□ 연구개요 본 연구는 방사선 유도 종양엑소좀을 암치료제로 개발하기 위한 가능성을 연구하는 기반 연구로, 방사선 유도 종양엑소좀에 의한 종양의 성장변화를 확인하고, 정량/정성적 분석을 통해 유의미한 인자를 발굴하고자 하였음. 총 3년으로 계획되었고, 1차년도에는 다양한 종양 세포주를 이용한 동물모델에서 방사선 유도 종양엑소좀의 분리법을 최적화하였음. 2차년도에는 분리된 종양엑소좀에 대해 질량분석법과 바이오인포매틱스 분석을 통해 방사선에 의해 유도되는 엑소좀 내 특이적 단백질들을 프로파일링하였음. 3차년도에는 방사선 유도 종양 엑소좀의 항암활성 기능을 마우스 종양 내 주입 후 성장 억제를 통해 확인하였고, 유세포분석 기반 면역세포 프로파일링을 통해 방사선 유도 종양 엑소좀이 T세포 활성화를 유도하고 특히 항 PD-L1 요법과의 병용 효과를 함께 확인하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 1차년도 목표: 방사선 유도 종양엑소좀의 분리 및 정량 분석 - 4T1 마우스 유방암 세포주를 대상으로 in vitro 와 in vivo 조건에서 방사선 조사 후 유도되는 종양 엑소좀을 분리하였음 - 분리된 엑소좀에 대해 나노입자분석을 시행하고 정량화 하였음 2) 2차년도 목표: 방사선 유도 종양 엑소좀의 종양 억제 기전 발굴 - In vitro 와 in vivo 조건에서 분리된 방사선 비유도/유도 종양 엑소좀에 대해 TMT 기반 proteomics 분석을 시행하였음 - 각 조건별 공통적/특이적 단백질 리스트를 확보함과 동시에 관련 pathway 분석을 완료하였음 3) 3차년도 목표: 방사선 유도 종양 엑소좀의 치료적 효용성 연구 - In vivo 종양 엑소좀의 생체 내 분포를 생물발광법으로 확인하였고, 분리된 수지 상세포에 처리 시 수지상세포의 활성도가 증가됨을 확인하였음 - 4T1 마우스 종양 모델을 수립하고 종양 내 주입시 방사선 유도 엑소좀이 비유도 엑소좀에 비해 종양 성장 억제 효과가 크다는 것을 확인하였음. - 항PD-L1 항체와 병용 시 방사선 치료군과 동일한 종양 억제 효과가 관찰되었음 - 유세포분석법과 효소면역측정법으로 평가한 결과 방사선 유도 종양 엑소좀은 종양내 세포 독성 T 세포의 활성도를 증가시켰고, 림프절에 수지상세포의 활성을 증가시켰으며 혈액 내 면역 증진 관련 사이토카인을 활성화시킴을 확인하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 연구개발 결과의 중요성 - 학문적/과학적 측면: 방사선 치료의 종양 억제 기전 및 엑소좀의 기여에 대한 의과학적 탐구 - 사회적/경제적 측면: 차세대 암치료제로 개발 가능성과 기술 선점 가능성 2) 연구 개발 성과의 활용 계획 및 기대 효과 - 본 연구에서는 in vitro 조건에서 방사선에 의해 유도되는 엑소좀 대비 in vivo 조건에서 유도되는 엑소좀 내 발현되는 다양한 단백질들의 리스트를 확보하였음. - 방사선 유도 엑소좀의 항종양능이 일반 엑소좀에 비해 우수함을 확인하였음. - 방사선 유도 엑소좀은 향후 진단이나 치료 영역에서 활용 가능할 것으로 기대됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조원경
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 엑소좀;방사선 치료;암치료;단백체분석;항암면역; 2. Exosome;Radiation therapy;Cancer treatment;Proteomic analysis;immuno-oncology;

□ 연구 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 본 연구과제의 최종 목표는 인간 활동에 따른 북극 증폭 및 연관된 기후 시스템의 과거 변화 및 미래 전망을 종합적으로 이해하는 것이다. 지속적인 온실가스 배출에 따른 관측된 과거 수십 년간의 북극 증폭 및 기후시스템 변화를 이해한다. 또한, 다양한 미래 온실가스 배출 경로/전 지구 온난화 강도에 따른 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템의 미래 변화를 전망하고, 동반되는 불확실성의 원인을 이해하고 감소시킨다. 기후 대응 시나리오 (대기중 온실가스 제거, 태양복사 강제력 감소 등)을 고려한 기후 모델 실험에서 나타나는 미래 북극 증폭 및 연관된 기후 시스템의 변화를 전망하고 특성을 이해한다. ◼ 전체 내용 본 연구과제는 과거에 나타난, 또한 미래에 나타날 북극 증폭 및 연관된 북극 기후 시스템의 변화 및 메커니즘을 통합적으로 이해하는 것을 목표로 한다. 먼저 관측 및 재분석 자료를 활용해 과거 (20세기 중반부터 현재까지) 북극 증폭의 장기 변동을 분석한다. 관측된 변화에 대한 Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) 다중 기후 모델의 성능을 분석하고 기후 모델에서 나타나는 변화를 연구한다. 또한 개별 외부 강제력(온실가스, 화산 활동 등)이 북극 증폭 및 연관된 기후 시스템 변화에 미치는 영향을 연구한다. 기후 모델 실험 자료를 활용하여 미래 전망에서 나타나는 북극 증폭 및 관련 물리 과정의 변화를 연구한다. 공통사회경제경로 시나리오에서 나타나는 미래 변화를 이해한다. 또한, 파리기후변화협약에 따른 목표 전지구 온난화 달성 시 나타나는 북극 증폭을 이해한다. 더욱이, 기후 모델 실험에서 나타나는 북극 기후 미래 전망의 불확실성 원인을 이해하고 emergent constraint와 같은 최신 통계 기법을 활용하여 이를 감소시킨다. 더 나아가, 대기 중 온실가스 제거, 태양 복사 강제력 감소 등 다양한 기후 변화 대응(기후공학) 전략을 도입한 기후 모델 실험에서 나타나는 북극 증폭 및 관련 기후 시스템의 변화를 전망하고 이의 물리 과정을 이해한다. ◼ 1단계 ❏ 연구 목표 본 연구과제의 1단계 연구 목표는 과거 및 미래 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템의 변화 이해하는 것이다. 과거 나타난 북극 증폭을 연구하고, 기후 모델 실험의 모의 성능을 평가한다. 이와 함게, 과거 나타난 북극 증폭 현상에 대한 온실가스 등 각 외부강제력의 영향을 파악한다. 더 나아가, 기후 모델 시뮬레이션의 미래 전망을 활용하여 미래 나타날 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템 변화, 그리고 물리 과정을 이해한다. 미래 전망에 동반되는 불확실성의 원인을 이해하고 이를 감소시킨다. 