A Randomized Multicenter Noninferiority Trial Comparing Chemoradiotherapy Versus Esophagectomy After Endoscopic Submucosal Dissection for Superficial Esophageal Squamous Cell Carcinoma (ASSURE)

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 최근 내시경 기술의 발전과 screening 내시경 영향으로 표재성 식도암의 발견 빈도가 늘고 있으나 시술 전 평가를 통해 종양의 침범 깊이를 예측하기가 어려워 불필요하게 수술을 받기도 하고 내시경적 절제 후 추가 치료가 필요한 경우가 자주 발생함. 하지만 아직 표재성 식도암에서의 치료방침이 정립되어 있지 않아 본 연구는 내시경적 절제 후 완치에 도달하지 못한 표재성 식도암에서의 치료 가이드라인 근거 창출을 위해 추가 수술과 방사선항암치료를 비교 분석하고자 함. ◼ 전체 내용 1. 림프절 전이가 없는 표재성 식도암에서 내시경적 절제를 시행 후 최종 병리 결과 T1b(점막하 침범) 또는 lympho-vascular 침범이 있는 경우를 연구 대상으로 함. 2. 흉부 식도 또는 위식도접합부 편평상피암을 선정 기준으로 하고 재발성 식도암이거나 기저질환이나 임신 등의 이유로 방사선항암치료나 수술을 받을 수 없는 경우를 제외 기준으로 하여 최종 연구 참여자를 무작위 배정한 뒤 수술(Ivor-Lewis 수술 또는 McKeown 수술) 또는 방사선항암치료(5-FU 4000mg/m2/day on days 1-4 and 22-25 and CDDP 60mg/m2/day on day 1 and 22, radiation dose 50Gy/25Fr, 5days/week) 시행. 3. 각 군 당 목표 대상자 수는 94명이며 3년 생존율을 일차목표로 하여 Kaplan-Meier curve를 구하고 log-rank test로 비교. 이차목표로 1년/2년 생존율, 1년/2년/3년 무재 발생존율, 1년/2년/3년 삶의 질(SF-36, EQ-5D), 시술관련 합병증평가를 시행하고 log-rank test, unpaired t-test 또는 Mann-Whitn ◼ 1단계 ❏ 목표 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 인프라 구축 및 연구 개시 - 다기관 IRB 승인 및 프로토콜 관리 - eCRF 개발 (eVelos system) - 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 의 대상자 선별 및 등록 flow 수립 - 무작위 배정 결과에 따라 시행항 수술 또는 방사선항암치료의 기관별 표준화 - 연구 참여자의 의학적 관리와 정기적 추적관찰을 통한 연구대상자 안전성 관리와 질관리 ❏ 내용 - 다기관 다학제 컨소시엄 구축 - 프로토콜 개발 및 eCRF 개발 - 프로토콜 다기관 협의, clinical practice 의 다기관 표준화 - 무작위배정 대조실험연구(RCT)의 연구 대상자 선별 및 등록 - 무작위배정 결과에 따른 치료 수행과 의학적 관리 - 연구대상자 추적관찰 및 Safefy 관리 - 연구의 질 향상을 위한 노력(목표 등록환자수 상향조정, ESD 활성화와 등록 활성화를 위한 노력, 참여기관 확대) ◼ 2단계 ❏ 목표 다기관 무작위대조연구(RCT)의 대상자 등록 완료 및 임상시험의 안정적 수행 - 다기관 표준화 - 다기관 다학제 진료체계 유지 및 관리를 통한 프로토콜 관리 - 다기관 임상시험에 대한 모니터링 체계 구축 및 SAE, 프로토콜 위반 등의 질 관리 - eCRF 개발 및 자료 이관 (MyTrial) ❏ 내용 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 수행 - 다기관 다학제 무작위배정 대조실험연구(RCT) 의 대상자 선별 및 등록 (95% 등록 완료) - 무작위 배정 결과에 따른 치료 수행과 의학적 관리 - 연구대상자 추적관찰 및 Safefy 관리 - 연구대상자의 문제 해결을 위한 다기관 다학제 협의체 운영 - 국립암센터의 eVelos 계약종료에 따라 eCRF 를 MyTrial 로 다시 개발 및 자료 이관 - 연구의 질 향상위한 노력(ESD 활성화와 등록 활성화를 위한 노력, 참여기관 확대) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. 림프절 전이가 없는 표재성 식도암에서 내시경적 절제술을 시행한 뒤 점막하 침범 또는 lymphovascular 침범이 있어서 추가 치료가 필요할 때, 방사선항암치료가 생존율 측면에서 수술에 비해 비열등 함을 확인하여 새로운 치료 가이드라인을 정립할 수 있음. 2. 수술이 필요한 표재성 식도암 환자에서 방사선항암치료를 시행하고 수술과 비교 분석하여 그 치료 성적을 확인함으로써 대표적 비수술적 치료법인 방사선항암치료의 예후를 결정할 수 있음. 3. 방사선항암치료를 받은 표재성 식도암 환자의 불량한 치료 성적과 연관되는 요인을 찾아내어 수술적 치료의 필수 적응증으로 활용할 수 있겠음. 4. 한국형 다기관 다학제 연구의 모델 제시 1. 표재성 식도암에서의 치료 가이드라인을 정립할 수 있는 근거창출. 2. 수술이 어렵거나 수술을 원하지 않는 표재성 식도암 환자에게 비수술적 치료를 제공할 수 있는 근거마련 및 예후예측 가능. 3. 방사선항암치료 후 재발한 경우 요인분석을 통해 표재성 식도암에서 수술적 치료의 적응증에 대한 근거마련. (출처 : 요약문 4p)
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20230400
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300003229

