 새롭게 확립하였다. NGS 플랫폼의 주요 장점은 포괄적이고 광범위한 결과 영역을 제공하여 조사자가 제한된 마이크로어레이(micro-array) 플랫폼에서 벗어날 수 있다는 것이다. 다른 유전체학 분야와 마찬가지로 후성유전체학도 생물정보학에 크게 의존하고 있다. 분자 수준에서 후성 유전체의 기전을 연구할 수 있는 핵심은 기존 오믹스 데이터베이스에 쉽고 강력한 간소화된 기술을 이용한 접근에 달려 있다. 이를 통하여 DNA 메틸화, 염색질 동역학 및 접근성, 발현을 통합하는 후성 유전체의 궁극적인 큰 그림을 만들 수 있게 되었다. 본 분석물은 분자생물학자가 후성유전체를 연구하기 위해 만들어진 다양한 최신 첨단 오믹스 기술 개발에 대해 논의하고 질병 등과 관련된 활용에 대해 알아보고자 한다.
 

• 연구책임자 : 윤창호
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20220420
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□ 연구목적 ■ 한중 공동으로 고효율 electrocaloric cooling 효과 heat flow를 연구함. (1) Nankai 대학교 Ma Rujun 교수는 전기를 이용하여 냉각이 가능한 고성능 electrocaloric 효과를 연구함. (2) 성균관대학교 백승현 교수는 Electrocaloric 현상에 적용 가능한 heat flow를 연구함. (3) Electrocaloric 효과 연구와 heat flow 연구를 융합하여, 압축이나 열전효과없이, 전기로 냉각이 가능한 고효율 냉각 cycle을 연구함. □ 연구내용 ■ Electrocaloric cooling effect 연구 Electrocaloric 효과는 dielectric 소재의 가역적인 열교환을 기반으로 함. Nankai 대학교 Ma Rujun 교수는 polarizability가 큰 ferroelectric terpolymer, P(VDF-TrFE-CFE)를 이용하여 electrocaloric cooling effect를 연구하고자 함. 본 소재는 유연하면서도 경량이어서 소형 solid state cooling device에 적용하는데 적합함. P(VDF-TrFE-CFE) 필름은 blade-coating 방법을 이용하여 제작함. P(VDF-TrFE-CFE) 필름 상·하면에 carbon nanotube 필름을 spray coating하여, sandwich 구조를 만들어 전극을 형성함. ■ Heat flow 연구 Electrocaloric cooling cycle은 주변으로 열을 방출하고, 주변에서 열을 흡수하는 공정이 포함됨. 성균관대학교 백승현 교수는 Electrocaloric에 적용 가능한 열을 방출하고 흡수하는 공정을 심도있게 연구하고자 함. Thermocouple 및 열화상 카메라를 이용하여 열전달 과정을 연구하고, 이를 electrocaloric cooling cycle에 최적화하는 방법을 연구하고자 함. ■ 고효율 electrocaloric cooling 효과 heat flow 연구 Electrocaloric cooling 효과를 극대화하기 위한 방열 및 흡열 공정을 연구함. 또한, electrocaloric cooling cycle을 제어하는 방법을 연구하고자 함. 본 냉각 방법은 compression 공정이나 진동이 없음으로, 전자장비 냉각, 바이오 응용 등에 매우 유용함. □ 연구결과 ■ Nankai 대학교 Ma Rujun 교수는 polarizability가 큰 ferroelectric terpolymer, P(VDF-TrFE-CFE) 소재 개발 및 electrocaloric cooling effect를 연구하였음. ■ Electrocarolic material의 cooling effect를 높이기 위해서는 주변으로의 방열 및 흡열 공정의 각각 조절이 필요함. 성균관대학교 백승현 교수는 주변으로 열을 방출하고 또 흡수하는 공정 조절을 연구하였음. 본 연구진이 개발한 비대칭 열전달 현상은 복사열에 의해 실현됨. 