21세기 공통사회경제경로 시나리오에서 나타나는 미래 전망을 위주로 연구하며, 파리기후변화협약에 따른 목표 전 지구 온난화 수준 달성 시 나타나는 북극 증폭을 함께 연구한다. Emergent constraint와 같은 통계 기법을 통해 미래 전망이 갖는 기후 전망 불확실성을 감소시켜 보다 신뢰도 높은 미래 기후 전망 결과를 제시한다. ❏ 연구 내용 과거 수십 년간 관측에서 나타난 북극 증폭 현상을 이해하고 장기 변동을 연구하였다. 장기 추세를 위주로 연구했으며, 이에 대한 Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) 다중 기후 모델 실험의 성능을 평가했다. 또한, 기후 모델 실험 결과를 활용하여 온실가스, 에어로졸과 같은 개별 외부 강제력의 과거 관측된 북극 증폭 현상에 대한 영향을 이해했다. 또한, 과거 대형 화산 폭발이 북극 기후 시스템에 미친 영향을 연구하였다. 다양한 사회적 기후변화 적응 및 완화 경로를 고려한 공통사회경제 경로 시나리오 실험에서 나타나는 북극 증폭을 전망했으며, 관련된 물리 과정(대기-해양-빙권 상호작용)을 이해했다. 또한, 파리기후변화협약에 따른 목표 온난화 (1.5°C, 2.0°C) 달성 시 나타나는 미래 북극 증폭 및 관련 기후 시스템 변화를 이해했다. 기후 모델 실험 결과를 통해 얻은 미래 전망의 불확실성 요인을 이해하는 연구를 수행했다. 특히, Emergent constraint와 같은 보다 최신 통계 기법을 활용해, 불확실성을 감소시키는 연구를 수행하여 보다 신뢰도 높은 미래 전망 결과를 생산하였다. 특히, 다변수를 통한 emergent constraint 분석 방법론을 개선 및 활용하여 보다 신뢰도 높은 결과를 제시했다. 이러한 통계적 방법론을 개발하고, 기후 대응 시나리오 실험에 대한 공동연구를 위해 University of Melbourne에 2,3차년도에 총 5개월 정도 방문 연구를 했으며, 이를 통해 공동 및 협력 연구들을 수행하였다. 2단계 연구 계획인 기후대응 시나리오에 따른 북극 증폭 현상 및 연관된 기후 시스템 변화에 대해 일부 1단계에서 연구하였다. ◼ 2단계 ❏ 연구 목표 본 연구과제의 2단계 연구 목표는 기후위기를 완화시키기 위한 기후대응 시나리오를 고려한 미래 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템 변화를 전망하는 것이다. 특히 (1) 대기 중 온실가스 제거 (carbon dioxide removal), (2) 태양복사 강제력 감소 (solar radiation management) 방법론을 기반으로 한 기후대응 실현 시 북극 증폭 및 북극 지역에서 나타나는 기후변화를 이해한다. ❏ 연구 내용 기후 대응 시나리오 (net-zero 배출 탄소 배출량 감소, 태양 복사 강제력 감소)을 고려한 기후 모델 실험에서 나타나는 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템 변화를 연구한다. 첫 번째로, 온실가스의 급격한 증가 후 급진적 감소를 보이는 시나리오 실험에서 나타나는 변화를 연구한다. 이는 Community Earth System Model version 1 기후 모델의 다중 앙상블 실험 결과를 활용하여 연구한다. 또한, Carbon Dioxide Removal Model Intercomparison Project에서 제공하는 다중 기후 모델 결과를 활용한다. 또한, 온실가스의 급격한 증가 후 탄소 중립을 달성하는 시나리오에서 나타나는 미래 변화를 연구한다. 두 번째로, 태양복사 강제력 감소를 통한 지구 공학 수행에 따른 북극 증폭/기후 시스템 변화를 연구한다. Geoengineering Model Intercomparison Project의 기후 모델 자료를 활용하여 연구를 수행한다. 특히 기후 대응 방법론에 따른 북극 증폭 및 기후 시스템에서 나타나는 부작용 및 비선형적 반응을 연구한다. □ 연구성과 본 연구자는 1단계 기간 동안 연구과제의 계획 및 목표에 따른 연구를 수행하였다. 북극 증폭 및 기후 시스템의 과거 변화를 이해하고, 미래 전망을 연구했으며, 미래 전망에서 동반되는 불확실성의 원인을 밝혔다. 개선된 최신 통계 분석 방법론을 활용해 미래 전망 불확실성을 감소시켰다. 또한 온실가스, 화산 폭발 등 외부 강제력에 따른 북극 증폭/기후 시스템의 변화를 연구하였다. 더 나아가, 2단계에서 계획된 탄소 배출량을 감소시키는 기후 대응 시나리오 모델 실험을 활용해 북극 증폭을 연구하였다. 북극 증폭의 시간에 따른 변화를 연구하였으며, 또한, 북극 증폭을 일으키는 주요 원인 중 하나인 atmospheric river의 탄소 배출량 감소에 따른 변화를 연구하였다. 이러한 연구 활동들을 통해 1단계 기간에 총 3편의 연구 논문을 해당 연구과제 사사를 포함하여 출판하였다. 향후 2단계 기간 동안 탄소중립 등을 고려한 탄소 배출량 감소, 태양복사 강제력 감소 등 기후위기 대응 시나리오를 고려한 기후 모델 실험에서 나타나는 북극 증폭 및 관련된 기후 시스템 변화의 미래 전망을 연구할 것이며 3편의 연구 논문을 해외 상위 저널에 추가로 출판하고자 한다. □ 연구성과의 활용 계획 및 기대 효과 본 연구과제 수행을 통해 북극 전망 및 연관된 기후 시스템의 변화에 대한 이해를 한층 더 도약시킬 것이다. 특히 체계적인 과거 및 미래 전망, 그리고 동반되는 미래 불확실성에 대한 연구는 통합적인 통찰력을 증진시키고, 미래 기후 시스템 변화 전망에 대한 중요 지표로 쓰일 것이다. 미래 전망의 불확실성을 감소시킴으로써 미래 전망 신뢰도를 증가시키며, 향후 기후변화 적응 및 완화를 위한 정책 수립에 큰 기여를 할 것이다. 이와 함께 다양한 기후 대응 시나리오에 따른 북극 기후 시스템 변화에 대한 종합적 이해를 기반으로 미래 기후변화 전망에 대한 다양한 지표를 제공하고 중요 정책 수립에 활용할 수 있다. 2단계 연구를 통해 기후위기를 극복하기 위한 기후 대응 시나리오에 따른 미래 전망을 분석함으로써 북극 증폭/기후 시스템의 미래 변화를 종합적으로 이해할 수 있을 것으로 기대한다. 다양한 시나리오에 따른 변화를 연구하여 기후 대응 시나리오(탄소 배출량 감소, 지구공학 등) 정책 수립의 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대한다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 백승목
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 북극 증폭;북극 온난화;지구 온난화;기후변화;미래 전망; 2. Arctic amplification;Arctic warming;Global warming;Climate change;Future projection;

