□ 연구의 목적 및 내용 < 최종목표 > 의료영상의 자동 분류 및 전처리를 통해 영상 빅데이터 및 인공지능을 위한 데이터웨어하우스의 품질을 향상. < 연구내용 > ○ 1-2차년도 - DICOM 영상의 내용과 헤더정보로 검사 및 시리즈 종류의 자동 분류 - DICOM 영상의 내용과 헤더정보로 재생성된 검사 및 시리즈이름을 PACS DB에 저장된 정보와 비교 - DICOM 파일의 오류 검출 - 1차년도 외부영상 핵의학검사(PET, 뼈스캔 등)에 대해 시행 - 2차년도 외부영상 검사(CT, MR, US 등)에 대해 시행 ○ 3차년도 - 인공지능 연구에 사용하기 쉽도록 초음파영상의 전처리를 시행 - DICOM 영상에서 초음파 영역을 검출하여 crop - 영상의 병변주위에 표시된 annotation을 제거 - 영상의 annotation 위치를 추출하여 인공지능의 관심영역으로 사용할 수 있도록 함 □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > ○ 영상정보 저장상황 보고서 ○ DICOM 영상을 이용한 검사이름 및 시리즈 이름을 유추하는 프로그램의 개발 ○ 초음파 DICOM 파일에서 영상추출, 마커제거 등을 수행하는 프로그램의 개발 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 영상빅데이터 및 인공지능을 위한 데이터웨어하우스 품질 향상 ○ 연구자들의 영상을 이용한 인공지능 연구 아이디어의 실현 가능성을 높임 ○ 영상데이터 수집 및 클리닝에 소요되는 연구기간을 단축 ○ 국립암센터 외 여러기관 영상을 데이터웨어하우스에 추가하여 인공지능 연구결과의 신뢰성을 높임 ○ 머신러닝 학습이 가능한 데이터 기반을 구축하여, 국가 암 빅데이터로 확대할 수 있으며 연구자 맞춤형 DB를 제공 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김태성
• 주관연구기관 : 국립암센터
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 영상정보;인공지능;데이터웨어하우스;핵의학; 2. Imaging Information;Artificial Intelligence;Data Warehousing;DICOM;Nuclear Medicine;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 복제 단백질 MCM 발현 저해 물질인 Cedrol의 target 단백질의 발견과 신경퇴행성 질환과의 작용 메커니즘 연구를 통한 multifunctional drug으로써의 가능성 검토 ○ 전체 내용 MCM 발현 조절 물질인 cedrol의 항암 및 신경보호효능을 in vitro/in vivo에서 확인하고 작용기작을 규명함으로써 multifunctional drug으로의 가능성을 확립함 ▪ A549와 U937 세포주에서 G1 arrest 및 apoptosis 유도 기작 규명 ▪ A549와 U937 세포주에서 MCM 발현 저해 기작 규명 ▪ Cedrol의 target 분자 분석을 통한 in vitro 항암작용기작 규명 - Cedrol 과 직접 결합하는 target 분자 확인 - Upstream pathway 의 조절 기작 확인 ▪ Xenograft model에서 항암 효능 및 분자기작 규명 - Cedrol 투여 방법에 따른 항암 효능 확인 - 적출 종양의 면역 염색을 통한 타겟 분자 확인 ▪ Cedrol의 신경세포 보호 효능 및 신경퇴행성 질환의 치료 가능기작 규명 - 신경독소 성분 처리된 신경세포 SH-SY5Y에서 Cedrol 의 세포생존율 및 단백질 발현 변화확인 - 신경세포주에서 Cedrol에 의한 MCM 단백질 발현변화 확인 - 신경세포내 타겟 분자 확인 ▪ 파킨슨병 동물모델에서 Cedrol의 효능 및 관련기작 규명 - 운동테스트를 통한 Cedrol의 신경보호 효능 확인 - Cedrol에 의한 타겟 분자의 위치 및 발현 변화 확인 - Cedrol에 의한 MCM 단백질 발현 변화 검토 □ 연구개발성과 ▪ MCM 발현 억제 물질인 cedrol은 A549와 