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    2022.02.28

    □ 연구개요 혁신적/실용적 의료용 마이크로/나노 로봇 개발을 위하여 본 연구 개발에서는 전자기장에 의해 고정밀 표적이 가능하며 국소적 암치료를 위한 열치료/약물 치료를 동시에 할 수 있는 새로운 의료용 마이크로/나노 로봇을 개발함. 또한 로봇의 위치를 검출하기 위해 사용되던 CT, X-ray의 방사선 피폭의 위험성을 피할 수 있는 고안전성의 위치검출 시스템 개발 □ 연구 목표대비 연구결과 연구목표 본 연구에서는 전자기장으로 제어되는 고정밀 표적형 열치료/약물치료가 가능한 의료용 마이크로/나노 로봇 및 방사능 피폭이 없는 마이크로/나노 로봇의 위치검출 시스템을 개발하고자 함. 목표대비 연구결과 본 연구를 수행하면서 목표로 했는 마이로로봇 메커니즘, 제작기술, 제어시스템, 위치검출기능 모두를 개발하였으며 정량적, 정성적 목표를 달성하였음. - 1차년도 연구목표인 기능성 전기방사 장치를 개발하여 열발생 및 약물전달가능한 로봇 소재 및 메커니즘을 구현 하였음. - 2차년도 3차년도 주 목표인 로봇메커니즘과 위치검출 시스템 개발을 완료 - 4차년도 세포실험을 통한 의학적 유효성 검증을 완료 본 연구의 지원으로 2022년 1월, 3월에 주요성과가 논문으로 출판되었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구성과를 기반으로 의료용 마이크로/나노로봇의 고도화를 위한 후속연구를 추진할 것임. 특히 AI기술 기반의 자동화된 진단 및 치료가 가능한 전자기테라노스틱스 시스템 개발을 추진할 것임. - 본 연구개발성과의 사업화를 추진을 위한 방안을 모색 기대효과 (연구개발의 중요성) - 마이크로/나노 로봇을 활용한 제어,센싱, 진단, 치료의 복합적 기술의 집적화 - 로봇형 내시경, 혈관용 로봇 (능동형 카테터, 스텐트 응용, 혈전제거, 약물전달) 등 다목적으로 적용할 수 있는 인체 삽입형 로봇메커니즘에 관한 원천기술 확보. - 기계공학, 전기공학, 전자공학, 의공학 등 다양한 학문 분야를 포함하는 의료용 마이크로로봇 연구는 새로운 의료 기술 분야를 창출하여 기존 의료기술의 패러다임을 바꿀 수 있는 융복합 의료 신기술임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김성훈
    • 주관연구기관 : 원광대학교
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 전자장 제어시스템;위치검출;능동적 표적치료;열치료 기반 약물치료;마이크로/나노로봇; 2. Electromagnetic control system;Position sensing;Actively targeted therapy;Hyperthermia based chemotherapy;Micro/Nanorobot;
  • 11890