□ 연구개요 본 연구는 최근의 태양 관측결과를 근거로 하여, 태양 대기중에 널리 분포된 자기 플럭스 루프 (magnetic loop)의 동적 형성과 그에 수반하는 가열이라는 새로운 관점에서 태양 물리학의 중요 과제인 태양 대기 가열 문제를 해명하고자 한다. 즉 루프 내에서의 하강류 생성과정, 이 하강류와 저층 대기와의 충돌에 의한 열화 과정, 발생한 열에너지의 루프 상부를 향한 수송 과정을 포괄하는, 루프의 동역학적, 열역학적 진화를 관측을 근거로 한 이론적 고찰를 통해 규명하려고 한다. 이를 통하여, 종래의 연구에서처럼 태양활동영역을 단순히 그 형태에 따라서 분류하는 수준에서 벗어나, 그 구조와 진화에 따라 정량적으로 분류하는 방법을 제시하려고 한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : Tetsuya Magara
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : solar atmospheric heating;solar dynamics and magnetism;magnetic flux emergence;solar active region;shock wave;nonlinear force-free field;numerical simulation;magnetohydrodynamics;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 원자력시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 핵심기술 개발 - Pu-Am, Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정 핵심 분석기술 개발 - Pu-Am, Pu-U 연대측정 기법 개발 ◼ 전체 내용 ○ 본 연구는 방사성 물질의 붕괴 특성에 기반을 두어 핵물질 연대 즉, 핵물질 정제 이후 경과시간을 측정하는 기술을 개발하는 것임 ○ 핵물질 연대측정 기술은 물리적, 화학적, 동위원소 특성 등 여러 변수들과 함께 핵물질의 이력을 알 수 있는 중요한 기술로서, 시설안전조치 사찰시료 분석, 핵활동의 추정과 검증, 미신고/미확인 핵물질의 출처 파악 등에 필수적으로 소요되는 기술임 ○ 다양한 연대측정시계를 이용한 핵물질 연대측정 기술 개발을 위해, Pu-Am과 Pu-U 연대측정시계 (radiochronometer)를 이용한 플루토늄 연대측정기법을 개발하는 것임 ○ 청정시험시설과 극미량 핵물질 분석장비를 활용하여, 피코그램 (pg)급 극미량의 아메리슘과 우라늄을 모핵종인 플루토늄으로부터 순수분리하여 동위원소희석법에 따라 정량분석하는 요소기술을 1-2차년도까지 개발하고, 이에 기반한 연대측정 핵심 기술을 3차년도까지 개발 완료 및 검증 ○ 핵물질 연대측정 알고리즘과 핵물질 별 연대측정 절차를 개발하여 연대측정용 전산 S/W 개발에 활용하고, 개발한 연대측정 기술을 국제협력 등의 방법으로 검증 ◼ 1단계 ❏ 목표 ○ 시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 요소기술 개발 ❏ 내용 ○ 1차년도 (2021.04.01.~2021.12.31) - 핵물질 유형 별 연대측정 알고리즘 개발 - 플루토늄 매질 내 극미량 아메리슘 순수 분리 기술 및 정량 분석법 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 ○ 시설 안전조치 검증용 핵물질 연대측정 핵심기술 확립 ❏ 내용 ○ 2차년도 (2022.01.01.~2022.12.31.) - Pu-Am 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 개발 - 동위원소희석질량법에 의한 피코그램 (pg)급 Pu, Am 정량분석법 개발 - 표준시료를 이용한 Pu-Am 연대측정 핵심기술 검증 - 핵물질 연대측정 전산 S/W 설계 ○ 3차년도 (2023.01.01.~2023.12.31) - 플루토늄 매질 내 피코그램 (pg)급 우라늄 순수분리기술 및 정량분석법 개발 - Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 개발 - 표준시료를 이용한 Pu-U 연대측정 핵심기술 검증 - 핵물질 연대측정 절차서 개발 - 핵물질 연대측정 전산 S/W 개발 □ 연구개발성과 ○ 핵물질 유형 별 연대측정 알고리즘 확보 ○ 동위원소희석법에 의한 피코그램 (pg)급 핵물질 정량분석 기술자료 생산 ○ 플루토늄 매질 내 아메리슘 및 피코그램 (pg)급 우라늄 순수 분리 절차 및 정량 분석 기술자료 생산 ○ Pu-Am, Pu-U 붕괴반응 이용 플루토늄 연대측정기법 절차 확보 ○ 핵물질 연대측정 전산 S/W 및 핵물질 연대측정 절차서 확보 ○ 핵물질 연대측정 연구 관련 학술 발표, 논문 게재, 저작권 등록, 안전기술보고서 발간 및 핵물질 전문분석 인력 양성 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 핵물질 생산시기 추정기술 확보를 통한 국가 핵안보 및 시설 핵안전조치 역량 강화 ○ 국내 미신고/미확인 핵물질 발견 시 이력추적 등 신속 대응을 통한 국가 안전역량 제고 ○ 우라늄 농축, 플루토늄 재처리 등의 주변국 핵활동을 통해 생산된 핵물질의 생산 시기 추정에 활용 ○ 방사붕괴반응에 기반한 핵물질 생산연대 추정 핵심기술 개발을 통해 선진국 수준의 핵활동 검증 기술을 확보함으로써 주변국 핵활동 검증 역량을 향상시키는 한편, 향후 북한 비핵화를 대비하여 정부의 적극적인 역할 수행이 가능하도록 기술 지원 능력 확보 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정근호
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 핵물질;연대측정법;우라늄;플루토늄;동위원소희석법; 2. nuclear material;Radio-chronometry;uranium;plutonium;isotope dilution mass spectrometry;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ○ 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 프로브(probe) 기반 무인 방사선오염 탐지시스템 개발 ○ 무인 시료 채취 및 운반 장비 개발 ◼ 전체 내용 ◯ 1차년도 연구개발 (1) 사찰시료 검증(채취·회수·분석) 요건 개발 (2) 국내외 핵비확산·핵안보 측면의 무인 장비 개발 현황 분석 (3) 시료 형태 기반 채취 대표성(무게, 부피 등) 확보 방안 및 장비 적용(안) 도출 (4) 장비 및 절차 기술 성능요건(정량적, 정성적) 개발 ◯ 2차년도 연구개발 (1) 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 절차 개발 (2) 전산모사 기반 프로브, 무인 시료 채취·운반 장비, 방사선 신호처리장치 상세설계 및 제작 (3) 장비 관제(제어)를 위한 신호 송수신 