U937에서 G1 arrest와 Apoptosis 유도 ▪ Cedrol이 직접 결합하는 target 분자는 α-enolase이고, cedrol 처리에 의해 cytosolic α-enolase감소하고 nuclear mbp-1 증가함 ▪ in vivo에서 cedrol의 항암효능 확인 및 조직염색에서 MCM발현 감소함 ▪ 6-OHDA 처리된 SH-SY5Y에서 cedrol의 신경세포 보호 및 MCM 발현변화 확인 ▪ 파킨슨병 동물모델에서 cedrol의 인지능력 개선 효과 및 MCM 발현 증가함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▪ Cedrol의 MCM 단백질, α-enolase, α-synuclein 등의 다양한 표적을 가지는 multifunctional drug으로의 가치를 알리는 중요한 결과임. 따라서 이후 multifunctional drug 으로 만성질환 치료의 후보물질 가능성 ▪ 항암 및 항암보조식품, 신경세포 보호 효과를 가지는 보조 식품 등으로 개발하기 위한 제형 연구를 통해 산업화 추진 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 권현주
• 주관연구기관 : 동의대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 다중표적약재;세드롤;MCM 단백질 발현저해;항암;신경세포보호; 2. Multifunctional drug;Cedrol;downregulation of MCM protein expression;Anticancer;Neuro-cell protection effect;

□ 연구개요 급성췌장염은 임상에서 흔하게 볼 수 있으며 발생률이 증가하고 있는 질병이다. 급성 췌장염 환자는 대부분 보존적인 치료로 증상이 좋아지나 20-25%에서는 장기 부전을 동반한 중증췌장염으로 진행하여 중환자실 치료가 필요하며 전체 급성췌장염 환자중 2-9%는 사망할 수 있다. 특히, 췌장염으로 인한 사망은 5-7일 내에 발생하므로 초기치료가 매우 중요하다. 하지만, 현재까지 치료 방법은 금식 및 수액요법 이외 효과가 입증된 다른 약물 치료는 없다. 급성췌장염에 대한 연구가 오랜 기간 되고 있으나 아직까지 제대로 된 치료제가 없다. 급성췌장염 시작단계는 췌장 세포를 손상하는 세포엽세포 내 변화와 nuclear factor-kappa B (NF-κb)를 통한 췌장내 국소 염증 반응이 시작되는 단계이다. 여러 연구에서 NF-κB를 억제하는 실험을 해보았으나 실질적으로 직접 억제하는 치료제는 없었으며, 실험에서 억제한다고 하여도 임상에서는 모두 실패하였다. 실패한 원인으로는 NF-κB를 효과적으로 억제하지 못한 점, 환자들이 이미 염증반응이 시작된 이후에 와서 효과가 적었던 점, NF-κB외에 다른 염증 매개체들을 억제하지 못한 것으로 분석하고 있다. 또한, NF-κB외에 다른 염증관련 경로를 밝혀 췌장염의 기전을 이해한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 급성췌장염 코호트 구축 급성췌장염 환자 코호트를 구축하고 매년 100명 이상의 환자를 등록하여 현재 350여명의 데이터를 가지고 있다. 타기관과의 협업을 통해 연구의 범위를 넓히고 추가 연구에 따라 더 많은 연구결과가 나올 것으로 기대된다. 2. 기초실험 기초실험의 기반을 마련하고 추가적인 연구가 가능하도록 세팅하였다. 기초연구는 시간도 많이 걸리고 결과가 나오기까지 반복적인 실험이 필요하므로 추후 여러 개의 연구결과들이 나올 것으로 기대한다. 3. 연구결과 임상연구와 기초연구를 진행하면서 총 4편의 논문을 발표하였다. 각종 학회에서 연구결과를 발표하였고 한 차례 수상도 하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 췌장염에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있지만 현재까지 병태생리에 대한 이해도가 부족하고 치료도 금식과 수액요법 외에는 큰 변화가 없는 상황이다. 