Development of Blood-Brain Barrier Permeable Amphiphilic Polymer Nanocarrier for Growth Factor Protein Delivery to Counteract Aggregation of α-Synuclein in Parkinson's Disease and Tracking its Pathway via Neuronal Cell Imaging

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 The purpose of this work is to develop biodegradable amphiphilic copolymer coacervate-based blood-brain barrier permeable nano-sized delivery carrier for growth factor proteins to counteract aggregation of α-synuclein and track its mechanistic pathways via neuronal imaging. ◼ 전체 내용 • Two types of amphiphilic block copolymers will be synthesized with optimized chain length and functionalities – one of them will have polycation but the other polyanion as polyelectrolyte blocks while the lipophilic block will remain same in both of them. • Synthesized UCNPs of optimized size and brightness will be used as luminescence nano probe to track pathway of protein delivery via long time continuous 3D imaging of live-cell. Near Infra-Red (NIR) radiation will be used as excitation source (e.g., 980 nm, 808 nm, etc.) since they can excite UCNPs, do not damage cells and have high penetration depths. • Growth factor proteins to counteract aggregation of α -synuclein will be loaded on the copolymer (cationic/anionic) functionalized UCNP surfaces and protected from denaturation by the use of counter-ionic copolymer. • Finally, the protein (unmodified) loaded nano carrier(micelle, overall size <300 nm) will be made of dye tagged biodegradable amphiphilic copolymer to permeate BBB through 'transcellular lipophilic pathway'. This will not have any UCNP. • Thus, the final objective of this work is to concurrently and effectively establish both the therapeutic and imaging abilities to counteract aggregation of α-synu clein and track its pathway in neuronal cell which will contribute towards the treatment of Parkinson's Disease (PD). □ 연구개발성과 During this project the followings have been achieved, • Design and synthesis of polymer functionalized nanocarriers of optimized size for efficient uptake into neuroblastoma cells. • Developed a nanocarrier whose surface was modified with a pH-responsive polymer for the protection of therapeutic proteins and efficient delivery to cancer cells. • A technique has been developed to design sub-10 nm size nanoparticles using a rapid, single-pot and cost-effective method and employed for ROS detection in neuronal, kidney, and lung cells. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 The findings obtained through these studies can be used to develop effective nanocarriers for drug delivery to different cells including the neuronal cells across the blood-brain barrier. (source : Summary 2p)
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300006004