    2022.05.31

    연구개발 목표 및 내용 최종 목표 신속하고 정밀한 핵물질계량을 위해 속중성자 측정 기반의 분석모델을 개발하고 원리검증용 실증장치를 통해 검증함으로써 차세대 안전조치 핵물질계량 장비의 원형을 개발함 전체 내용 (1차년도) 원리검증 시뮬레이션 및 요소기술 분석 - 원리검증 몬테칼로 시뮬레이션 - 다양한 파형분석 알고리즘 현황분석 - 후보 속중성자 검출기 특성분석 - 핵분열 중성자 비대칭 방출 특성분석 (2차년도) 원리검증용 계량장비 설계 및 요소기술 확보 - 실증장비 MCNP 설계 - 파형분석 알고리즘 성능평가 - 구성 검출기 특성평가 - Alpha 및 M 인자 결정 최적모델 개발 (3차년도) 핵물질 계량 모델 개발 및 원리검증용 계량장비 구축 - 다양한 핵물질 조건에 따른 성능예측 시뮬레이션 - 원리검증용 계량장비 구축 - 핵물질 계량 모델 개발 (4차년도) 원리검증 시험 및 성능개선 방안 도출 - 핵물질 이용 원리검증 시험 - 핵물질 계량 모델 검증 및 업데이트 - 성능개선 방안 도출 연구개발성과 - SCI 논문게재 4편 및 국내외 논문발표 40편 - 수상실적 4건 - 학위배출 4명(석사) 및 연수지원 6건 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 본 연구를 통해 개발하는 속중성자 측정 기반의 핵물질계량 장비는 그동안 안전조치 목적으로 활용되어 온 열중성자 측정 기반의 계량장비의 성능을 획기적으로 개선하고 대체할 수 있음. 즉, 속중성자 측정을 통해 획득한 중성자 방출각 정보를 활용하여 보다 신속하고 정밀하게 핵물질계량이 가능함. - 3He 대체 검출기를 활용한 속중성자 측정기술을 개발함으로써 최근 3He 열중성자 검출기의 국제적인 품귀현상에 대응할 수 있으며, 보다 저렴한 가격에 우수한 성능을 제공할 수 있는 차세대 핵물질계량 장비를 국내기술로 개발할 수 있음. - 본 연구를 통해 개발될 파형분석 기술 및 시뮬레이션 기술은 안전조치 분야뿐만 아니라 유기섬광체를 사용하는 다양한 응용분야에서 활용될 수 있음. (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 서희
    • 주관연구기관 : 전북대학교
    • 발행년도 : 20220600
    • Keyword : 1. 핵물질계량관리;비파괴분석;속중성자;안전조치; 2. Nuclear Material Accountancy;Non-destructive Assay;Fast Neutron;Safeguards;
  • 11889

    2022.02.28

    □ 연구개요 본 연구과제는 “중력파 관측으로부터 발견되는 중성자별의 물리량으로부터 베이지안 분석을 통해 중성자별 내부의 고밀도 물질에 대한 특성을 이해하고, 이로부터 핵물질의 대칭에너지에 대한 특성 연구”를 목표로 하고 있다. 이를 위한 베이지안 추론 계산 코드를 개발하고, 이를 이용하여 중력파 관측결과 및 중이온충돌 시뮬레이션에 적용하여 결과를 도출하도록 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구과제는 베이지안 추론 계산코드 개발이 중심이 되어, 이를 활용하여 중력파 관측결과 및 중이온충돌에 적용하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위한 구체적인 목표는 첫 번째 자체 베이지안 추론 계산 코드 개발, 두 번째 개발된 코드를 이용한 중성자별 상태방정식에 적용 및 핵대칭에너지 파라미터 사후확률분포 산출, 세번째 핵대칭에너지 파라미터의 사후확률분포를 이용한 모델 파라미터를 이용하여 중이온 충돌 시뮬레이션 적용연구, 네 번째 중력파 관측결과 및 중이온충돌 실험 결과 적용 연구가 된다. 3년간의 단계적 활동을 통해 연구개발을 진행하였고, 위 네가지 구체화된 연구내용을 수행하고, 그 결과들을 산출하여 논문을 작성하였고, 최종 목표에 부합되는 결과를 얻게 되었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구과제에서 개발된 베이지안 추론 계산 코드는 주어진 관측 또는 실험결과를 이용하여 결과를 산출 할 수 있으므로, 앞으로 진행될 LIGO, Virgo, KAGRA의 4번째 관측가동 및 이후 계속되는 가동에서 관측되는 중성자별에 대해 적용이 가능하며, 이를 이용하여 연구를 지속적으로 이어 나아가고자 한다. 또한, 다양한 천체 현상과 핵물리 실험 결과에 이용하여, 천체물리학 뿐만 아니라 핵물리학 분야에서 선도적인 역할을 할 수 있는 기초연구를 진행하고, 향후 두 분야를 아우르는 다중신호천체물리학 분야를 더욱 선도적으로 개척해 나아가도록 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 김영민
    • 주관연구기관 : 울산과학기술원
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 중력파;중성자별;핵대칭에너지;상태방정식;베이지안 추론; 2. Gravitational wave;Neutron star;Nuclear symmetry energy;Equation of state;Bayesian inference;
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    2022.11.30