이번 연구를 통해 급성췌장염과 FGF21 연관성에 대한 몇 가지 연구를 진행하였다. 총 4편의 논문을 통해 FGF21과 급성췌장염의 중증도와 밀접한 관계가 있음을 밝혔다. 향후 기초 연구에도 도입하여 급성췌장염의 병태생리를 더 깊게 이해하고 치료에도 적용해보고자 한다. 췌장염 코호트 구축은 앞으로도 계속 이어나가서 향후에도 새로운 연구결과들이 나올 것으로 기대하고 있다. 연구 결과들을 더 다듬어서 급성췌장염에 대한 개념을 잡고 새로운 방향에서 질병에 대해 접근하고자 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이경주
• 주관연구기관 : 한림대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 급성췌장염;바이오마커;중증도;치료제; 2. Acute pancreatitis;Biomarker;FGF21;Severity;Treatment;

□ 연구개요 본 연구에서는 1. 뇌졸중 동물모델을 활용하여 compensation mechanism,과 recovery mechanism을 신경학적 그리고 운동학적 수준에서 명확하게 규명하고 2. 방사광을 기반으로 뇌졸중 동물모델의 근육조직을 3차원 모델링 및 최적화 연구를 수행하여 이를 토대로 3. 뇌졸중 환자의 compensatory movement 감소시키고 recovery movement를 증가시키는 질적 향상 운동 프로그램을 제시하고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 - Stroke 모델링을 실시하고 뇌졸중 흰쥐모델을 대상으로 forelimb과 hindlimb의 행동학적 평가를 통하여 compensation movement를 분석하였다. 또한 뇌졸중 흰쥐모델의 histologic analysis를 통하여 흰쥐 brain의 motor cortex의 BDNF와 NGF의 발현양상 관찰하여 뇌졸중 흰쥐모델의 뇌조직 손상 및 회복과 이와 관련한 행동양상 변화를 분석하였다. - 동물모델을 활용하여 muscle tissue와 bone tissue을 면밀하게 분석하였다. bone tissue 분석을 위하여 micro CT, Phase contrast X-ray microtomography를 활용하였으며 muscle tissue 분석을 위하여 Phase contrast X-ray microtomography를 활용하였다. 특히 하나하나의 muscle fiber의 내부구조를 Hard X-ray nanotomography를 활용하여 3차원적으로 분석하였다. - 뇌졸중 환자의 보상적인 움직임을 감소시키고 질적 움직임 향상을 이끌어낼 수 있는 운동 프로그램 활용 방법에 대하여 연구하였다. Trigger FES 자극 & 거울치료 적용방법에 대하여 조사하였고 치료 이후 균형능력과 보행능력 증진을 통하여 뇌졸중 환자의 전반적인 질적 움직임 수준을 향상을 확인할 수 있었다. Task specific training 적용방법에 조사하였고 Task specific training이 뇌졸중 환자의 spasticity를 감소시키고 고유수용성 감각능력 증진시켜 뇌졸중 환자의 움직임을 개선하고 보행과 일상생활 동작에 도움을 줄 수 있음을 확인하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 신경학적인 변화와 연관하여 움직임 손상을 이해할 수 있는 중요한 메카니즘을 제시하였다는 점에서 중요한 의미가 있으며 추후 뇌손상으로 나타나는 운동양상을 파악하는 연구를 진행하는데 있어 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. - 방사광을 활용한 생체조직의 미세구조 분석의 효용성에 대하여 확인하였으며 추후 동물조직의 내부 세부구조를 명확하게 관찰하는데 있어 본 연구의 결과가 효과적으로 활용될 것으로 보인다. 또한 연구에 활용된 3차원적인 미세구조 분석을 통해 병리학적 메카니즘과 회복 메카니즘 연구의 고도화가 이루어질 것으로 판단된다. - 본 연구에서 뇌졸중 환자의 움직임을 개선할 수 있는 운동 프로그램을 조사하여 적용 이후 그 효과를 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 제시한 운동 프로그램이 뇌졸중 환자의 잠재력을 향상시키고 기능 능력 수준을 향상시키는데 크게 기여할 수 있음을 나타내는 것이며 나아가 본 연구에서 제시된 운동 프로그램의 적용은 뇌졸중 환자의 치료로 인한 사회적, 경제적 비용을 절감하는데 크게 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장상훈