Development of MRI-based Radiation Exposure Bioimaging Technology

• 연구책임자 : □ 연구개요 • 생체 내 전자기 물성인 도전율을 신호화하는 도전율 영상은 방사선조사에 의해 이온화된 물 분자의 신호 변화를 높은 민감도로 감지할 수 있어 방사선 치료의 평가에 있어 객관성과 정확성을 획기적으로 증가시킬 수 있음 • 도전율은 물체의 고유물성이고 절태적인 수치로 표현이 가능하므로, 방사선 조사에 따른 조직 변화에 대한 정량화, 표준화 및 범주화가 가능함 • 일상생활의 방사선 노출 혹은 의료방사선에 의한 노출이 빈번하게 일어나지만, 방사선 노출에 의한 생물학적인 변화를 영상으로 예측 및 검증하거나 정량화하는 기술은 부족한 현실임 • 본 연구개발은 방사선 노출에 의한 인체 조직의 생물학적 영향을 자기공명영상기반 도전율 영상 기법을 이용하여 손쉽게 방사선에 의한 조직의 손상정도를 평가 가능한 기술임 □ 연구 목표대비 연구결과 • 방사선 노출 생체 변화 반영 고 민감도 도전율 영상기술 개발 - 방사선 노출에 의한 생체 조직의 전도도 변화 반영 도전율 영상기술 개발 - 방사선 노출 생체 전기적 도전율 반영 도전율 영상법 구현 - 고 민감도 도전율 영상기술 확보 • 도전율 영상 기술기반, 방사선 노출 생체 도전율 변화양상 추적 및 메커니즘 규명 - 방사선 노출 도전율 영상화를 위한 영상 재구성 방법 개발 - 방사선 노출에 의한 생체 뇌 대사물질 도전율 변화양상 추적 - 방사선 노출에 의한 생체 도전율 변화 추적 영상 바이오마커 발굴 • 도전율 영상 기술기반, 방사선 노출의 정량화 및 방사선 노출 평가 임상지표 개발 - 고 민감도 도전율 영상을 이용한 종양 성장과정 모니터링 - 방사선 치료 이후 생체 뇌 종양 생체 도전율 변화 정량화 - 방사선 노출에 의한 생체 도전율 영상 임상 지표 개발 및 적응증 확보 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 본 연구성과를 토대로 방사선치료에 의한 종양 생물학적 영향을 도전율 영상을 이용하여 평가하고, 환자 맞춤형 방사선치료법 및 조사량을 계획하는 등의 임상현장에 직접적으로 제공할 수 있는 기술 구축 - 도전율 영상을 이용한 방사선치료 효과 정량화 연구는 전임상뿐만 아니라, 임상 중개를 통한 방사선 치료과정 모니터링 및 치료 효과 규명을 위한 객관적인 분석 도구로써 활용가능 - 보다효과적인 항암 성적을 유도하기 위하여 시도되고 있는 다양한 암치료법 및 그로 인한 생물학적 영향을 도전율 영상을 이용하여 계획·평가 • 방사선 민감형 도전율 영상을 이용하면 생활 방사선 노출에 의한 손상영향 평가 가능. 이는 방사선 노출 관련 작업종사자 혹은 방사선 피폭 사고 이후 만성 뇌 손상에 의한 인지장해 등의 부작용 극복기술뿐만 아니라, 뇌 질환의 메커니즘에 대한 이해를 제공할 수 있음 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300008181

Studying injury-induced nuclear export of RNA to understand mechanisms of axon regeneration and degeneration