기법 개발 및 장비 적용(안) 도출 ◯ 3차년도 연구개발 (1) 시료 채취 Kit 설계 및 제작 (2) 프로브, 무인 시료 채취‧운반 장비, 방사선 신호처리장치 시작품(Prototype) 제작 및 특성평가 (3) 프로브 전개 모델 및 전송신호 분석 기반 핵물질 위치탐지 기법 개발 ◯ 4차년도 연구개발 (1) 채취 시료의 정보관리 연속성(Chain of Custody) 확보 방안 수립 (2) 위치 정보 시각화 알고리즘 및 프로그램(3D plotting) 개발 (3) 시스템(장비), 기능, 성능평가, 품질 요구사항 반영 알고리즘 및 사용자 인터페이스(UI) 개발 (4) 토양 기후 특성 등을 고려한 모의 환경 조성, 성능평가(out-field test) ◯ 5차년도 연구개발 (1) 장비운영 및 시료채취 절차서 통합 (2) 성능평가 기반 개선(안) 도출 및 적용 ◼ 1단계 ❏ 목표 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발(prototype 설계 및 제작) ❏ 내용 ○ 방사선 탐지 프로브 개발 ○ 무인 시료채취 및 운반 장비 개발 ○ 장비 관제(제어)시스템 개발 ○ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ◼ 2단계 ❏ 목표 핵사찰 시료 적시 채취·회수·분석 기술 및 절차 현장 적용성 평가 ❏ 내용 ○ 장비 관제(제어) 장치 및 운영 프로그램 개발 ○ 개발 장비 현장 적용성 평가(성능평가) 및 보완 ○ 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 □ 연구개발성과 ■ 정성적 결과물 ■ □ 방사선 탐지 프로브 개발 ○ 소형 계측기 기반 프로브의 개발동향 ○ 1 세대 감마 계측 프로브 설계 및 제작 - CsI, GAGG 등 소형검출기 적용 가능 센서 특성 비교 - CsI(Tl) 섬광체 기반 계측 프로브 상세설계 및 운용(안) 도출 - CsI(Tl) 섬광체 기반 계측 프로브 회로 및 구조부 설계 ○ 2 세대, 2.5세대 감마 계측 프로브 설계 및 제작 - 플라스틱 섬광체를 이용한 검색 효율 향상 연구 - PVT 섬광체 기반 방사선 계측기(프로브) 세트 제작 및 성능 최적화 연구 - CsI(Tl) 섬광체 기반 프로토타입 성능 평가 - 신호처리 기구부, 소형화 및 경량화 방안 개발 ○ 3 세대 감마 계측 프로브 제작 및 테스트 - 성능개선 된 스펙트럼 기반 프로브 세트 제작 및 평가 - 실제 사찰환경에서 전체 시스템 구동 테스트 ○ 프로브 전개 모델 및 전송신호 분석 기반 핵물질 위치탐지 기법 개발 - 프로브 전개 모델 (프로브의 측정영역 최적화, 시나리오기반 전개방식 및 구역설정(안)) - 계측신호 기반 위치 판별 알고리즘 (머신러닝, 베이지안 기반) ○ 운용 소프트웨어 개발 - 정보 송수신 및 장비 관제 프로그램 - 관제(제어) 시스템 설계 및 시작품 제작 □ 무인 시료채취 및 운반 장비 개발 ○ 무인 시료 채취 기법 개발 및 장비 적용(안) 도출 - 무인지상체의 기본 구조 - 토양시료 채취 시 필요한 기능요건 - 핵물질 시료 채취 시 필요한 기능요건 - 표면시료 채취 시 필요한 기능요건 - 보관 및 이송 ○ 전산모사 기반 장비 설계(안) 도출 및 성능 요건(정량적, 정성적) 개발 - 3D 모델링 및 시뮬레이션 - 설계 및 해석 내용의 범위 - 토양 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 - 핵물질 시료 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 - 표면시료 채취용 무인 지상체 설계 및 해석 □ 장비 관제(제어)시스템 개발 ○ 장비 관제(제어)를 위한 신호 송수신 기법(연속성, 무선신호 분리, 보안, 다중모드 등) 개발 - 광대역 또는 국소지역 무선 신호 송수신 관련 선행기술 조사 - 부분적 탈중심화된 모바일 무선통신망 구축 연구 - Mesh Router와 결합된 환경정보 측정 및 전달 시스템 개발 - Mesh Router 전용 정보수집 장치 개발(안) ○ 방사선 정보처리장치(Data Acquisition System, DAS) 개발 - 검증 대상지역 내 현장 제어 및 정보 취합 시스템 개발 (NEXUS, EGID) ○ CoK 기반 현장 채취 작업 환경 측정 데이터 로그 시스템 개발(EGDT) - 현장 채취 작업 환경 측정 필수 요구사항 분석 - 데이터 로그 시스템의 구성 - 장비 활용 및 계획 ○ 위치정보 3차원 시각화 알고리즘 및 프로그램 개발 □ 지형·방사선 정보 기반 시료 채취·회수·분석 기술 및 절차 개발 ○ 시료 형태 기반 채취 대표성(무게, 부피 등) 확보방안 개발 - 국내외 조사기관(IAEA, USEPA, USGS 등)의 시료 채취, 보관, 운송 관련 절차 요건 검토 - 시료 채취 시 조사지점의 대표성 확보 방안 - 핵사찰용 채취 시료의 대상 및 적용 방안(안) - 깊이, 핵종 등 ○ 시료 채취(지점, 횟수, 방법 등) 절차(안) 개발 - 시료 채취 전 준비사항(위험요소 설정 기반 보호구 및 기구) 설정 - 토양 시료채취 흐름 및 절차서 도출 - 표면 시료채취 흐름 및 절차서 도출 ○ 시료 채취 KIT 설계 및 제작 - 주변국의 상황 발생을 대비한 미신고지역의 시료채취 키트의 필요성 정립 - 미신고 지역에서 활용 가능한 시료채취 키트 및 절차 구축 ○ 시설 구축 및 분석 정밀도 향상 방안 도출 - 토양시료 전처리 시설 구축 - 교차분석 플랫폼 활용 ○ 시료 채취·회수·분석 통합절차서 ■ 정량적 결과물 ■ ○ 원자력안전기술보고서(N-STAR) 13건 < 1차년도 > - “핵사찰용 시료 적시 탐지·채취를 위한 무인장비 최신 개발동향” - “핵사찰용 토양시료 채취 및 분석 절차 수립을 위한 국내외 기술기준 및 연구동향 분석” < 2차년도 > - “핵사찰용 토양시료 채취 절차 수립 연구” - “토양시료 채취 방법과 무인 지상체 기능요건 설계” - “은닉핵물질 탐지를 위한 소형 검출기 개발” < 3차년도 > - “핵활동 검증을 위한 미신고지역의 환경 시료채취 절차 구축 및 키트구성“ - “소형 감마선 계측기 및 머신러닝을 이용한 방사선원 위치 추정 알고리즘 개발” < 4차년도 > - “검증 대상지역 내 현장 제어 및 정보취합을 위한 운용 소프트웨어 프로토타입 설계” - “미신고지역의 핵사찰을 위한 토양‧핵물질‧표면시료 채취 및 운반용 무인 지상체 기능부 설계” - “고방사선 상황에서 비핵화 검증용 시료채취를 위한 무인 시스템 개발” - “비핵화를 위한 토양시료 채취‧운반‧교차분석‧보관 방법론” < 5차년도 > - “비핵화 상황 시 현장 환경‧위치 정보 송수신을 위한 휴대형 장치 개발” - “미신고지역에서의 시료채취 및 정보수집을 위한 통합 절차서 및 운영 방법론” - “미신고지역의 은닉핵물질 탐지를 위한 CsI(Tl) 