• 주관연구기관 : 한국교통대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 뇌졸중;보상작용;근육;방사광가속기;질적 움직임; 2. stroke;compensation;muscle;synchrotron radiation;qualitative movement;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 금속수소화합물의 수소 저장 능력 향상과 이를 위한 핵자기공명기법 개발 ○ 전체 내용 ● 다양한 크기와 특성을 갖고 있는 mesoporous materials(기공 구조물)에 금속수소화합물을 침윤(infiltration)시켜 수소 기체의 탈착/흡착을 향상시키는 과정을 물리화학적으로 이해함. ● 금속 촉매가 금속수소화합물의 산화 및 수소 탈착에 미치는 영향을 확인함. ● 금속수소화합물의 산화정도가 수소 탈착 온도에 미치는 영향 파악함. ● 기공 구조물의 물리화학적 특성을 파악함. □ 연구개발성과 ● 고체 핵스핀 이완 현상이론으로 LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 금속수소화합물의 BH₄ 원자단의 회전 운동에 대한 정밀한 해석과 함께 열역학적 함수값을 측정함. ● MCM-41과 ZSM-5, SBA-15 제올라이트에 침윤된 Mg(BH₄)₂의 탈수소화 과정 확인함. 기공 구조에 따른 큰 차이를 보이지는 않음. ● MCM-41 기공 속에 침윤된 Mg(BH₄)₂과 MCM-41 고체 표면에 침착된 Mg(BH₄)₂의 수소 탈착 반응에 대한 DSC 측정 연구를 수행함. ● LiBH₄ , Mg(BH₄)₂ 화합물에 대한 촉매 (ScCl₃, TiF₃, NiCl₂) 효과를 검증하고, 촉매의 첨가량에 따른 탈수소화 반응 온도의 변화를 측정함. ● LiBH₄, Mg(BH₄)₂와 Ca(BH₄)₂ 등의 붕화수소화합물이 산화되어가는 속도 및 산화정도에 따른 탈수소화 온도의 변화를 측정함. 산화의 정도가 미치는 영향은 미미함. ● 붕화수소화합물의 산화에 대한 금속 촉매의 영향을 파악함. 금속 촉매의 산화 방지 및 탈수소화 온도에 미치는 영향은 미미함. ● 금속수소화합물을 침윤시킬 기공 구조물의 하나로 제올라이트의 내부 구조에 대한 실험을 수행함. CPMAS와 REDOR 기법을 활용하여 인으로 개질된 제올라이트 내부의 화학적 특성을 파악함. 알루미늄에 결합되지 않는 인 화합물은 열화 과정에 의해 제거되었고 알루미늄에 결합한 인 화합물은 열화 과정 중에도 살아남아 산 촉매로서의 기능을 할 수 있는 구조를 유지함을 확인함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 사중극자 핵스핀-격자 이완 현상에 대한 분광학적 이론 및 동력학적 해석에 대한 결과를 이용하여 topological insulator와 같은 물질의 전기적 특성을 확인하기 위한 electron band structure 연구에 활용함. ● 금속수소화합물의 특성 개선 및 물리화학적 특성 연구에 활용함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김철