    Ⅰ. 연구 배경 및 목적 1. 연구 필요성 및 목적 ❏ 신정부가 2022년 5월 출범함에 따라 남북한 관계 변화에 관심 증대 ㅇ 국제사회의 대북제재와 북한의 지속적인 핵무기와 미사일 개발이라는 엄중한 구조적 제약을 고려할 때 남북한 관계 개선이 쉽지만은 않음 ㅇ 그린데탕트 구현을 통한 향후 남북한의 관계 개선 도모를 위한 협상에서 관련 의제가 중요하게 부상할 가능성이 높음 ❏ 남북한 생태환경을 둘러싼 협력을 진행하는 데 있어 무엇보다도 북한의 생태환경 현황에 대한 정확한 파악과 인식이 선행 ㅇ 여전히 북한 환경현황과 관련한 자료도 부족하고 체계적으로 축적되어 있지 않은 상황 ㅇ 본 연구는 2020년부터 진행하는 다년도 과제로, 올해 2022년은 3차연도 연구로 로드맵에 근거하여 남북한 환경협력 조사연구 및 사업 개발, 북한 환경상태 조사와 환경정보 구축, 북한 환경연구 생태계 조성 및 성과 확산을 수행 2. 연구내용 및 수행체계 ❏ 본 연구의 구성은 다음과 같음 ㅇ 3개 영역, 즉 ‘남북한 환경협력 조사연구 및 사업 개발’, ‘북한 환경상태 조사와 환경 정보 구축’, ‘북한 환경연구 생태계 조성 및 성과 확산’으로 진행 ㅇ ‘남북한 환경협력 조사연구 및 사업 개발’을 통해 이번 한 해 동안 진행한 전체 연구의 요약 등을 담은 총괄보고서를 포함하여 6권의 연구보고서를 최종 산출물로 제시 ㅇ ‘북한 환경상태 조사와 환경정보 구축’에 있어 북한 환경자료를 정리한 웹페이지의 내용을 업데이트하는 것과 북한 환경자료 조사로 나누어 진행 ㅇ ‘북한 환경연구 생태계 조성 및 성과 확산을 위한 네트워크 운영’에서는 국제 및 국내 회의 개최, 심포지엄 개최, KEI 북한환경리뷰 발간 등을 진행 (출처 : 요약 7p)
    • 연구책임자 : 강택구
    • 주관연구기관 : 한국환경연구원
    • 발행년도 : 20221200
    • Keyword : 1. 북한;환경정보;남북한;환경협력;지속가능발전; 2. North Korea;Environmental Information;Inter-Korean;Environmental Cooperation;Sustainable Development;
  • 11887