섬광체 기반 고성능 전개형 검출기 개발”(제출완료 평가예정) ○ 국내외학술대회 논문 총 21건 < 1차년도 > - “Technical review on R&D trends in Unmanned System for safeguards Inspection“, 한국방사성폐기물학회 2019 춘계 학술대회 - “Study of Soil sampling Procedure for safeguard inspection“, 한국방사성폐기물학회 2019 춘계 학술대회 < 2차년도 > - “Sampling and Analysis Plan for Investigation of Undeclared Nuclear Activities,” Waste Management Symposia 2020 in Phoenix, Arizona - “Modular Gamma Probes to Detect and Localize a Radioactive Hotspot,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online - “Strategy against the Investigation of Soil Samples for Denuclearization of Neighboring Contries,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online - “Design of Partial Decentralized Mobile Colsed Network using Wireless Mesh Architecture,” 한국방사성폐기물학회 2020춘계 학술대회, Online < 3차년도 > - “Developing a Remote Mapping Device for Radiation Monitoring and Investigation” IRPA-15 - “A Study on Decentralized Mobile Wireless Network in Restricted Areas for Denuclearization”, 한국원자력학회 2021 춘계학술대회 - “ A Study to Suggest the Sequences and Considerations of Soil Sampling for Nuclear Verification”, 한국원자력학회 2021 춘계학술대회 - “The New Modular Gamma Probes for Finding out Hidden Nuclear Materials in a Restricted Area”, 한국방사성폐기물학회 2021 춘계학술대회 - “고방사성 핵종 운반시 CoK 확보를 위한 데이터 로그 시스템 개발”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 - “방사능 사고 신속대응을 위한 방사선 측정시스템 실증연구”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 - “고방사선 지역 내 시료 채취 및 운반용 무인 지상체 기능부 설계”, 한국방사선 방어학회 2021 추계학술대회 < 4차년도 > - “주변국 비핵화 검증목적 시료 채취‧운반 기술 개발”, 2022년 한국화생방방어학회 춘계학술발표회 - “고방사선 지역 내 시료 채취 및 운반을 위한 인간형 무인체 기능부 목업설계”, 2022년 한국화생방방어학회 추계학술발표회 - “Design Improvement on Reducing Angular Dependence of Gamma Probe for Detecting Radioactive Contamination”, 2022년 추계 방사성폐기물학회 - “Compensation method for performance degradation of the SiPM according to temperature using the variation of the measurement count”, 2022년 추계 방사성폐기물학회 < 5차년도 > - “Calibration Method on SiPM Temperature and Detector Sensitivity for Gamma Probe”, 2023 Symposium on Radiation Measurements and Application - “Study on the applicability of double sensor measurement method to obtain distribution direction of the gamma probe”, 한국방사성폐기물학회 2023 춘계학술발표회 - “플라스틱섬광체와 SiPM을 이용한 고농도 중성자 방출선원 위치탐지 장치개발”, 한국화생방방어학회 2023 추계학술발표회 - “미신고지역 내 채취시료의 CoK 유지를 위한 현장 실시간 정보취합장치(EGDT) 개발”, 한국방사성폐기물학회 2023 추계학술발표회 ○ 지식재산(특허출원) 3건 - 미지의 방사성 물질 탐지를 위한 전개형 소형 방사선 검출 시스템 및 그 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 01-2021-0086248) - 시료 채취 장비 및 시료 채취 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 10-2023-0075469) - 다중선원 탐지를 위한 전개형 방사선 검출 장치와 시스템 및 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 출원번호 10-2023-0193454) ○ 지식재산(특허등록) 1건 - 미지의 방사성 물질 탐지를 위한 전개형 소형 방사선 검출 시스템 및 그 방법(대한민국, 원자력통제기술원, 등록번호 10-2562007) ○ 시제품 제작 8건 - LoRa 기반 스펙트럼 방식의 방사선 계측 프로브(v1.0) - Wifi 기반 스펙트럼 & 플라스틱 방식의 방사선 계측 프로브(v2.0, v2.5) - 무인체 시료채취 기능부(프로토타입) - 개인 CoK 유지장치 - 무선자체망 유지장치 - 무인체 시료채취 기능부(시작품) - 현장 환경‧위치 정보 송수신(EGDT) - 감마선 계측 프로브 고성능모델(v3.0) ○ 국내외 논문 4건 (23. 12. 27. 