비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김광섭
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 나노구조체;그래핀;태양 복사에너지;능동제어;전기차; 2. Nanostructure;Graphene;Solar Radiative Energy;Active Control;Electric Vehicle;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 Morin을 이용하여 세 가지 유형의 대표적 유방암 세포 모델(에스트로겐 수용체 양성, 삼중음성 및 HER2 과발현)에서 전이활성 및 생존, 유방암 치료의 주요 표적인자에 미치는 효능과 그 작용기전을 분석하여 맞춤형치료 전략을 수립한다. 또한 소형 동물모델을 이용하여 치료효과를 검정하여 기존 유방암 치료기술의 한계를 극복한다. ○ 전체 내용 ● 유형별 유방암세포에 대한 독성 및 암의 전이 등에 미치는 효능 평가 : 세포독성 평가 (SRB assay) : 전이활성 평가(Wound healing assay, Invasion assay, MMP-9의 활성 및 유전자 발현 분석, uPA/uPAR 발현 분석) ● 유형별 유방암세포에 대한 전이 및 성장에 미치는 효능에 대한 기전 분석 : 전이인자 발현 조절 기전분석(MAPK, Akt 등의 신호전달인자의 인산화 등) : 신호전달 단백질(MAPK, Akt 등)의 저해제(inhibitors)의 처리에 따른 작용기전 분석 : Nuclear fractionation을 통한 전사인자의 발현 및 활성 분석 ● 유방암 치료표적인자(ERα 및 HER2)의 발현에 미치는 효능 평가 : ERα 및 HER2의 발현 변화분석(Western blotting) : 하부인자 및 신호전달 인자의 발현 또는 인산화 변화 분석 : 세포 생존, DNA 손상, DNA 수선 인자 등의 인산화 및 발현변화 분석 : 세포사멸 인자의 발현, 세포주기 변화 및 세포주기 조절인자의 분석 : Immunocytochemistry를 통한 DNA 손상인자 발현분석 ● 항암제 내성 유방암세포에 대한 효능평가 및 기전 분석 : 항암제 내성 유방암세포에 대한 세포독성 평가(SRB assay) : 세포사멸 인자의 발현 변화 분석 : Flow cytometric analysis를 통한 세포사멸기전 분석 : 세포주기 분석 및 관련 인자발현 분석, 세포생존인자 및 DNA 수선 인자의 발현 변화 분석 ● 실험동물을 이용한 항암효능 및 항전이효능 평가 : Balb/c nude mouse를 이용한 tumorigenesis : Pathological analysis □ 연구개발성과 정성적 성과 - Morin이 유형별 유방암세포에서 항전이 효능을 가짐을 입증하고, ER 양성 유방암세포인 MCF-7에서는 Akt/GSK3β 기전을 통해 항전이 활성이 조절됨을 증명 - Morin의 삼중음성 유방암세포의 치료를 위한 후보 소재로서의 활용 가능성을 입증하고, MDA-MB-231 세포를 통해 삼중음성 유방암에서의 항암활성이 cell cycle arrest를 매개하여 작동함을 확인함 - HER2 과발현 유방암 세포인 SK-BR-3 세포를 통해 morin이 HER2의 표적화를 통한 항암활성을 apoptosis와 autophagic cell death 기전을 통해 나타낼 뿐만 아니라 전이활성도 억제할 수 있음을 입증함 - Morin이 삼중음성 유방암의 치료에 사용되는 doxorubicin의 항암활성을 FOXM1과 EGFR1 기전 저해를 통해서 향상시킴을 입증함 -Morin이 항암제 내성 유방암세포 대한 항암활성도 가짐을 입증 정량적 성과 - SCI(E)논문: 5편 발표, 2편 준비 중 - 학술대회 발표: 국내 2편, 국제 6편 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 : 유방암 치료효율 개선을 위한 치료전략 수립을 위한 근거자료로 활용 : 전임상 및 임상 연구를 위한 기초자료로 활용 : 다양한 질환에 대한 morin의 약리활성 검증을 위한 연구 자료로 활용 : 유방암 및 기타 다양한 암의 치료를 위한 소재개발에 활용 : 기존 항암제의 한계성 극복 및 새로운 치료전략 수립을 통한 유방암의 치료효율 개선 : 저렴한 의약용 신소재의 공급으로 국민 보건비 지출 경감과 그에 따른 의료복지 증대 및 가게 지출경감 : Morin을 이용한 다양한 식의약품 개발로 부가가치 창출로 관련 산업에 대한 관심 증가 및 투자, 고용창출 효과 기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 남경수