• 연구책임자 : □ 연구개요 본 연구는 신경 상해를 인지하고 재생프로그램을 활성화하여 기능회복을 이루는 감각신경을 모델로 이용하여, 신경 손상 이후 전사된 RNA들이 핵 밖으로 빠져나오는 과정(RNA nuclear export)의 제어 원리를 이해하고, 조절인자를 동정하여 제어 방식을 규명하는 것을 목표로 한다. 이를 바탕으로 신경재생을 촉진시킬 수 있는 새로운 방식의 응용 원리를 제안하고, 나아가 신경퇴행억제 방법에의 응용성을 제시하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1년차: 신경 손상 여부에 의존적으로 nuclear export되는 대상 RNA 목록 특정. ▶In vitro/in vivo 신경손상 실험 모델을 이용용하여, 손상 전후간의 발현 변화를 보이는 전사체 정보를 확보하고, 이때 RNA-nuclear export 과정의 핵심 제어인자인 NonO결손 생쥐를 이용하여, 비교전사체 정보를 확보하고 후보 유전자 목록을 확보하였음. NonO-dependent DEG 리스트를 확보함과 동시에, WT/NonO-KO mouse brain extract를 이용하여, NonO IP-seq을 수행하여 direct RNA sequencing이 가능한 Nanopore-seq을 통해 수행-동정하였음 (100%달성). 2년차: 손상 반응성 RNA nuclear export 과정에 작용하는 핵심 조절인자 동정. ▶Ribosomal protein을 암호화하고 있는 Rpl/Rps 유전자 family가 손상반응성 RNA nuclear export 조절 대상임을 입증함. 손상 반응성 국소적단백질 합성의 원리를 파악하기 위한 근거를 확보하였으며, axon손상 이후 axon에 해당 유전자의 mRNA 및 단백질의 양적 증가를 확인하였음. 또한, 핵이탈과정의 후성유전학적 조절기작의 원리를 규명하였음 (100%달성). 3년차: 신경 반응성 RNA nuclear export 과정 조절 일반 원리 규명/모델 제시. ▶신경재생반응의 필수 조절기작인 axonal protein synthesis의 조절 기작 원리가 NonO에 의해 조절됨을 확인하였으며, 상위 조절인자인 E3 ubiquitin ligase인 Rnf8의 작용 원리를 파악하였음. NonO knockout mouse를 이용하여 in vivo axon regeneration assay를 수행한 결과, NonO의 결손은 개체 수준에서 신경의 재생 능력을 향상시킴을 확인함 (100%달성). 4년차: 조절원리 및 조절인자를 이용한 신경 재생촉진/퇴행억제 응용모델 구축. ▶NonO의 작용 과정을 조절하는 AAV벡터를 개발하여, 손상반응성 전사체 핵이탈 과정의 조절이 재생 능력의 직접적인 조절로 이어질 수 있음을 증명하였으며, axonal protein synthesis 과정을 증폭시킬 수 있음을 규명하였음. 이를 통해 재생 능력 증폭 및 퇴행 억제 모델을 구축하여, 신경재생촉진 및 퇴행 억제를 조절할 수 있는 새로운 원리를 밝혔음 (100%달성). □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 신경의 재생 조절 및 퇴행 진행 과정에서 중요 조절 단계의 하나인 RNA nuclear export의 손상반응성 조절 원리의 규명을 통해, 유전자의 양적 발현 조절을 넘어 핵-세포질간 위치 변화의 제어 과정이 있음을 발견하였고, 이 과정이 신경의 재생프로그램 조절의 핵심 기작으로 작용하고 있음을 규명하였으며, 해당 과정을 제어하는 인자들을 동정하였음. 나아가 이 인자들의 기능을 제어하는 방법을 제시하였으며, 이 과정을 통해 신경재생 및 퇴행 과정이 직접 조절될 수 있음을 규명하였음. 이를 통해, 신경 재생을 촉진시키거나 퇴행을 억제하기 위한 기존의 접근 방법과 전혀 다른 기작이 존재함을 제시하였고, 이 과정에 직접 개입할 수 있는 방법을 이용하여 재생 촉진 및 퇴행 억제가 가능함을 제시하였음. 이 결과를 바탕으로, 향후 신경 재생 및 퇴행 연구에서, 실제적인 응용 방법을 탐색하고 치료제로서의 개발을 가능케할 중요 지식을 확보하였고 이를 응용하여 개발 과정에 이용할 계획임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300008108

Development of IoT-based anion sensing platform facilitating deprotonation of dual-hydrogen bond donors