• 주관연구기관 : 한남대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 금속수소화합물;수소저장물질;핵자기공명분광학;사중극자원자핵;금속촉매; 2. Metal hydrides;Hydrogen storage materials;Nuclear magnetic resonance spectroscopy;Quadrupolar nuclei;Metal catalysts;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 도로분해능 해상도의 태양복사-노면온도-수막두께정보를 연계한 도로결빙 시공간 예보시스템 개발 ◼ 전체 내용 ㅇ 도로분해능 해상도의 노면온도예측 모델링을 위한 최신 GIS DB 구축 ㅇ 결빙위험 대상지역의 수치모델 입력자료 실시간 수집모듈 개발 ㅇ 도로분해능 태양복사모델 복사플럭스 산출체계 구축 ㅇ 열수지기반 노면온도예측모델의 노면온도 산출체계 구축 ㅇ 도로 수막정보예측모델 구축과 수막두께정보 산출 ㅇ 도로 노면결빙 기상 지형 기하구조 조건별 영향인자 분석 ㅇ 도로결빙판단 알고리즘 개발 ㅇ 도로결빙 시공간예측 자동화 시스템 구축 ◼ 1년차 ❏ 목표 ㅇ 도로분해능 태양복사모델과 노면온도예측모델 연계구축 ㅇ 도로 노면결빙 영향인자 분석 및 예측 알고리즘 개발 ❏ 내용 ㅇ 도로분해능 해상도의 노면온도예측 모델링을 위한 최신 GIS DB 구축 ㅇ 결빙위험 대상지역의 수치모델 입력자료 실시간 수집모듈 개발 ㅇ 도로분해능 태양복사모델 복사플럭스 산출체계 구축 ㅇ 열수지기반 노면온도예측모델의 노면온도 산출체계 구축 ㅇ 태양복사모델과 노면온도예측모델 커플링기술 개발 ㅇ 도로 수막정보예측모델 구축과 수막두께정보 산출 ㅇ 도로 노면결빙 영향인자 분석 및 예측 알고리즘 개발 ㅇ 노면결빙 예측모형 검증을 위한 테스트베드 구간 선정 및 측정장비 구축 ◼ 2년차 ❏ 목표 ㅇ 도로분해능 노면온도 및 수막두께 예측모델 검증과 실시간 운영체계 구축 ㅇ 도로 노면결빙예보시스템 개발 ❏ 내용 ㅇ 노면온도 및 수막두께 예측모델 체계 검증 ㅇ 노면온도예측모델 연계체계 개선과 실시간 운영체계 구축 ㅇ 도로 노면결빙예보시스템 설계 ㅇ 도로 노면결빙예보시스템 개발 □ 연구개발성과 ㅇ 태양복사-노면수막-도로기하구조 연계 도로분해능 해상도의 노면온도예측모델과 실시간 운영체계 ㅇ 잠재적 도로결빙조건을 고려한 도로결빙 시공간 예보시스템 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ㅇ 기존 노면온도예측모델 및 예보시스템 대비 해상도 및 정확도 향상 기술 확보 - 기상 기후 정보 및 교통정보 등의 융합을 통해, 보다 진보적인 기술 적용으로 도로교통 산업기술 발달에 기여 ㅇ 국내외 도로결빙 상습 ‐ 취약구간의 사고 예방 및 관리 등 통일된 도로결빙 대응체계 구축 및 시스템 기술 확보 - 경험적 판단의 제설작업으로 인한 인적 오류 최소화 및 도로결빙으로 인한 교통사고감소, 사망자 및 부상자 최소화 등 교통사고로 인한 사회적 피해 저감 ㅇ 겨울철 도로결빙 상습 ‐ 취약구간 안전시설 적정 설치 위치 및 기준 마련 활용 - 겨울철 도로의 잠재적 위험 구간 해소 등 도로교통 안전도 향상 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 이채연
• 주관연구기관 : 한국외국어대학교
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 노면온도;수막두께;노면상태;도로결빙;결빙예보; 2. Road Surface Temperature;Water depth;Road Surface Characteristics;Road-freezing;Road-freezing forecasting;

연구개요 호산구는 알레르기 염증반응에서 종결자/파괴자 역할을 수행하는 염증세포이다. lysophosphatidylserine (LysoPS)은 lipid 계통의 새로운 “염증-매개인자”로서 P2Y10를 비롯하여 3종의 GPCRs을 활성화한다고 알려짐. 본 연구에서는 ① LysoPS로 호산구를 자극시 핵내의 DNA가 밖으로 배출되는 이른바 eosinophil extracellular trap (EET)를 강력하게 유도하는 새로운 기능을 동정하였음 이 때 necrotic cell death가 동반됨. ② 난치성 천식 환자의 호산구는 비난치성환자의 호산구와 비교할 때 P2Y10의 과발현, LysoPS에 반응한 과도한 EET 생성 및 과도한 탈과립을 관찰함. 