비대칭 열전도도 및 방사율은 리본 형상의 PET 스트립의 우측 상단 절반에 얇은 금속 필름(Nb, Cu 또는 Ag)을 스퍼터링하여 생성됨. 실험적으로 측정된 온도 프로파일은 유한요소해석 결과와 매우 일치함. PET-Nb 시료의 양방향 열전달의 차이가 발생하며, 지배적인 비대칭 메커니즘은 비대칭 비선형 방사율임을 확인함. 이러한 비대칭 열전달 소재를 electrocarolic 물질 표면에 접합하면, 방사와 흡열을 방향선택적으로 조절하여, electrocarolic 냉방 효과의 증대가 기대됨. □ 연구결과의 활용계획 ■ 압축공정이 없는 solid state 냉각 디바이스는, 진동·소음이 없으며, 전자장비 냉각·바이오 디바이스 응용 등에 큰 경제적 파급효과가 기대됨. ■ 본 연구결과에서 확인한 메커니즘은 광범위한 온도 및 장치 크기에 대한 방향에 따른 열전달의 미세 조정을 가능하게 함. 방향선택적 열전달은 electrocaloric 물질에 적용되어 효율을 높일 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 3p)

• 연구책임자 : 백승현
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220800
• Keyword : 1. 전기캘로릭효과;열유동;냉각기기;냉동사이클;최적화;열제어;열전도;고분자;탄소나노튜브; 2. Electrocaloric effect;Heat flow;Cooling device;Cooling cycle;Optimization;Thermal control;Thermal conductance;Polymer;Carbon nanotube;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 제1차 한-크로아티아 과학기술위원회 합의록(2019. 12) 의거 한국-크로아티아 방사선 이용 문화재 보존처리 기술협력을 통한 유럽 매뉴얼 국내 문화재 적용 여부 검토 ○ 전체 내용 - 방사선 문화재 보존을 위한 유럽 Best Practice Manual 국내 유물 적용 검토 - 유럽 문화재 특성화 및 건전화 분석을 통한 국내 문화재 방사선 진단분석 기술력 향상 - 대형 엑스선 조사시설 이용 주요 유럽 문화유산에 대한 방사선 보존 Best Practice Manual 공동제작 ○ 1년차 ● 목표 문화재 방사선 보존처리 처리 신기술 개발 협력 및 글로벌 Best Practice Manual 적용 연구 ● 내용 - 대형 전자선 실증센터를 이용한 유럽 유물 엑스선 /전자선 보존처리 적용 - 국내 유물/문화재 보존을 위한 유럽 Best Practice Manual 및 기술적용 - 유럽 수침 유물 특성 분석을 위한 뫼스바우어 적용 여부 검토 - 방사선 이용 유물관리, 경화, 보존 및 분석검정 훈련을 위한 인력 상호교류 ○ 2년차 ● 목표 엑스선 이용 글로벌 Best Practice Manual 실증 ● 내용 - 대형 전자선실증센터를 이용한 유럽 유물 엑스선 /전자선 보존처리 실증 - 국내 유물/문화재 보존을 위한 유럽 Best Practice Manual 및 기술 적용 2 □ 연구개발성과 ○ 향후 방사선 이용 국내 문화재에 보존처리 매뉴얼 작성에 기여 ○ 주요 세계 문화유산에 대한 방사선 보존 Best Practice Manual 공동제작 및 방사선 이용 세계 인류문화유산 공동보존 시스템 구축 협력 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 주요 세계 문화유산에 대한 방사선 보존 Best Practice Manual을 기반으로 하여 향후 박물관 수장고형 전자선 훈증실 개발 및 해외수출에 기여 ○ 크로아티아는 자국이 주도하고 있는 원자력 기술 이용 유럽 문화재 보존 표준절차의 업그레이드를 위해 한국에서 선행된 첨단 엑스선 검방역 소독처리기술 개발 관련 협력 추진 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박해준