• 연구책임자 : □ 연구개요 ○ 본 연구의 목표는 이중수소결합 도너(dual-hydrogen bond donor)와 음이온의 결합에 의해 발생하는 탈양자화(deprotonation) 현상을 전기적인 신호로 변환하여 특정 음이온을 실시간으로 검출할 수 있는 IoT 센서 플랫폼을 개발하는 것임. ○ 본 연구에서는 다양한 구조의 이중수소결합 도너 기반의 음이온 리셉터 분자를 설계 및 합성하여 음이온과 결합력을 체계적으로 평가함으로써 우수한 결합력을 갖는 리셉터 설계의 기준안을 제시함. 음이온과 리셉터의 화학적인 상호작용을 효과적으로 전기신호로 변환하기 위하여 탄소나노튜브에 기능화 하는 방법에 대한 연구를 수행함. ○ 궁극적으로, 개발한 IoT 센서 플랫폼을 활용하여 극소량의 용액에 포함되어 있는 음이온을 실시간으로 감지할 수 있는 프로토타입 센서를 구현하는 것이 본 연구의 최종 목표임. □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 1차년도 ■ Squaramide, thiourea 및 croconamide 기반의 이중수소결합 도너에 양이온 기능기 (pyridinium)와 전자 당김기(electron withdrawing group)를 결합시켜 탈양자화가 효과적으로 발생하는 음이온 리셉터를 합성함. 합성한 리셉터는 ¹H 핵자기 공명 분광법(nuclear magnetic resonance, ¹H NMR)을 통해 구조 분석이 이루어짐. 음이온과 결합 특성은 자외선 가시광선 분광기(UV-vis spectroscopy)를 활용하여 음이온과 리셉터의 정량적인 결합력을 평가함. ○ 2차년도 ■ 스프레이 코팅 공정을 통하여 폴리-4비닐피리딘(poly(4-vinylpyridine), P4VP)-탄소나노튜브 복합체를 형성함. 음이온 리셉터는 P4VP-탄소나노튜브 복합체에 공유결합을 통해 기능화가 이루어짐. 리셉터가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체를 활용하여 센서를 제작하고 음이온이 포함된 용액이 주입되었을 때, 센서의 저항이 증가함을 통해 리셉터와 음이온의 화학적 상호작용이 전기 신호로 성공적으로 변환되는 것을 증명함. ■ 합성한 리셉터 중 Squaramide가 기능화된 P4VP-탄소나노튜브 복합체가 아세테이트 음이온에 대하여 가장 우수한 감도를 나타냄. 추가적으로, 탄소나노튜브 섬유를 활용하여 음이온 리셉터를 비공유결합 방식과 공유결합 방식을 통해 기능화하여 기능화 방식에 따른 음이온 감지 특성을 비교 평가함. ○ 3차년도 ■ IoT 기반의 센서 모듈을 개발하여 센서에서 발생하는 전기 신호를 무선 통신을 통해 스마트폰으로 전송하여 실시간으로 음이온 감지에 성공함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 아세테이트 음이온은 박테리아 세포의 성장을 제어하는 지표성분으로 알려져 있으며, 인슐린과 같은 합성 단백질 생산에서 중요한 지표로 활용됨. 박테리아 세포의 성장 환경에서 아세테이트 음이온의 농도와 세포성장에 대한 상관관계를 체계적으로 평가하여 합성 인슐린 생산효율 최적화에 기여할 것으로 기대. ○ 추가적으로, 양이온 성분과 중성 용질을 감지할 수 있는 센서를 개발하여 본 연구에서 개발한 IoT 기반 센서 모듈을 융합하여 센서 플랫폼의 활용분야의 확장을 기대. ○ 또한, 다종 센서 어레이 시스템을 개발하여 용액 속에 포함되어 있는 이온 및 바이오 마커에 대한 감지 정확성을 높이고, IoT 기술과 패턴인식 기술을 접목하여 현장진단형 센서 플랫폼으로 활용할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009913

Korean human genome research and effect of antioxidant on apoptosis and adhesion of cutaneous squamous cell carcinoma: new implication for cutaneous squamous cell carcinoma treatment

• 연구책임자 : □ 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)
• 주관연구기관 : 인하대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009564

Elucidation of radiation-resistance mechanisms using systematic analysis of signaling network in the radiation-resistant fungus

• 연구책임자 : 연구개요 방사선 저항성 진핵 미생물로 알려진 크립토코쿠스 네오포만스의 신호 전달인자(전사조절인자 및 인산화 효소) 변이균주 라이브러리를 이용한 표현형 분석 및 시스템학적 접근(전사체 및 인단백질체)을 통해 방사선 저항성 인자를 시스템 수준에서 동정 및 분석하여 해당 진균의 방사선 반응 및 저항성 메커니즘을 이해하고 최종적으로 진핵 생물 기반 방사선 생물학의 기초 연구 자료로 활용하고자 함 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 다음과 같이 연구목표를 바탕으로 연구를 수행하였음. 1) 방사선 저항성 진균의 신호전달 변이균 라이브러리를 이용한 방사선 반응 연구. 2) 방사선 반응 하위 인자의 기능적 네트워크 분석. 3) DNA 손상 복구 탈인산화 효소의 방사선 반응 및 DNA 손상 복구 기능 규명. 4) DNA 신호전달 경로의 약물 저항성 기작 규명을 목표로 하였음. 1의 연구 목표를 수행하기 위하여 전사조절인자 및 인산화효소 변이균주 라이브러리를 이용하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 표현형 분석을 수행하였고 신규 인산화 효소(LAMMER)를 동정하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 복구 기능 연구를 수행하였음. 2의 연구 목표를 수행하기 위하여 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 의해 조절되는 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구, DNA replication 스트레스 조절을 통한 DNA 손상 복구 기능 연구, 전사조절인자(Bdr1, Hcm1)의 방사선 반응 전사체 분석 연구를 수행하였음. 특히 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구를 통하여 DNA 손상 복구 결손시 유전적 불안전성이 발생하고 이를 통해 약물 저항성 출현 빈도가 높게 나타남을 확인하였음. 3의 연구 목표를 DNA 손상 반응과 관련있는 2개의 탈인산화효소(Pph3, Ptc2)를 동정하고 해당 탈인산화효소가 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 어떠한 상관관계를 가지는지 확인하였음. 4의 연구 목표를 수행하기 위하여 다양한 크립토코쿠스 종의 Rad53-Bdr1 변이균주 제조하였고 해당 균주를 이용하여 약물 저항성 및 전사체 분석을 통해 약물 저항성 기작을 규명하였음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 통해 규명된 방사선 저항성 진핵 미생물 모델을 이용한 방사선 저항성 및 반응 메커니즘의 이해는 고등생물의 복잡한 방사선 반응의 이해 증진을 위한 기초 자료로 사용할 수 있기 때문에 가치가 크다고 판단됨. 또한 본 연구를 통해 확보된 자료는 유사분야 연구(예. 우주작물 재배 등)의 기초자료로 직접 혹은 간접적으로 이용함으로써 방사선 생명공학 분야 이외에 새로운 가치를 창출할 수 있을 것으로 생각됨. 최근 연구 결과와 본 연구를 통해서 DNA 손상 복구 유전자들의 변이가 생긴 균주의 경우 항균 활성 약물 저항성 균주들의 출현율이 높게 나타남을 확인할 수 있었음. 본 연구를 통해 확보된 DNA 손상 복구 조절 제어를 통해 약물 저항성 변이 및 병원성 변화 예측 연구가 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009283