    2022.02.28

    연구개요 ○ 연구개발의 최종목표: 본 과제는 “면역증강제를 활용한 치주질환 점막백신 개발” 과제의 연구 성과와 본 연구자가 보유하고 있는 원천기술을 기반으로 하여 1) 치주백신 요법이 치주질환-관련 전신 질환의 진행에 미치는 영향을 평가하여 치주백신 적응증을 확대하는 연구를 진행하고, 2) 선행 과제에서 확보한 면역세포 타겟팅 분자를 활용한 업그레이드 백신 기술을 도출하며, 3) 점막 투여한 플라젤린 면역증강제에 의한 점막장벽 보호 작용기전을 규명함으로써, 4) 궁극적으로 “Dysbiotic microbiome을 제어할 수 있는 원천 면역 백신 기술”을 창출하는 것을 최종 목표로 함. 연구 목표대비 연구결과 ∎작용기전 업그레이드 연구: 점막항상성 유도 기전 ⦁DSS 모델을 활용한 검증 - 플라젤린 유도체의 방어 효과 확인 - 플라젤린 유도체에 의한 intestinal barrier function 보호 효과가 플라젤린에 의해 유도되는 반응임을 확인함 ⦁Radiation 모델을 활용한 검증 - 최적의 방사선 피폭 보호 효과를 나타내는 플라젤린 최적 투여법을 확인함. - RNA-seq 결과를 분석한 결과 플라젤린 처리에 의해 유의 있게 변하는 유전자군을 분석함. - 이 중 LCN2 유전자의 중요성을 확인함 ⦁생체 내 산소분압 변동에 따른 세균 적응기전 규명 - Microbiome (병원성 및 비병원성 미생물 포함)이 상존하는 점막 조직에서 점막 환경에 적응하고 점막 항상성 유지에 필수적인 세균의 적응 기전을 규명함. - 논문: Emegring Microbes & Infections 2019 ∎적응증 업그레이드 연구: 응용 범위 확대 ⦁Tannerella firsythia (Tf) 백신 요법 확립: 기반 확립 / 효능 검증 ⦁임상 상황을 대변할 수 있는 최적의 치주 질환 모델 확립 및 이를 활용한 치주 백신 제제 효능 검증 ⦁Tannerella firsythia (Tf) 백신을 포함하는 3가 백신법 확립 및 효능 검증 ⦁치주 질환 유발 세균 유래 항원에 반응할 수 있는 단클론 항체 도출: 응용 범위 매우 넓음 ⦁신경 퇴행성 질환 백신 요법 도출 및 효능 검증 ⦁플라젤린 면역증강제를 포함하는 최적 면역치료법 조건 확립: 플라젤린 적용 범위확대에 기여 ∎백신기술 업그레이드: 면역세포 타겟팅 활용 ⦁면역세포 타겟팅 분자를 활용한 백신 요법: 플라젤린 면역증강제 업그레이드 기술 플랫폼 확립 (범용성 응용의 기반을 마련함) ⦁Cell permeable peptide를 활용한 백신 요법 개발 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ∎ 추가 원천 기술 확보 및 구현 성과 ∎ 작용 기전이 명확한 치주질환 근본 치료법(fundamental therapeutics) 제시 ∎ 플라젤린의 점막 항상성 조절 기전 규명 및 응용 가능성 검증 ∎ 범용성 기술 개발 ∎ Microbiome 제어를 위한 플랫폼 기술 제공 ∎ 작용 기전이 명확한 치주질환 근본 치료법(fundamental therapeutics) 제시 ∎ 면역증강제 원천기술을 활용한 새로운 패러다임의 병용 치료법 제시 가능 ∎ 후속 연구 / 사업화 / 기술이전에 응용할 수 있는 파이프 라인 발굴 (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 이시은
    • 주관연구기관 : 전남대학교
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 면역증강제;치주백신;플라젤린;업그레이드;범용성; 2. Adjuvant;Periodontal vaccine;flagellin;upgrade;broad application;
  • 11886