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 문화유산;방사선;보존처리;매뉴얼; 2. cultural heritage;irradiation;preservation;Best Practice Manual;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이현호
• 주관연구기관 : (주)브이에스팜텍
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 항암보조제;방사선민감성 증진제;임상시험;IND 승인;드럭리포지셔닝; 2. Anticancer adjuvant;Radiosensitizer;Clinical trial;IND approval;Drug Repositioning;

□ 연구개요 Nuclear receptor coactivator 6 (NCOA6)는 핵수용체 및 기타 여러 가지 전사인자들의 transcriptional coactivator로서 작용한다. Ncoa6 general KO 마우스는 배아상태에서 치사하기 때문에, 본 연구실은 간 조직 선택적으로 NCOA6 발현을 억제시킨 liver-specific Ncoa6 KO (Ncoa6 LKO) 마우스를 제작하였다. Ncoa6 LKO 마우스를 사용하여 NCOA6의 기본적 대사 기능을 조사한 결과, Ncoa6 LKO 마우스의 혈중 glucose와 insulin은 야생형과 비슷한 수준을 나타냈으나, glucose tolerance, insulin sensitivity 및 pyruvate tolerance는 더욱 개선된 결과를 보여주었다. 분자수준에서 Ncoa6 LKO 마우스는 fasting에 의한 phosphoenol pyruvate carboxykinase 1 (Pck1), glucose 6-phosphatase (G6pc) 등의 gluconeogenesis 관련 유전자의 발현 증가가 보이지 않았는데, 이는 glucose 생성량의 감소를 설명해 줄 수 있는 결과였다. Ncoa6 LKO 마우스로부터 분리한 primary hepatocytes에 adenylyl cyclase activator인 forskolin을 처리한 후에도 야생형에서 보여지는 Pck1과 G6pc 유전자의 발현 증가가 관찰되지 않았다. 반면에 Creb, Foxo1, Pgc1a 등의 다른 gluconeogenic 유전자의 발현은 야생형과 LKO 간에 차이가 없었다. 마우스의 fasting 또는 primary hepatocyte의 forskolin 처리시에 증가되는 CREB 인산화 과정도 야생형과 LKO 간에 유사한 정도를 보였다. 흥미로운 사실은 CREB이 NCOA6와 단백질 interaction을 함을 증명하였다. 더 나아가 CREB에 의한 Pck1과 G6pc 유전자의 promoter 활성을 NCOA6가 더욱 강화함을 확인하였다. 이러한 효과가 Pck1과 G6pc 유전자의 promoter 내에 존재하는 CRE sequence를 mutation 시킬 경우는 사라졌다. 이들 결과들을 통해 NCOA6가 CRE에 결합하는 CREB 단백질의 transcriptional activity를 강화함으로써 PCK1과 G6PC의 발현을 증가시켜 포도당 신생합성을 조절할 수 있음을 규명하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 전사활성조인자 NCOA6가 결핍된 마우스에서 pyruvate tolerance가 증가한 선행연구 결과를 바탕으로, NCOA6가 gluconeogenesis 관련 효소들의 발현에 미치는 영향과 이에 대한 조절 기전을 규명함으로써, gluconeogenesis 조절을 통한 제2형 당뇨병 치료제 개발의 신규 표적을 확보하는 것을 목표로 했다. 연구수행결과 NCOA6가 gluconeogenesis 과정의 핵심효소인 PCK1과 G6PC 의 발현에 필요하며, 그 기전은 Pck1과 G6pc 유전자의 CRE region에서 전사인자 CREB에 대한 coactivator로서 작용함을 규명하였다. 