연구 목표대비 연구결과 1. LysoPS-EET의 동정 및 기전 규명 • LysoPS에 의한 EET 유도 최초 동정- 형태 및 분광 분석으로 증명 • (LysoPS에 의해 유도된) EET의 구성 성분 분석 - nuclear DNA (histones) 존재 증명 (mitochondrial DNA 부재 확인) • LysoPS-EET의 발생 기전: ROS-independent, PAD4-dependent • LysoPS-EET 시 cell death 동반 (universal mechanism으로 확립) • LysoPS-EET와 탈과립 관계: EET 시 강력한 호산구 탈과립 유도 • 호산구 활성화 cytokines (IL-5, eotaxin, GM-CSF)의 EET에 영향 없음. 2. 천식환자군에 따른 P2Y10 발현, LysoPS-EET의 생성 정도, 탈과립 정도의 상관성 평가 (난치성 천식의 병태생리와의 관련성 및 바이오마커 발굴 포함) • 중증난치성 천식 (n=31) 및 일반천식 환자 (n=30)의 호산구의 EET 유도 비교 분석 • P2Y10 (호산구의 LysoPS 수용체)의 발현 - 난치성 천식환자 호산구 > 일반 천식 환자 호산구 (통계적 유의) • LysoPS에 의한 호산구 탈과립 측정 (EDN degranulation) - 난치성천식 환자 호산구 > 일반천식 환자 호산구 (통계적 유의) • LysoPS-EET 정도: 난치성천식 환자 호산구 > 일반천식 환자 호산구 (통계적 유의 ) • 혈청내 EDN: 난치성천식환자 호산구 > 일반천식 환자 호산구 (통계적 유의) • 혈중 호산구 수치: 난치성천식 환자 호산구 > 일반천식 환자 호산구 (통계적 유의) 3. 기도상피세포에서 LysoPS에 의한 mucin 발현 동정/기전 • LysoPS-EET에 의한 MUC5AC 발현되지 않음 • LysoPS에 의한 강력한 MUC5AC 발현 유도 최초 동정 • LysoPS에 의한 mucin 발현 기전 규명 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1편의 논문과 (Kim HJ et al. Allergy, 2020)을 발표하였고 1편의 논문 (Sim MS et al. submitted to IJMS, under the review of the revised manuscript)을 발표함. ① LysoPS는 호산구의 EET/EETosis를 유발하는 강력하고 새로운 endogenous mediator임을 동정했다는 것이 큰 의의를 지님. 난치성 천식의 호산구는 P2Y10 발현, LysoPS에 반응하여 과도한 EET 유발 및 과도한 탈과립을 나타냈는데 ② 이러한 Lyso PS-P2Y10 axis가 난치성 천식의 병태∙생리의 주요 요인이 될 것인지를 결정하고, ③ LysoPS에 의해서 유도된 EET-탈과립단백과의 상관성을 분석을 통해서 LysoPS의 반응결과물이 미충족 수요인 난치성 천식과 알레르기 질환(아스피린과민성 천식, 재발성 축농증 등)의 새로운 바이오마커로도 이용할 수 있는 가능성을 타진할 수 있다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정일엽
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 호산구;리소인지질세린;호사구세포외덫;난치성천식;뮤신; 2. eosinophil;lysophsophatidylserine;eosinophil extracellular trap(EET);severe asthma;mucin;