논문 1편 평가중) - 미신고지역의 환경 방사선 검출을 위한 전개형 검출기 개발, (방사선산업학회지, 15권 4호) - Preparation and consideration of sample collection in undeclared areas for denuclearization verification (JNFCWT, 19권 4호) - Development of a CsI(Tl) scintillator based gamma probe for the identification of nuclear materials in unknown areas (JINST, 17호) - Machine learning algorithm for localization of nuclear materials based on gamma probe data to verify the denuclearization (JKPS, 83권 10호) - Bayesian Approach for Inferring Two-Dimensional Location of a Radioactive Material Using Distributed Detectors (RPC, 평가중 ) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 핵실험, 테러, 방사성 물질 불법거래 탐지 등 다양한 국가안보분야로의 활용 - 국제사회 인증을 통한 미신고 핵활동 탐지, 채취, 분석 절차화 추진 및 적용 - 상호사찰, 신고 시설 검증 등 시료 채취·분석과 관련한 다양한 상황에 대한 국가적 대응능력 배양 - 원자력시설의 제염, 해체 및 폐기 등의 상황 시 작업자 접근이 어려운 지역의 사전조사 또는 방사능 오염이 제거되었음을 검증하기 위한 모니터링에 활용 - 방사능 테러 대응 훈련 등의 훈련장비 및 사찰관/국가검사원 교육 교보재로 활용 ○ 기대효과 - 비핵화 관련 선제적 절차 수립 및 관련 기술 확보 - 무인 핵물질 탐지·채취·회수·분석 분야 기반 기술 확보 - 산업체 참여유도 및 기술이전을 통한 경제적 이득 도모 - 시료 채취 균일성 및 안전성 확보 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김명수
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 채취;회수;분석;절차;무인; 2. Sampling;Extraction;Analysis;Procedure;Unmaned;

□ 연구개요 MR영상 유도 방사선치료에서 소리신호를 기반으로 하는 호흡지도 시스템을 개발하여 실시간 gating 치료의 효율을 극대화하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 연구목표는 실시간 MR영상으로부터 추출된 목표체적과 실시간 체적과의 불일치도 추출, 추출된 불일치도를 소리신호로 변환, 변환된 소리신호를 전달하는 시스템의 개발로 세분화 되어 진행하였으며, 3 가지 각 시스템을 개발 완료하고 이 시스템들을 서로 연결할 수 있도록 영상 전환 및 입력 시스템 등 서브시스템을 추가로 개발하였고, 여러 가지 소리신호 중 환자가 가장 효율적으로 인식할 수 있는 구조로 소리신호를 구성하여 개발 후 통합된 단일시스템이 잘 작동하는 것을 모의 환자로 시연하는 등 계획된 과제 내용 및 연구 목표를 달성하였음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 개발된 시스템의 원활한 실증을 위해서 지연시간 단축, 신호전달체계 안정성 확보를 위한 추가 연구가 필요하며 상용화를 위해서는 보다 단순한 구성으로 변경개발 필요 있음. 기술이전을 목표로 기대했던 MR영상유도 방사선치료장치의 제조사가 파산함으로서 상용화 기대가 매우 낮기는 하지만 기술의 응용을 위한 방법을 지속 모색할 예정 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 황의중
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 방사선치료;영상유도 방사선치료;호흡연동;실시간 호흡지도;소리신호; 2. Radiation Therapy;Image Guided Radiation Therapy;Respiratory Gating;Realtime Respiratory Coaching;Sound Signal;

□ 연구개요 미세유체 칩열량계를 개발하여 세포에서 발생하는 열을 측정하고 이를 통해 세포대사율을 정량측정함. 기존에 개발하였던 칩열량계를 세포대사열을 측정하기 용이하도록 미세유체기능을 추가하고, 측정민감도 및 측정안정성을 개선하여 다양한 약물을 처리하였을 때 세포대사율 변화를 분석하는 방법을 확립함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 칩열량계 성능 개선: Thermistor 온도센서의 전기적 특성을 분석하고 온도측정 민감도를 10 μK 수준으로 향상. Parylene bonding기술을 사용하여 측정챔버부피를 개선하여 volume-specific power resolution을 세계최고수준으로 확보. Droplet microfluidic를 접목하여 droplet을 이용한 유체조작. 항체를 이용한 세포포획 및 분리. - 측정환경 개선: Radiation shield를 on-chip 진공에 적용하여 열손실 감소. 온도 안정성이 10 μK 수준의 thermostat 개발. - 세포의 대사율 정량분석: 대사열 측정 민감도 100 pW 수준 확보. 부착세포와 부유세포에 대한 세포대사열 측정. 약물 처리시 대사열 변화 측정. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 세포대사열을 높은 민감도로 측정할 수 있는 미세유체 기반의 열량계는 대사관련 질환뿐 아니라, 암, 노화 등 다양한 영역에서 기초연구 및 응용연구에 활용될 수 있음. 특히 신약개발 시에 약물의 효과를 검정하기 위한 세포기반 검정법으로 활용될 수 있어 상용화 가능성도 높은 원천기술 개발연구임. 향후 기술을 더 발전시키고 처리량을 높여 실질적인 세포기반 검정이 가능한 기법으로 발전시키고 다양한 응용연구에 활용하고자 함. 이를 통해 새로운 세포대사율 측정기법으로 활용되어 의학 및 생물학 전반에 활용될 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이원희
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 세포대사열;칩열량계;패릴린;미세유체; 2. cell metabolic heat;chip calorimeter;parylene;microfluidics;