    2022.02.28

    □ 연구개요 1) 최종 목표: 본 연구는 인공 지능을 이용하여 심장의 구획 자동화 알고리즘과 심장 세부 구조 별 방사선 견딤 선량 지표를 개발하여 환자 개인 별 심장 보호 맞춤형 방사선 치료가 가능케 하고자 함. 2) 세부 연구 목표 ➢ 1차 세부 목표: 심장 세부 구조와 유방암 방사선 치료시 필요한 정상장기에 대한 매뉴얼 구획화 (manual contouring)한 레이블링 데이터 확보 ➢ 2차 세부 목표: 유방암 방사선 치료에 필요한 영상 자동 분할 인공지능 알고리즘의 개발 ➢ 3차 세부 목표: 심장 세부 구조를 포함한 정상장기 별 방사선 견딤 선량 지표 개발. 3) 연구 내용 ➢ 유방암 방사선 치료 후 심장병 발생 데이터 베이스 구축 및 인공지능 학습 데이터 구축 ➢ 유방암 방사선 치료 관련 심장 세부구조 자동 구역화 인공지능 개발 및 타당성 유효성 검증 ➢ 심장 구조의 방사선 선량-3차원 체적 정보를 이용한 방사선 심장병 유발 선량 및 예측 모델 개발 □ 연구 목표대비 연구결과 1) 최종 목표: 목표하였던 연구 내용을 100% 달성하였음. 2) 세부 연구결과 ➢ 레이블링 데이터 구축: 유방암 환자 >1000명의 진단, 치료, 심장독성 데이터 확보하였고, 심장내과 전문의와의 협력체 구성을 통한 데이터 관리 질향상 및 관리 하였음, >200 명의 방사선치료계획용 CT에 심장세부구조를 포함한 20개이상의 정상구조를 레이블링 작업을 진행하여 학습/검증 데이터 확보하였음. ➢ 인공지능 모듈 개발: 구축한 학습 데이터를 이용하여 U-Net with Efficient Net를 통해 자동분할모듈을 개발하였음. 성능의 타당성 및 일관성, 범용성을 다각도로 검증하기 위하여 dosimetric 연구, 설문지 연구, 일치도 평가 연구 (Dice, Hausdorff 등), 다기관 전문가 집단 비교 연구를 통해 성능을 확인하였음. ➢ 인공지능 모듈을 통해 개발한 자동분할기능을 이용하여 심장독성을 비롯한 방사선 치료 독성 예측 모듈 개발을 진행하였음 (예: Acute coronary event, 갑상선기능저하 등). □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 연구개발 성과의 활용 계획 1) 유방암 방사선 치료 계획에 사용되는 영상 분할에 활용하고 있음. 2) 다기관 연구의 치료 질 관리 프로그램에 활용하는 임상연구를 진행 중. 3) 국가 의료 질 향상 정책 및 프로그램에 활용될 수 있음. 4) 심장독성을 비롯한 방사선 치료 독성을 예측하는 영상 분할 작업에 활용하고 있음. 