Implementation of radiation-tolerant, high-performance oxide thin-film transistors and circuit application for large-area radiotherapy imaging and aerospace systems

• 연구책임자 : □ 연구개요 본 연구과제는 우수한 내방사선 특성과 우수한 전기적 특성을 동시에 가지는 산화물 박막 트랜지스터(thin-film transistor, TFT)를 구현을 목표로 3개년에 걸쳐 진행되었음. 각 연차별 세부 연구 성과는 아래와 같음. ■ 1차년도: 다양한 방사선 조사에 의한 산화물 TFT의 열화 메커니즘 규명 ■ 2차년도: 산화물 TFT의 내방사선성 확보를 위한 요소 기술 개발 ■ 3차년도: 고성능 내방사선 산화물 TFT 및 이에 기반한 단위 회로 구현/검증 □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제의 연차별 연구 목표 대비 연구 결과는 다음과 같음. ■ 1차년도: 과제의 1차년도에서는 proton과 X-ray 조사로 인한 산화물 TFT의 전기적 특성/신뢰성 열화 원인을 분석하였음. 이를 통해 displacement damage가 proton 조사로 인한 특성 열화의 주요 원인임을 확인하였으며, X-ray 조사로 인한 VO의 증가는 채널 두께가 증가할수록 큰 영향을 받는 것으로 확인되었음. 이는 과제의 목표와 부합하는 결과임. ■ 2차년도: 과제의 2차년도에서는 a-IGTO를 채널층으로 활용하는 산화물 TFT의 채널 두께와 passivation 두께, 종류가 proton과 X-ray 조사 하에서 전기적 특성에 미치는 영향을 확인하였고, 패시베이션층 내부에 수소 함량이 적은 공정 방법 및 얇은 두께의 패시베이션층 조건으로 우수한 내방사선성 및 전기적 특성을 가지는 산화물 TFT의 조건을 과제의 목표에 부합하는 방식으로 확립하였음. ■ 3차년도: 과제의 3차년도에서는 n형 IGZO TFT와 p형 SnO TFT로 구성된 CMOS inverter를 구현하였고 이에 대해 100 Gy dose의 X-ray 조사 전과 후의 동작 특성을 비교하여 동작 특성이 거의 일정하게 유지됨을 확인하였음. 제작된 CMOS inverter는 전원전압(V_DD) 10 V 인가 시, X-ray 조사 전과 후에 각각 약 33.4 V/V와 33.1 V/V의 gain을 가지고 있고 V_M은 약 5.3 V/ 5.1 V 가짐이 확인되었으며, 이는 과제의 목표에 부합하는 수치임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제의 수행을 통해 고성능 고내방사선성 산화물 박막 트랜지스터를 구현하였으며, 이에 기반한 단위 회로를 구현하는 확장된 기술을 마련하였음. 산화물 TFT는 기존의 a-Si TFT 대비 전기적 특성이 탁월하고 유기 TFT 대비 전기적 신뢰성과 내방사선성이 우수하며 polyimide 등 유연기판에 제작이 용이한 장점을 가지고 있음. 본 과제를 통해 도출된 연구개발결과는 입자치료 의료기기용 대면적 방사선 영상 센서, 대면적 방사선 검출기 및 우주 환경 및 극한 환경 하에서 동작을 요하는 다양한 대면적 전자시스템 등의 제작에 필요한 핵심 요소 기술을 확보하는데 크게 공헌할 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 중앙대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009925