◻ 연구개요 ○ 고아 핵수용체 small heterodimer partner (SHP/NR0B2)는 답즙산 대사 (bile acid metabolism)를 비롯한 다양한 대사 경로에 전사 억제자로써 중요한 역할을 담당하고 있음. ○ 하지만, 지금까지 SHP에 의한 간조직의 글리코겐 (glycogen) 및 약물 대사 (drug metabolism), 특히 빌리루빈 (bilirubin) 대사와 관련된 조절 기전 연구는 매우 미비함. ○ 본 연구진은 미발표된 선행 연구를 바탕으로, “Shp^-/- mice 간조직은 매우 많은 양의 글리코겐이 축적되며, 이는 UDP-glucose dehydrogenase (UGDH)를 encoding하고 있는 Ugdh 유전자의 발현량 감소와 관련되어 있다”는 가설을 세움. 이를 검증하기 위해, heterozygous Ugdh^+/- mice를 제작 및 확보 완료하였음 (homozygous Ugdh^-/- mice는 embryonic lethality를 보임으로써 성체에서 연구 불가함!). ○ 따라서, 본 연구과제는 핵수용체 SHP-UGDH axis에 의한 간조직의 글리코겐 및 빌리루빈 대사와 관련된 조절 기전을 이해하고, 이를 바탕으로 한 새로운 신호 전달 체계를 확립하고자 함. ◻ 연구 목표대비 연구결과 ○ fed/fasting mouse liver tissue에서 전사체(transcriptome) 분석으로 glycogen accumulation의 후보 타겟 유전자로서의 Ugdh의 발굴 ▶ Volcano plot과 Volume plot에서 통계적으로 유의미하게 차이가 있는 유전자들을 분석한 결과, 본 연구진을 Ugdh 유전자 발현이 Shp^-/- 간세포에서 감소되어 있음을 확인하였음. ▶ Ugdh는 UDP-glucose dehydrogenase (UGDH) 단백질을 암호화하는 유전자로써, UGDH는 UDP-glucose를 UDP-glucuronate를 바꾸는 효소이고, 이는 우론산 경로 (Uronic acid pathway)의 key enzyme임. ▶Shp^-/- 간세포는 glycolysis 및 TCA cycle의 저해가 있어나 glucose 소비를 잘 하지 못함. 남는 glucose는 UDP-glucose로 변환되는데 이때, Shp^-/- 간세포는 Ugdh의 발현양이 감소하여 UDP-glucose를 UDP-glucuronate로 잘 변화시키지 못함. 이에 따라 축적된 UDP-glucose는 glycogen synthase (GS)에 의해 glycogen 합성을 증가 시킬 수 있음. ▶ RNA-seq analysis의 Volcano plot과 Volume plot에서 통계적으로 유의미하게 차이가 있는 유전자들을 분석한 결과, 본 연구진을 Ugdh 유전자 발현이 Shp^-/- 간세포에서 감소되어 있음을 확인하였음. 이와 함께 핵수용체인 Rev-erbα가 유의미하게 변화한다는 것을 확인함. ▶ Rev-erbα는 최근 연구에서 Circadian rhythm조절 뿐만 아니라 metabolism관련 유전자 조절에도 관여한다는 것이 밝혀짐. 따라서 SHP 전사체분석에서 유의미하게 변한 Rev-erbα가 DNA-binding site가 없는 SHP과 상호작용하여 타겟유전자 조절에 관여할 가능성이 높음. ◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 본 연구과제는 주로 전사억제자 (transcriptional corepressor)로서 작용 하는 SHP이 어떠한 전사기전을 통해 영양분 인식, 오타퍼지 및 에너지 대사를 조절할 수 있는지를 밝힘으로써, 대사증후군 (metabolic syndrome)의 예방 및 치료와 관련된 전략을 수립하는 원리증명 (proof-of-principle) 제공에 기여하고자 함. ○ 또한, tumor suppressor gene으로서 핵수용체 SHP에 대한 이와 같은 연구결과는 간암의 발병기전 및 간암대사 (liver cancer metabolism) 연구에 중요한 기초 지식을 제공할 수 있을 것으로 기대함. ○ 더 나아가 현대인에게 만연된 각종 대사질환 및 간암 치료에 적용할 수도 있는 핵수용체 SHP의 endogenous 또는 synthetic ligand 발굴 필요성을 제시할 수 있을 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김은영
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 핵수용체 Shp;유전자발현;글리코켄;빌리루빈; 2. nuclear receptor Shp;gene expression;glycogen;Bilirubin;Ugdh;

□ 연구개요 최근 폐암을 비롯한 여러 암 발생과 진행에 있어 immune checkpoint가 중요하며 immune checkpoint inhibitor가 암 치료에 매우 효과적임이 밝혀지고 있음. 한편 성차가 있는 대장암에서는 immune checkpoint inhibitor의 효과에도 성차가 있을 것으로 추정됨. 이러한 배경에서 본 연구의 최종목표는 '대장암 발생과 진행에 있어서 estrogen/Nrf2/immune checkpoints의 상호관계를 규명하여 성차에 근거한 기전을 밝히고 이에 기반한 immune checkpoints inhibitor 효과를 극대화하는 방법 수립'하고자 함에 있음. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도: 염증성 대장암 유발 모델을 이용하여 androgen 및 estrogen이 대장암 발병 및 발생 위치에 미치는 영향 비교: 내인성 및 외인성 testosterone이 대장염 및 대장암 발생을 증가시키고, 특히 2mm를 초과하는 큰 사이즈의 tumor 발생 및 submucosal invasive tumor 발생 등 aggressive tumor 발생과 관련 있음을 증명함. 또한 대변 장내미생물 분석을 통해 testosterone 이 장내미생물총의 불균형을 초래하여 대장암 발생에 기여한다는 새로운 사실을 확인함. 2차년도: 대장암 성별 차이의 발생 기작으로 estrogen 또는 Nuclear factor erythroid 2 p45-related factor2 (Nrf2)의 immune checkpoints 발현에 미치는 영향: Male 대장암군에서 발생한 좌측대장 종양이 estrogen 처리에 의해 유의성 있게 감소했으며, 대장암군에서 증가한 PD-L1 발현 또는 감소한 ERβ 발현 역시 estrogen에 의해 감소 또는 증가했음. 이러한 PD-L1 발현 및 대장암 발생에 대한 estrogen의 항종양 효과는 야생형(WT)군 보다 Nrf2 결핍(KO)군에서 더 강하게 나타남. 특히 대장 tumor 및 non-tumor 조직에서 epithelial cell 보다는 암미세환경에 중요한 stromal cell과 mononuclear immune cell에서 PD-L1이 발현됨을 확인. 더 나아가 성별, 대장암, 에스트로겐, 나이 및 Nrf2 유전자에 의해 조절되고 동시에 이들에 영향을 주는 장내미생물을 규명함. 3차년도: 대장암 진행 및 전이에 있어 estrogen/Nrf2/immune checkpoints의 dual role에 대해 연구함: Estrogen은 DSS에 의한 대장염 발생 시기에 동시 복강주사해야 항종양 효과를 나타남을 확인하였고, 에스트로겐이 Nrf2 메틸화 수준을 저해함으로써 대장암 발생에 영향을 미칠 수 있음을 규명함. 