기대 효과 1) 기술적 효과 ➢ 유방암 뿐 아니라 두경부암, 폐암, 직장암, 간암 등 타 장기의 방사선 치료용 자동 영상 분할 기법에 활용되어 방사선 치료의 치료 기술 향상 ➢ 방사선 치료 부작용을 치료 계획시에 예측하여 부작용을 줄이는 환자 맞춤 정밀 설계가 가능케 함. ➢ 방사선 치료 뿐 아니라 영상자료를 활용한 다른 치료 기술에 활용될 수 있음. ➢ 환자 및 학생 교육 자료에 활용 될 수 있음. 2) 사회적 효과 ➢ 방사선 치료를 시행하는 유방암 환자의 치료시 부작용 감소를 통한 유방암 환자의 삶의 질 향상 ➢ 환자/ 학생 설명 자료에 활용되어 의학적 영상 자료의 이해도 증가. 3) 경제적 효과 ➢ 방사선 치료 계획에 필요한 의료진, 인력의 시간 및 인건비를 절약하여 병원 및 국가 의료 재정을 절감하고 더 많은 환자에게 양질의 치료를 제공. ➢ 영상 데이터 활용을 통한 지속 가능한 의료사업의 경쟁력 기반 확보. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 장지석
    • 주관연구기관 : 연세대학교
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 유방암;방사선치료;심장독성;영상분할;인공지능; 2. breast cancer;radiotherapy;cardiac toxicity;Image segmentation;Deep learning;
  • 11885

    2022.03.31

    코로나-19 바이러스를 사멸시키기 위해서 빛을 이용한 방법이 제안되었다. 일반적으로 알려진 빛을 이용한 광살균 방법은 자외선-C를 활용한다. 그러나, 자외선-C는 인체에 해롭기 때문에 사용에 제약이 많다. 이 단점을 극복하고자 인체에 무해한 가시광선을 사용하는 방법이 제안되었다. 사용된 가시광선은 405nm와 450nm의 중심피크이고, 이 파장의 빛은 각각 '포피린' 과 '플라빈'을 광활성화시켜 활성산소가 발생되며, 이 화학종이 세균을 사멸시키도록 목표하였다. 이러한 목적으로 XLED(Exchangeable light emitting diode) 기술이 개발되어, 각 파장(405nm + 450nm)별 선택적인 광특성을 나타낼 수 있도록 설계되었다. 본 기술의 가장 큰 특징은 조명기능과 동시에 소독기능을 부여하는 점이다. 이는 자외선-C의 제한적인 활용을 한 단계 뛰어 넘는 발전이다. 이를 구체화시키고자 4종류의 제품이 개발되어 안전성과 유효성을 공증받았다. 특히, 405nm 소독광원이 작용할 때 기대한 바이러스사멸을 능력을 검증 받았다. 이 결과는 상용화 목적으로 개발제품 3종의 모든 경우에 해당한다. 405nm의 소독광원 모드에서 거리가 100mm 조건에서 살균력이 5.50mW/cm2로 측정되어 유효성이 검증되었다. (출처 : 요약문 5p)
    • 연구책임자 : 강상욱
    • 주관연구기관 : 고려대학교
    • 발행년도 : 20220400
    • Keyword : 1. XLED 기술;광소독조명;광소독 유효성;박테리아사멸;바이러스사멸; 2. XLED Technology;Germicidal Lighting;Germicidal light efficacy;Bactericidal disinfectant;Virucidal disinfection;
  • 11884