□ 연구개발 목표 • 전사인자 기능제어를 통하여 염증성 자가면역 미세환경을 조절할 수 있는 맞춤형 신약개발 • 염증성 자가면역 미세환경을 유도하는 전사인자의 기능을 제어하는 단백질신약의 개발 및 작용기작 연구 □ 연구개발 내용 • 핵심 전사인자에 의하여 유도 발현되는 다양한 염증인자들로 구성된 염증성 자가면역 미세 환경은 자가 면역질환의 유도 및 진행에 핵심적인 병인요소로서, 이들 전사인자의 기능제어를 통한 염증 미세 환경의 제어는 first-in-class 맞춤형 미래신약전략임. • 본 연구에서는 in vitro and in vivo에서 이들 핵심전사인자 (NFkB, Tbet, GATA-3, Foxp3 및 RORgt)의 중요기능부분 (TMD=Transcription Modulation Domain)을 선택적으로 타겟 세포의 핵 내로 전달하는 단백질신약 (ntTF-TMD)을 개발하여, 유전적 변이가 없는 정상적인 생체환경에서 이들 신약의 자가면역 미세환경 제어에 의한 질환치료효과, 작용기작 및 선택성을 실시간 이미징 기술을 이용하여 검증한 다음, 전임상시험 단계로 진입하고자 함. • 특정한 타겟 세포에 ntTF-TMD를 전달할 수 있는 타겟 특이적인 ntTF-TMD를 제작하여 다양한 자가 면역질환 동물모델에 제작한 타겟 특이적인 ntTF-TMD를 주입하고 in vivo에서 질환 치료효과를 분석할 것임. □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) • ntTF-TMD와 이에 의해 병인적 T 세포를 기능 전환하는 새로운 유전자들에 대한 mAb/IgG-chimeric receptor는 염증성 자가 면역 미세 환경을 제어할 수 있는 first-in-class 맞춤형 미래신약이 될 것임. • 특정한 전사인자가 병인적인 역할을 하는 질환에서 전사인자의 기능을 제어할 수 있는 신약개발을 위한 핵심기반기술로서, 염증성 자가 면역질환뿐만 아니라 다양한 다른 질환들에 대한 새로운 치료제개발로의 큰 파급효과가 있음. • Specific T cell subset의 기능적 plasticity를 조절할 수 있는 ntTF-TMD를 이용하여 자가면역환경의 면역 밸런스를 바로 잡을 수 있으며, 이는 자가면역질환의 종류에 따라 환자를 선택적으로 치료할 수 있는 새로운 면역억제 치료제로 이용될 수 있음. • 특정 세포의 면역활성 전사인자를 조절할 수 있는 Target-specific ntTF-TMD는 기존의 mTOR, Calcineurin target 면역 억제제가 가지고 있는 side-effect를 최소한으로 하는 단백질신약으로 자가면역질환과 장기이식에 광범위하게 이용될 수 있을 것으로 예상됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이상규
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 자가면역질환;만성염증질환;T 세포 아형;전사인자;핵 내로의 단백질전달;염증미세환경;단백질 신약;면역 가소성; 2. Autoimmunity;Chronic inflammation;T cell subsets;Transcription Factor;Intra-nuclear delivery;Inflammatory micro-environment;Protein drug;immune system plasticity;

과제를 통해서 공중보건 위기대응 의약품 개발 및 긴급 공급을 위한 특별법에 따라 미국에서 시행하고 있는 동물규칙과 동물모델 인정프로그램을 조사하고, 동물모델을 정리 조사하였다. 이에 씨프로, 아베록스, 비에이티, 뉴포젠, 엔플레이트, 바이오락스가 사례로 추가 조사되었다. 동물모델 인정프로그램으로 야토병 모델이 조사 되었다. 이를 바탕으로 탄저병, 흑사병, 천연두, 보툴리눔 독소증, 소만, 시안화합물, 급성 방사선증후군에 사용되었던 동물 모델을 조사 정리하였다. 동물로는 비인간영장류, 토끼, 설치류, 갯과가 사용되었다. 지표로는 생존율이 주요 지표였고, 약물의 메커니즘에 따라 AchE 활성도, 혈소판 부피 등이 보조 지표로 활용되었다. 미국이 중점을 두고 있는 바이오 테러 카테고리 A 작용제 중심의 허가 의약품 동물 모델 이외에 가까운 미래의 위협으로 다가올 브루셀라증과 큐열의 동물 모델이 추가 조사되었다. 본 연구 조사 정리를 바탕으로 공중보건위기 대응 의약품 개발과 허가에 정책적 또는 기술적 참고 자료로써 도움이 될 것으로 기대한다. 조사 연구만으로는 미래의 위협에 대응할 수 없으므로, 후속적으로 실증적 모델 연구를 통해서 한국형 동물 모델 확립이 반드시 수반되어야 할 것이다. (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 이정훈