이를 확실하게 밝하기 위해 MC38 대장암 세포주를 등에 주입한 male 대장암군과 비교하여 항-PD-L1 항체 및 estrogen 병용 투여시 MC38 female 수준으로 종양 성장이 저해되었고, 이는 Estrogen이 종양내 PD-L1 발현 및 종양 면역세포의 분포를 조절함으로써 대장암 저해에 관여함을 규명함. 또한 성별, 에스트로겐, 항-PD-L1 조절에 관여하는 장내미생물을 규명함. 4차년도: 인체 대장암 및 대장선종, 정상 조직에서 immune checkpoints 및 Nrf2 발현에 대해 알아보고 이의 성별 차이를 연구함: PD-L1 발현은 정상대조군보다 대장선종과 대장암군에서, 고식적 선종에 비해 톱니바퀴선종 조직에서 높게 발현하였음. 다변량 분석 결과, PD-L1 발현은 결합된 양성 점수(CPS) cutoff 가 1인 proximal CRC를 가진 남성과 반비례 관계, proximal CRC를 가진 여성은 dMMR/MSI-high 및 높은 EGFR 발현과 유의한 연관성을 보임을 확인함. 특히 COX-2, Nrf2, PD-1 mRNA 발현은 정상대조군보다 대장선종, 대장암군의 병변조직에서 유의하게 증가함을 확인. 건강대조군, 선종, 대장암 환자의 대변샘플 NGS 실험에서 락테이트와 뷰티레이트 생산 균주가 대장질환 예방에 기여할 수 있음을 규명함. 5차년도: 대장암 코호트에서 남녀별 Nrf2 및 immune checkpoints 발현이 대장암 병기 및 전이에 미치는 영향을 평가하고 immune checkpoints inhibitor 사용 유무에 따른 효과 연구: 대장암 진행에 따라 대장 병변조직 내 NRF2와 PD-L1의 발현증가를 확인하였고 이는 건강대조군 대장보다 높았음. 또한 NRF2 및 KEAP1의 메틸레이션 수준이 건강대조군보다 대장암 조직에서 낮음을 확인함. 또한 Ninjurin1 KO mouse AOM/DSS 대장암 모델에서 Ninjurin1과 남성호르몬 testosterone 이 대장염 및 대장암 발생을 증가시키고, 특히 2mm를 초과하는 큰 사이즈의 tumor 발생 및 submucosal invasive tumor 발생 등 aggressive tumor 발생과 관련 있음을 증명함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 첫째, 과학적 연구 설계로 대장암 성별 차이의 중요성을 증명함. 대장암 연구에서 널리 사용되는 AOM/DSS 동물모델에 대한 성별 차이를 밝힘으로 향후 대장암 연구에서 성별 차이를 바탕으로 연구해야함을 매우 확실하고 과학적으로 밝힘. 둘째, 대장에서의 에스트로겐/Nrf2/면역관문 작용 기전에 대한 다양한 접근으로 성차의학의 이해를 도모. Nrf2의 역할을 에스트로겐 및 면역관문 억제제 anti-PD-L1과 관련해 재조명함으로써 대장암 치료에 있어 보다 안전하고 효율적인 맞춤요법 수립에 기여. 셋째, 대장암 예방 및 치료에 있어 프로바이오틱스의 효과적인 이용 가능성을 높임. 장내 미생물과 숙주의 상호작용을 성호르몬 및 대장암 치료제의 관점에서 접근하였고 probiotics를 통한 효과적인 대장암 예방 및 치료 전략수립의 근거를 제공. 넷째, 성차의학의 중요성에 대한 사회적 공감대의 형성에 기여. 성차의학의 발달은 성별 차이에 대한 지식을 보강하여 특정 성별에 검증되지 못한 부작용 가능성에 대한 관심을 유발함으로써 대장암은 물론 타 질환에서의 성차의학적 접근의 필요성에 대한 과학자들의 인식 형성에 기여함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김나영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 대장염 및 대장암;AOM/DSS 마우스 모델;성별 차이;면역관문 PD-L1;코호트; 2. Colitis and colon cancer;AOM/DSS mouse model;Sex difference;Immune checkpoint PD-L1;Cohort;

□ 연구개요 ○ 다양한 응용분야 (의료, 국방, 보건, 및 보안 산업)에 사용될 수 있는 고감도 방사선 센서 확보 필요 ○ 기존 방사선 센싱 소재 및 소자의 한계점 및 문제점을 극복하는 새로운 방사선 소재/소자 도입 필요 ○ 고감도 방사선 센서 제작 및 고해상도 방사선 영상 실용화를 위한 기술 확보 □ 연구 목표대비 연구결과 연구 목표 1. 방사선 검출용 하이브리드 나노 소재 신틸레이터 합성 기술 및 최적화 조건 확보 달성내용 : - 하이브리드 나노 소재 반도체 성장, 구조 제어 및 표면 제어를 통한 안정성 확보 - 신틸레이터 photo-diode 제작 및 방사선 특성 평가 완료 - 하이브리드 신틸레이터 합성 및 물성 자료 확보 연구 목표 2. 고감도 방사선 센서 제작, 소자 물성 이해 및 고감도 센싱 특성 확보 달성내용 : - 나노 소재 반도체 하이브리드 구조를 이용한 방사선 센서 제작 및 특성 평가 완료 (방사선 특성 평가는 협동기관과 공동 진행) - 방사선 검출 메카니즘 규명 연구 목표 3. 센서 성능 최적화 및 메카니즘 정량적 이해 달성내용 : - 나노 소재 신틸레이터 기반 센서 제작 및 공정 기반 확보 (방사선 센싱 특성 평가) - 센서 array 제작 연구 (패터닝 기술을 이용한 array 제작) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) (1) 기술적 측면 ○ 방사선 검출용 나노 재료 합성/분석에 따른 기초 원천 기술 확보 및 응용. ○ 나노 기술 및 새로운 방사선 센싱 원리를 이용한 소자 제작을 통해 고-에너지 센싱 소자 기술의 관련 산업체 이전 및 국제 경쟁력 강화. ○ 고-분해능 및 획기적인 방사선 검출 효율 향상을 통해 의료 및 비파괴 검사 산업체 기술 이전. ○ 나노 스케일 재료 합성 및 방사선 소자의 동작 메카니즘 이해를 통해 차세대 방사선 기기 산업 분야의 선도적 기술 창출에 활용하고 관련 분야의 학문적인 발전에도 활용. (2) 경제적․산업적 측면 ○ 고분해능 및 높은 검출 효율을 필요로 하는 의료용 및 보안용 방사선 센서에 적용하고 고부가가치 경제 창출 기여. ○ 직접 검출형에 의한 방사선 기기의 부피 축소 및 사용 효율성 증가로 인해 원가 절감 및 국제 경쟁력 확보를 통한 방사선 기기 수출 증대에 기여. ○ 새로운 방사선 센싱 및 영상 처리 기술 확보를 통해 관련된 NT 및 IT 산업에 기술 이전이 가능하고 새로운 산업 및 시장 창출 효과를 기대. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임현식
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20240300
• Keyword : 1. 방사선 센서;신틸레이터;나노소재;고감도;하이브리드; 2. radiation sensor;scintillator;nanomaterials;sensitivity;hybrid;