    2022.01.31

    1. 연구개발과제의 개요 1) 연구개발의 목적 □ 개발 대상 ◦ 원전해체1)를 위한 레이저 제염2) 및 수중 레이저 절단 수행을 위한 공정 모듈과 제염 공정의 정밀도를 높이기 위한 실시간 방사성 오염물질 모니터링 기술 개발 2) 연구개발의 필요성 및 범위 ◦ 레이저를 이용한 일차계통 부분 제염 및 실시간 모니터링 기술 개발 - 방사성 오염물질을 30초 이내로 판독하면서 99%이상 지역적으로 제거할 수 있는 국부 레이저 제염 원천기술의 특허 확보 및 국부 레이저 제염 모듈 - 면적 100㎠ 당 2분 이내로 방사성 오염물질을 제거할 수 있는 광학모듈 - 레이저를 이용하여 방사성 오염물질을 30초 이내로 판독할 수 있는 광섬유 기반 측정 모듈 (출처 : 본문 : 1. 연구개발과제의 개요 2p)
    • 연구책임자 : 최지연
    • 주관연구기관 : 한국기계연구원
    • 발행년도 : 20220200
    • Keyword : 1. 레이저 제염;수중 레이저 가공;레이저 유도 붕괴 분광 분석;수중 레이저 절단헤드;레이저 광학 모듈; 2. Laser decontamination;underwater laser processing;laser induced breakdown spectroscopy;under water laser cutting head;laser optical module;
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    2022.02.28

    □ 연구개요 뇌종양 환자의 방사선 치료후 만성적으로 나타나는 방사선 신경손상(학습인지능력장애 등)에 대한 치료법 개발 기초연구의 일환으로 방사선에 의한 신경세포 손상 제어를 위한 생물학적 표적자로서 대사성 글루탐산수용체(mGluR1)의 유용성을 검증하고자 하였음 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ in vitro에서 mGluR1와 방사선 신경손상과의 연관성 분석 - 신경세포의 방사선 손상과정에서 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관된 것으로 보고된 대사성 글루탐산 수용체(metabotropic glutamate receptors, mGluRs)의 발현이 증가하는 것을 관찰함으로써, mGluRs의 발현증가와 신경세포의 방사선 손상이 연관될 수 있음을 확인하였음 - 방사선조사에 의해 미분화신경세포가 과다한 신경세포로의 분화가 유발됨을 확인하였고 mGluRs 중에서 mGluR1을 억제한 경우에만 이러한 과다 신경세포 분화 현상이 감소됨을 확인하여 mGluR1이 방사선에 의한 과다 신경세포 분화에서 중요한 역할을 함을 검증하였음 ○ in vitro에서 방사선에 의한 신경염증과 mGluR1의 연관성 분석 - 방사선 조사로 염증반응이 유발된 소교세포 배양액을 신경줄기세포주 배양시 첨가하였을 때, 신경줄기세포의 생존율의 감소와 과다 신경세포로의 분화 등 신경줄기세포에 방사선을 직접 조사했을 때와 유사한 손상이 관찰되었음 - 이로부터 방사선에 의한 신경줄기세포 손상 과정에서 방사선에 의한 직접적인 신경줄기세포 손상뿐 아니라 소교세포의 염증반응에 의한 간접적인 손상도 중요한 역할을 함을 제시하였음 ○ mGluR1 활성조절에 의한 방사선 신경세포 손상 조절 분석 - 신경줄기세포에 mGluR1 수용체에 대한 억제제가 방사선에 의해 유도되는 신경세포 과다 분화 등 신경세포 손상을 억제함을 확인하였음. - 두경부 방사선조사 마우스에서 mGluR1 억제제 투여시 일부 인지학습 관련 행동학적 지표에서 방사선 조사에 의한 행동변화가 감소됨을 확인함 - 이로부터 mGluR1 조절을 통해 방사선에 의한 신경손상과 행동장애를 조절할 수 있을 가능성을 제시하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 뇌종양에 대한 방사선 치료후 50% 이상의 환자에서 나타나는 학습인지기능 장애는 환자의 삶의 질을 하락시키는 원인이나 아직까지 효과적인 치료법이 없어 이를 극복할 수 있는 기술 개발이 절실히 요구되고 있음 ○ 방사선 신경세포 손상에 대한 새로운 생물학적 표적으로서 대사성 글루탐산 수용체를 발굴함으로써, 방사선 신경손상 저해제 발굴에 활용하여 뇌종양의 방사선치료시의 만성부작용으로 나타나는 학습인지능력 장애, 감정조절 장애 등을 예방/치료하고 또한 이와 유사한 메커니즘으로 유발되는 퇴행성 신경질환, 말초신경병증 및 할 수 있는 의약품 연구를 위한 개발위한 원천기술 구축이 가능할 것임 ○ 방사선 신경손상과 유사한 다양한 요인의 뇌질환/신경질환 치료기술 개발에 활용됨으로써 국민 보건증진에 기여 (출처 : 연구결과 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 정우희
    • 주관연구기관 : 한국원자력연구원
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 방사선치료;신경손상;대사성 글루탐산 수용체;신경분화;신경염증; 2. radiotherapy;neuronal injury;metabotropic glutamate receptor;neuronal differentiation;neuroinflammation;
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    2022.02.28