따라서 gluconeogenesis 관련 유전자의 발현시 CREB과 NCOA6간의 interaction을 표적으로 제2형 당뇨병 치료제 개발의 가능성을 제시하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 연구개발성과의 활용계획 본 연구개발성과를 기반으로 NCOA6를 gluconeogenesis를 조절하는 새로운 인자로서 활용할 수 있다. 학문적으로는 gluconeogenesis 과정을 조절하는 전사수준의 기전을 더욱 구체적으로 규명한 것으로서, 이전까지 gluconeogenesis 조절에 관여한다고 알려진 전사 관련 다양한 인자들과의 상호작용 및 균형에 대한 후속 연구의 근거로 활용 될 수 있다. 또한, 응용개발의 측면에서 작용기전 상 NCOA6의 작용점을 표적으로 하여 gluconeogenesis 과정을 제어할 수 있는 수단을 개발함으로써 당뇨병치료제 개발연구에 활용할 수 있다. 2) 연구개발성과의 기대효과 본 연구개발성과를 통해, 우리는 과학기술적 측면에서 대사유전자를 포함한 모든 유전자의 전사조절 과정에서 전사조인자의 작용 방식과 다양한 방향성에 대한 이해를 심화시킴으로써, 생체 현상을 조절하는 유전자 수준의 과정에 전사조인자가 가지는 의미와 비중에 대해 연구자들이 인식하게 되는 계기를 제공하고, 한편 gluconeogenesis 같은 생체 항상성 유지를 위한 과정을 인위적으로 조절할 수 있는 새로운 기술개발에 기여할 것으로 기대된다. 경제·산업적 측면에서는 인류가 겪고 있는 가장 보편적인 만성질환 중 하나가 제2형 당뇨병이기 때문에, 관련 연구 성과가 제품개발로 연계될 경우 얻을 수 있는 국가 경제와 산업 발전에 미치는 긍정적 파급효과는 매우 클 것으로 예측할 수 있다. 사회적으로는 서구화된 식습관이 보편화 되어 가고 있는 현대사회에서 더욱 유병률이 증가하고 있는 질환을 치료 또는 관리함으로써, 지속가능한 인류사회의 안정적 발전에 기여할 수 있을 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승환
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 핵수용체 전사활성조인자-6;포도당 신생합성;포스포에놀피루브산 카르복시키나아제;글루코스 6-포스파타아제;전사활성조인자; 2. nuclear receptor coactivator-6;gluconeogenesis;phosphoenolpyruvate carboxykinase;glucose 6-phosphatase;coactivator;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 제6차 원자력진흥종합계획 수립과 연계한 연구개발부문(원자력, 방사선) 구체적인 추진전략 마련 - 국가 원자력 정책수립, 국제협력 동향 파악 및 분석 등 대내외 정책환경이 반영된 제6차 원자력진흥종합계획 수립에 필요한 기획자료 생산 - 급변하고 있는 에너지 및 원자력 이용 환경을 분석하여 미래 지향적인 원자력 이용개발 전략 마련 추진 ◼ 전체 내용 ○ 원자력 진흥종합계획 수요조사와 연계한 기술수요조사 및 결과분석 ○ 주요 연구개발 분야 선정 및 분야별 중점 프로그램 도출 - (주요 분야) 안전, 환경, 방사선, SMR(Small Modular Reactor, 소형모듈원자로), 미래혁신 등 - (중점프로그램) 분야별 중점프로그램 도출(총 18개 도출) ○ 중점프로그램별 전략과제, 우선순위, 로드맵 등 상세기획 - 산학연 전문가 위원회 구성 및 운영을 통해 상세 기획 비전 및 기본 방향 설정 - 주요 분야별 위원회 운영을 통해 정책 추진전략, 추진전략별 목표, 세부 이행방안 도출 □ 연구개발성과 ○ 과기부․산업부 공동 수립하여 관계부처의 소관사항 추진계획이 상호 연계하는 실효성 있는 원자력진흥종합계획 수립과 연계한 연구개발(원자력, 방사선) 계획 수립 ○ 전문가, 일반인 등의 토론회, 공청회 등의 다양한 의견수렴을 통해 마련되는 미래지향적이고 소통하는 양방향 계획 수립 - 원자력 현안(안전, 사용후핵연료)에 기술적 해법 제시 및 미래 유망기술 적극 발굴 - 시장 변화(대형원전 