• 주관연구기관 : 나손사이언스(주)
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 동물규칙;유효성 평가;동물모델인정프로그램;브루셀라증;큐열; 2. Animal rule;Efficacy evaluation;Animal model qualification program;Brucellosis;Q-fever;

□ 연구개요 산화적 스트레스는 암을 비롯한 노화, 당뇨, 심장 질환 등을 유발하는 중요한 유발인자로 잘 알려져 있음. 이러한 산화적 스트레스를 조절하는 주요 인자 중 하나인 Nrf2의 역할이 중요하게 여겨짐에 따라, 본 연구 과제를 통해 Nrf2의 활성 및 저해 인자를 발굴하여 그 특성을 연구하고자 하고, 항암제 내성을 통해 얻어진 Nrf2 활성을 어떻게 제어할 수 있는지에 관해 기초적인 연구를 수행하여 항암제 내성 극복 전략을 수립하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구기간을 통하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었음. ○ 1차 년도 연구 목표는 Nrf2와 상호작용하는 미토콘드리아 단백질 관련 유전자 재조합 및 그 유전자 발현과 Nrf2와의 상관관계를 관찰하고자 함. 본 연구에는 Nrf2 단백질 활성이 새롭게 동정된 PFKP 단백질에 의해 어떤 영향을 받는지에 관한 내용으로, PFKP 재조합 단백질 재조를 통해 이 단백질이 미토콘드리아에 유치하고 있고, 과발현을 통해 Nrf2 활성이 저해됨을 관찰할 수 있었음. 반변 siPFKP 통해서는 Nrf2 활성 및 타겟 유전자의 변이가 발생하지 않았음. ○ 2차년도 연구 목표는 1차년도의 연구를 바탕으로 Nrf2 파트너 단백질이 미토콘드리아에서 어ㄸ허게 상호작용을 하는지 촞넘을 맞춰, 분자생물학적 기법 및 형광현미경을 이용하여 Nrf2 alc PFKP가 미토콘드리아 활성 및 형태에 어떻게 미치는가에 대한 내용임. 본 연구를 통해 Nrf2가 미토콘드리아의 PFKP와 직.간접적으로 결합을 하고 있음을 확인 하였음. 그러나 PFKP 과발현 자체가 미토콘드리아의 막전위 및 형태 (fission,fusion)에 주요하게 작용하지는 않음을 확인하였음. ○ 3차년도의 연구 목표는 Nrf2의 활성 저해가 PFKP 단독으로 이루어질 수 없다는 판단하에 기 선별된 파트너 단백질의 기능을 좀 더 세밀하게 연구 하고자 함. Nrf2의 negative 파트너로 선별된 ATAD3A 와 ClPP의 기본적 특성을 파악하고자 하였음. 단백질의 상호작용을 연구하기위해 제조합 단백질 제조가 이루어졌고, 상호작용을 알아보기 위해 AlphaScreen 방법을 하고자 였음. 3차년도의 성과는 Nrf2의 분해를 촉진하기위해 Nrf2-ATAD3-CLPP axis가 중요하다는 것을 기초실험을 통해 밝혔음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 Nrf2의 활성조절을 통해 항암제 개발을 하기 위한 초석으로 하고자 하였음. 현재 Nrf2가 과발현된 암세포는 항암제의 내성을 획득하여 치료가 용의하지 않기 때문에, 이를 전략으로 사용하여 Nrf2의 저해제 개발에 많은 연구가 이루어지고 있음. 또한 최근 CLPP 활성제가 항암제로 임상연구가 진행됨에 따라 Nrf2-CLPP 관련 연구가 활발하게 이루어져야 할 것으로 사료됨. 이를 통하여 항암제 내성을 통해 쉽지않은 항암전략을 새롭게 수립하고, 관련 약물 개발에 기초적 연구 지식을 습득하는 동시에 항암제 개발에 주요한 작용을 할 수 있을 것이라고 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정환
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 산화적스트레스;미토콘드리아;항암제내성; 2. Nrf2;PFKP;Mitochondria;CLPP;ATAD3A;