Investigation of heterologous stress adaptive mechanisms affecting the efficacy of X-ray irradiation for inactivating foodborne pathogens and development of combination treatment technology

• 연구책임자 : □ 연구개요 본 연구 과제는 차세대 친환경 엑스선 조사 살균기술을 다양한 식품군에 적용하기 위해서 식품 내적·외적 스트레스 요인에 의한 미생물 내재특성 변화가 살균효과에 미치는 영향 규명, kinetics modeling을 통한 제어 효과의 정량적 분석, 저준위 엑스선 조사기술과 결합 가능한 비가열 기술의 선별 및 처리 조건 최적화를 통한 신규 조합 처리 기술 개발을 최종 목표로 함. 이를 통해 현재 식품 산업에서 사용되고 있는 식중독 균 제어 기술의 단점을 보완하고 식품공정의 최종라인에서 활용 가능한 첨단 식중독 균 제어 기술을 제시하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 적·외적 스트레스 요인 규명 – 온도, pH 조건을 중심으로 ◆ 산성도의 변화(acidification)가 엑스선 조사기술의 살균효과에 미치는 영향을 버퍼 및 실제 식품을 기반으로 검증 완료 함. ◆ 미생물별 저온생장 조건이 엑스선 조사기술의 살균효과에 미치는 영향을 버퍼 및 실제 식품을 기반으로 검증 완료함. ◆ Kinetics modeling을 활용한 제어 효과의 정량적 분석을 완료함. 2차년도: 친환경 엑스선 조사기술의 식중독 균 제어 효과에 영향을 미치는 식품 내적·외적 스트레스 요인 규명 - 수분활성도, 각 요인 조합조건을 중심으로 ◆ 저온생장 조건이 엑스선 조사기술의 살균효과에 미치는 영향을 저온에서 생육하며 식중독을 일으키는 주요 병원균을 기반으로 검증 완료함. ◆ 수분활성도의 변화(Osmotic stress)가 엑스선 조사기술의 살균효과에 미치는 영향을 저수분 식품에서 식중독을 일으키는 주요 그람양성 병원균을 기반으로 검증 완료함. ◆ 수분활성도 변화에 의한 엑스선 저항성 변화가 일어나는 기작을 분자생물학적 분석을 통해 규명함. 3차년도: 친환경 엑스선 조사기술을 활용한 비가열 조합처리 기술 개발 ◆ 조합 가능한 비가열 기술 범위를 고찰하여 실제 조합기술을 발굴하였으며 최적의 synergistic effect 도출을 위한 공정 기준을 확립하였음. ◆ 적용 대상 샘플의 품질 변화 측정을 통한 최적 처리 조건을 확립함. ◆ 정량적, 정성적 분석 기술을 이용하여 조합기술의 식중독균 제어 및 synergy 유발 메커니즘을 구체적으로 규명함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구를 통해서 식품 내·외부의 주요 환경적 스트레스인 온도, pH, 수분활성도 조건에 따른 엑스선 조사기술의 식중독 균 제어 효과를 상대적으로 평가함으로써 엑스선 조사 처리에 적합한 식품군 분별은 물론 산업 적용 시 효과를 극대화 할 수 있는 공정조건을 확보할 수 있음. - 저준위 엑스선 조사 및 비가열 조합처리 기술의 경우 낮은 용량(low dose)의 엑스선을 사용하면서 식중독 균을 효과적으로 제어할 수 있는 방안이므로 고용량(high dose)의 엑스선 사용에 의해 대두 될 수 있는 안전성 및 품질열하 문제의 해결책이 될 수 있음. - 엑스선 조사 및 비열 조합처리 기술은 현재 사용되어지고 있는 제한된 종류의 식중독 균 제어 기술들에 대한 새로운 대안이자 높은 투과력을 바탕으로 식품공정의 최종라인에서도 적용 가능한 차세대 제어 기술로 활용될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 국립한경대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300010411

Identification of the Role of O-GlcNAcylation and its Mechanisms in Radiation-Induced Pulmonary Fibrosis