건설·운영 → SMR·해체) 대응 연구개발 본격 추진 - 원자력 기술의 다목적 응용(수소생산, 우주·해양·극지 등) 및 첨단기술 융합 강화 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 국가 최상위 원자력 진흥정책인 제6차 원자력진흥종합계획의 실천 전략을 수립함에 있어 실행가능성이 높고 구체적인 연구개발전략을 수립함으로써 원자력 R&D가 미래 사회에 기여할 수 있는 보다 현실적인 기틀 마련 ○ 기술적 측면 - 초안 작성 단계부터 관계부처와의 긴밀한 협의를 통해 의견을 반영하여, 원자력분야의 국가 최상위계획인 원자력진흥종합계획의 실행력 강화에 기여 - 미래 고성장이 예상되는 분야를 중심으로 신산업을 발굴하고 원자력/방사선 분야의 지속가능한 성장을 위해 필수적인 핵심 원천기술 확보에 기여 ○ 경제적․산업적 측면 - 장기 비전과 실행력을 갖춘 국가 진흥계획을 제시함으로써 정책 불확실성을 감소시켜 관련 산업계 및 연구계의 효율적인 사업 전략 수립에 기여 - 국가차원에서 해결해야 할 사회·환경문제 중 방사선 기술로 해결 가능한 문제를 파악하고 구체적인 해결방안을 제시하여 국민 삶의 질 향상에 기여 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 강보선
• 주관연구기관 : 한국연구재단
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 원자력진흥계획;원자력연구개발;방사선진흥계획;방사선연구개발;원자력정책; 2. Comprehensive Nuclear Energy Promotion Plan;Nuclear Energy R&D;Comprehensive radiation Promotion Plan;Radiation R&D;Nulear Energy Policy;

□ 연구개요 두경부암(침샘암, 후두암)은 조기발견이 어렵고 수술 및 방사선 치료 후 구강건조증과 같은 많은 기능장애를 유발한다. 구강건조증에 적용하는 타액 분비제인 필로카핀(pilocarpine) 또는 cevimeline는 치료반응율이 50% 이하이며 발열, 오심, 무기력증과 같은 부작용이 발생하여 장기간 사용이 어렵다. 이로 인하여 타액 분비제를 투여하지 않고 구강건조증을 치료하고자 하는 연구들이 이루어지고 있으며 특히, 세포치료제를 활용한 재생치료 연구가 진행되고 있으며 주로 성체 줄기세포를 침샘으로 분화시키거나 침샘의 primary cell을 hydrogel이나 matrigel과 혼합하여 3차원 복합체 상태로 병변에 이식하여 조직을 재생시키고자 하는 연구가 이루어지고 있으나 부분적인 구조의 개선은 보이나 완전한 침샘 구조 및 침 분비와 같은 기능적인 재생효율이 낮다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 손상된 침생의 완전한 구조적 재생 및 침샘 분비 개선을 위한 재생치료제 개발을 위해서 환자의 자가 침샘 줄기세포를 이용하여 만든 오가노이드를 활용하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ⦁ 마우스 침샘 조직에서 줄기세포를 분리하여 오가노이드를 형성함. 오가노이드는 계대배양을 거듭할 수 있었고, 시간에 따라 자연적으로 침샘 특이적인 분화 마커가 발현하는 것을 통해 분화능을 확인함 ⦁ 사람 침샘 조직에서 줄기세포를 분리하여 오가노이드를 형성함. 오가노이드는 분화를 유도한다고 알려진 인자 Isoproterenol의 첨가를 통해 분화능을 확인함 ⦁ 구강건조증을 가진 마우스를 모델링하기 위해 정상 마우스의 침샘 부위에 15gy의 방사선을 조사한 결과 침 분비량이 급격히 떨어지고 침샘의 크기가 줄어드는 것을 확인하여 모델링이 성공적으로 이루어졌음을 증명함 ⦁ 구강건조증 마우스 모델에 마우스 침샘 오가노이드를 이식한 결과 손상을 입은 침샘에 생착과 분화가 이루어졌고, 침 분비량이 늘어난 것을 확인할 수 있었음 ⦁ 사람 오가노이드를 면역력 결핍 마우스인 nsg에 이식한 결과 줄기세포가 침샘에 잘 생착된 것을 확인하여 이식을 통한 구강건조증 개선에 대한 가능성을 보여줌 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 환자의 조직에서부터 유래한 오가노이드 제작을 통해 맞춤형 치료기술 개발에 기여함. 