    □ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 ○ 대사적 상호 작용에 의한 대사성 간질환 발생 기전을 규명하고, 이를 조절하는 핵수용체의 기능 조절 통해 대사성 간질환에 대한 새로운 치료 전략을 제시하고자 함. ◎ 전체 내용 ○ 대사적 상호 작용 연구를 위한 in vitro & in vivo 모델 구축 ○ 신규 핵수용체 (ERRγ, COUP-TFII 발굴) ○ 핵수용체에 의한 글루타민, ○ 포도당 대사 변화 등 심화기전 연구 ○ 대사적 간질환에서 핵수용체 활성 억제제의 효능 평가 ○ 인체자원 활용한 임상적 검증 ◎ 1단계 ● 목표 ○ 세포간 상호작용이 대사성 간질환에 미치는 영향을 in vitro에서 확인할 수 있는 실험적 모델을 확립하고 세포간 대사적 상호작용 연구 ● 내용 - co-culture 시스템 (간암/간성상세포, 간세포/대식세포,쿠퍼세포) 확립하고 대사 변화 측정하여 상호 작용 연구 - 대사적 상호작용에 의한 신규 타겟 발굴 및 기능 검증 - 신규 핵수용체의 과발현 혹은 발현 억제 시스템 통한 기능 및 효능 평가 - 식이를 이용한 대사성 간질환 단계별 동물모델 구축하여 mRNA-seq analysis 및 대사체 분석 ◎ 2단계 ● 목표 ○ 핵수용체 활성조절제가 대사성 간질환에 미치는 효과와 심화 기전 연구를 수행하고 임상적 기능을 검증함 ● 내용 - 핵수용체 활성 조절의 효능 평가 및 기전 심화 연구 (in vivo 모델) - 기구축한 대사성 간질환 동물 모델에서 핵수용체 활성 조절의 효능 평가 - one-carbon metabolism, glutaminase 2 조절에 대한 심화 기전 연구 - 인체 자원을 활용한 임상적 유용성 검증 - 대사성 간질환 환자의 간조직과 정상 간조직을 확보하여 신규 표적 인자의 발현을 인체시료에서 비교 평가하여 목적 유전자의 기능을 임상적 검증 - 핵수용체 활성 조절이 immune response 미치는 영향을 규명 □ 연구개발성과 ○ 본 연구과제를 성실히 수행하여 세포와 대식세포의 co-culture 모델과 식이를 통한 비알코올성 지방간염 모델을 구축하였으며 신규 핵수용체인 ERRγ를 발굴하여 기능 평가와 기전 규명 연구를 수행함으로써 신규 타겟 발굴에 대한 목표를 달성하였음. 또한, ERRγ 활성 억제 통한 약제 내성 간암을 극복함을 밝히고 기전을 규명함. ○ 신규 핵수용체 COUP-TFII가 대사성 지방간 질환에 중요한 LDHA를 증가시켜 mTORC1 활성화시킴을 규명하였으며 (EMBO Reports, 2018), 이는 지방간염 및 간섬유화 조건에서 lactate가 증가함을 고려하였을 때 비알코올성 지방간질환 모델에서 적용해볼 수 있어 의의가 크다고 사료됨. 간암에서 핵수용체 PPARδ의 glutaminase1을 조절 기능을 밝혔으며 (MCR, 2017), 간내 미세환경 조건에서 macropinocytosis가 약제 내성 및 간 전이에 미치는 영향을 밝히고 (JECCR, 2022), 대사암 조직 내 글루타민 대사장애에 따른 면역관용유발기전을 규명하였음 (Molecular Cell, 2020). 그 외 신섬유화 질환에서 경구혈당강하제의 유효성 평가를 수행하여 적응증 확대 연구까지 성실히 수행함. 상기 결과들을 바탕으로 9편의 SCI(E) 논문 발표, 1건의 특허 출원 성과를 달성하는 등 목표 달성을 위한 연구개발을 성실히 수행하였음. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 대사성 간질환의 진행 기전 규명을 통한 치료기반 지식제공 - 대사성 간질환의 기전은 많이 알려져 있으나 실질적인 치료법이 없는 바, 본 연구의 성공적인 수행으로 대사성 간질환의 치료기반지식을 제공하고 이를 바탕으로 새로운 대사성 간치료제 개발이 가능할 것임. - ERRγ 억제제는 진행성 갑상선암과 간암, 약제 내성 간암에서 뚜렷한 항암 효과가 보고되고 있으며, 비알코올성 지방간염이 궁극적으로 간경화가 간암으로 진행됨을 고려하였을 때, 비알코올성 지방간염에서 ERRγ 의 활성조절은 간암발생이나 진행을 예방할 수 있을 것으로 고려됨. 비만, 당뇨병 유병률이 꾸준히 증가하면서 비알코올성 지방간염 역시 지속적으로 증가하고 있으나 여전히 효과적인 약제가 없기 때문에 ERRγ 활성 조절은 새로운 치료 전략을 제시하는 연구기반을 마련할 수 있을 것으로 생각됨. ○ 인체자원을 이용한 중개연구기반 확보 - 대사성 간질환 환자의 시료를 확보함으로써 병인조절기전의 신규표적을 인체조직에서 탐색, 검증할 수 있고 이들 통해 기초연구결과를 임상에 적용하는데 필요한 병원 중심이 중개연구기반을 확보할 수 있음 ○ 세포간 상호작용을 통한 다른 대사증후군 연구에 적용 및 활용 가능함 - 본 연구를 통한 대사성 간질환에서 세포간 상호작용 제어 기술은 비만, 당뇨병과 같은 대사 증후군의 근육, 지방조직 간의 상호작용 연구에도 활용 가능하며 새로운 치료 기반지식을 제공하게 될 것임. ○ 응용성/실용화 가능성 대사성 간질환 치료의 새로운 표적 제시 - 핵수용체 활성 조절제를 유효 성분으로 함유하는 치료용 약학적 조성물을 만들게 된다면, 대사성 간질환의 새로운 치료 전략으로 제안해 볼 수 있음. (출처 : 요약문 2p)
    • 연구책임자 : 최연경
    • 주관연구기관 : 경북대학교
    • 발행년도 : 20220300
    • Keyword : 1. 핵수용체;비알코올성 지방간염;간암;약제 내성 간암; 2. Nuclear receptor;Nonalcoholic steatohepatitis;Hepatocellular carcinoma;Drug resistant liver cancer;