• 연구책임자 : 연구개요 방사선에 의한 폐 섬유화는 사고에 의한 방사선 피폭, 또는 종양 등의 치료를 위해 흉부에 방사선 치료를 지속적으로 받는 환자들에게 나타나는 만성 부작용임. 폐 섬유화는 현재까지 정확한 예방책이나 치료 방법은 알려져 있지 않음. 본 연구에서는 방사선에 의해 유도되는 폐 섬유화와 세포 내 단백질의 오글루넥당화간의 상관관계를 규명하고, 그 기전을 밝혀 방사선에 의한 폐 섬유화를 예방하고 치료의 기초를 마련하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 <1차년도: 방사선 유도성 폐 섬유화 모델 확립 및 오글루넥당화 단백질 동정> 방사선 조사에 의한 폐 섬유아세포의 오글루넥당화 단백질 증가와 섬유화 마커인 FN과 α -SMA의 발현 증가를 확인하여 폐 섬유화 모델을 확립함. 이 과정에서 섬유화 과정의 주요 인자인 TGF-beta 하위 신호전달 물질인 pSmad2/3와 Smad4의 지속적인 발현 증가를 확인함. Smad2/3와 Smad4를 오글루넥당화가 가능한 타겟 단백질로 선정함. <2차년도: 방사선 조사에 의해 유도된 오글루넥당화 단백질 분석 및 신호전달체계 확립> 방사선에 의해 섬유화가 유도된 폐 섬유아세포에서 오글루넥당화를 억제할 경우 Smads 단백질들의 발현이 FN, α-SMA의 감소와 더불어 함께 감소하는 것을 확인함. Smad4의 오글루넥당화가 저해된 돌연변이체를 폐 섬유아세포에 과발현시킨 결과, Smad4의 안전성이 감소하는 것을 확인함. <3차년도: 오글루넥당화 단백질 조절을 통한 폐 섬유화 기전 규명 및 저해 방안 구축> 폐 섬유아세포에서 오글루넥당화를 유도하는 TG 처리 또는 방사선 조사를 하였을 때, 섬유화를 유도하는 주요인자인 Smad4의 오글루넥당화가 증가하며 발현량도 대조구에 비해 증가함을 확인함. 또한 폐 섬유화 유도 동물 모델에서도 오글루넥당화와 Smad4의 발현이 증가함을 다시 확인함. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ⦁ 최근 들어 신장, 심장, 망막 등의 기관에서 고농도의 포도당 환경에서 단백질의 오글루넥당화가 증가하고 그 결과로 섬유화가 촉진된다는 보고가 이어지고 있음. 방사선 조사는 ROS의 증가 유도로 미토콘드리아 기능을 손상시켜 세포 내 포도당 농도를 증가시킬 가능성이 높으며 이는 선행 연구에서도 보임. 그러나 지금까지도 방사선 유도성 폐 섬유화 연구에서는 1) 세포 내 포도당 농도의 증가와 2) 오글루넥당화 단백질의 증가, 그리고 이로 인한 3) 섬유화 촉진 가능성에 대해 다루어지고 있지 않음. 본 연구에서 이 세 가지 현상의 직접적인 연결고리를 밝혀낸다면 학술적, 기술적 중요성과 창의성을 인정받을 것임. ⦁ 방사선을 이용한 항암치료는 장기간에 걸쳐 반복적으로 진행되므로 부작용 역시 오랜 기간 동안의 방사선 노출에서 기인함. 이로 인해 부작용에 대한 치료시기를 놓치기도 하는데, 이를 방지하기 위해서는 초기 발병원인을 밝혀 치료시기를 앞당기거나 예방책을 마련하는 것이 중요함. 방사선 조사에 의한 세포 내 포도당 농도 증가는 방사선 조사 초기에 추적 가능한 인자 중 하나이므로 폐 섬유화 시작 단계에서 예방과 치료 대책을 세울 수 있음. ⦁ 세포 내 당화 단백질의 제어는 폐 섬유화에서 세포외기질 생성 저해 외의 또 다른 관점에서의 예방법 또는 치료법을 제시할 수 있어 흉부 방사선 치료 환자의 치료 개선 및 나아가 생존율 증대에 기여할 수 있음. ⦁ 또한, 방사선 유도성 폐 섬유화 과정의 이해는 피부, 간 등 다른 기관에서 방사선 조사에 의해 발생하는 섬유화, 그리고 특발성 폐 섬유증 치료에도 응용될 수 있는 기초 기반 기술을 제공하여 그에 따른 치료 적용 범위를 확장할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202300009284