성체줄기세포의 nich를 모사하여 오가노이드를 제작하기 때문에 조직 재생, 바이오마커 발굴뿐만 아니라 신약 스크리닝, 유전자 치료 등을 위한 플랫폼 기술에도 활용이 가능함. 또한 성체줄기세포-오가노이드 제작 기술에 근거한 다양한 조직 재생 관련 연구 개발에 기여함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전덕희
• 주관연구기관 : 차의과학대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 구강건조증;침샘;오가노이드;비임상 시험;임상시험계획 승인; 2. xerostomia;salivary gland;organoid;preclinical;IND;

Ⅳ. 연구개발결과 • 임상시험 전용으로 구축한 가속기의 고출력 고주파 테스트 및 실시간 모니터링 구축과 단일 펄스전원장치에 고압 디바이더를 이용하여 전자총과 마그네트론 연동 가동 구현. • 임상시험용 실험실의 사용허가를 위한 구동 콘솔, 인터락, 모니터링 시스템 개발 및 구축. • 매달 정기적으로 가동하며 빔서비스를 제공하는 연구용 가속기의 안정적 구동을 위한 유지/보수 작업 수행 및 실험 특성에 따라 가동하도록 제어 패널 및 펄스 고전압 및 전류를 실시간 모니터링 시스템 구현. • 전자총 특성 연구를 위한 검증장치 및 정밀 측정 시스템 구축하였으며, Wire-scanner의 Fork의 업그레이드를 통해 빔 프로파일을 전자총 출구로부터 4 mm 떨어진 위치까지 근접하게 측정 가능하도록 구현함. • 전자총 내부 부품의 정밀정렬제어 및 생산 수율 향상을 위해 설계 업그레이드 및 제작을 통해 성능 검증하여, 3개를 제작 완료함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 임희진
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 방사선치료기;펄스전원장치;인터락;전자총;고선량률; 2. Radiation Therapy machine;Pulse modulator;Interlock;Electron-gun;High dose rate;

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 저선량 방사선의 치료 효능 중 관절염에 대한 통증 완화가 보고됨. 하지만 정확한 기전 규명이 되지 않아 본 연구에서 저선량 방사선의 염증 유도 사이토카인 조절 기능을 확인 하고자 함 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 1. 선량별 저선량 방사선의 염증 인자 발현 조절 차이를 비교 2. 새로운 HuR 매개 저선량 방사선 민감 생체 지표 발굴 확인 Ⅳ. 연구개발결과 ❍ LPS 유도 사이토카인의 단백질 발현을 선량별 저선량 방사선 조사 후 면역염색법, 웨스턴 블롯 및 ELISA법으로 확인 비교 확인 ❍ 저선량 방사선 조사 세포에서 HuR에 결합되는 RNA 부분에서 새로운 유전자 발굴하고 HuR 매개 여부를 RT-PCR법, 웨스턴 블롯 으로 확인 Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 ❍ 저선량 방사선 치료분야의 확대 기대 ❍ 저선량(률) 방사선의 생체 영향에 대한 과학적 자료 확보 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 손태건
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 저선량(률) 방사선;항염증 효과;피폭 생체 지표;RNA 결합 단백질; 2. low-dose (rate) radiation;anti-inflammation effect;exposure biological indicator;RNA binding protein;