• 주관연구기관 : 동국대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 유방암;전이;암치료;모린;세포사멸; 2. Breast cancer;Metastasis;Cancer therapy;Morin;Cell death;

연구개요 현화식물 및 분자생물학적 연구의 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 포함하는 배추과(Brassicaceae)의 계통(phylogeny)을 단일 copy로 알려진 핵 xanthine dehydrogenase(xdh) 유전자 염기서열을 이용해 재구성하여 배추과 진화 및 종분화 과정에서 일어난 유전자와 유전체의 진화과정을 추정해 보고자였음 연구 목표대비 연구결과 배추과 최소 30개 각 족(tribe)에서 대표속(genus) 또는 종(species)을 대상으로 PCR/Cloning을 통해 xdh 유전자 염기서열을 확보하여 계통분석을 수행하고자 하였으며, 이를 통해 배추과 xdh 유전자로 부터 배추과 식물의 genome duplication, polyploidization, hygridization, gene duplication 등을 추정해 보고자 하였음. 연구 결과, 36족 62속 113분류군 164개체로부터 총 1,973개의 배추과 xdh 유전자 염기서열을 확보였으며 (개체당 평균 12개 sequence), 외군으로 Cleomaceae 및 Capparaceae 2과 3속 4종 4개 시료로부터 xdh 유전자 염기서열 58개 확보함. 확보된 xdh 유전자 염기서열의 계통 분석을 통해 배추과에 있어 xdh 유전자의 진화, 유전체 진화, 잡종 기원 등을 규명할 수 있는 기초를 자료확보하였음. 계통분석 결과 분석된 배추과 36개 족중 12개 족은 1 copy의 xdh 유전자를 지닌 반면, 나머지 족들은 2개 이상의 xdh copy를 지니고 있음을 확인함. 또한 개체, 종, 속 수준에서 xdh 유전자 copy수를 추정하여, 이로 부터 배추과 식물에 있어 xdh 유전자 진화를 추정할 수 있었음. 한편, 형태적으로 종동정에 어려움이 있었던 배추과 배추족 배추속 U's triangle 6종에 대한 상세한 연구를 통해 U’s triangle 모델을 XDH 염기서열 분석을 통해 재검증함. 흑갓 (B. nigra)의 경우 NCBI GenBank의 nuclear genome annotation과 달리 2 copy의 XDH 유전자가 존재함을 규명함. 이를 통해 목표대비 100% 연구결과를 확보함. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 본 연구를 통해 확보된 xdh 염기서열 정보는 배추과 주요 분류군의 식별 마커로 활용 가능함; xdh 염기서열이 종 수준에서 변이가 크게 나타나 종 수준에서의 식별 및 진화를 추정하는 마커로 활용가능함. - xdh 염기서열 정보로 부터 배추과 식물에 있어 유전체 진화, 잡종화, 배수화 등을 추정할 수 있으며, 이를 통해 배추과의 종분화 경향을 파악할 수 있음. - 배추과에 있어 다수의 족에 있어 유전체 배수화를 통해 xdh 유전자가 2 copy로 존재함을 확인할 수 있었으며, 일부 분류군에 있어 1 copy로 축소된 것을 파악할 수 있었음. 이를 통해 배추과의 유전체 진화의 경향성을 추정할 수 있음. - 주요 작물인 배추속 식물에 있어 잡종화를 통한 진화, 인위선택에 의한 유전체 진화에 대한 참고자료로 활용할 수 있음 - 배추속 U’s triangle을 구성하는 분류군은 2 copy의 xdh 유전자를 지니고 있으며, xdh 유전자 분석을 통해 종간 잡종 형성에 의한 U’s triangle이 증명됨. - xanthine dehydrogenase를 비롯해 다른 MoCo gene family인 aldehyde oxidase, sulfite oxidase, nitrate oxidase 등의 진화 및 기능 분화에 대해 비교할 수 있는 참고자료로 활용할 예정임. - 배추과의 형태적/생리적/생태적 진화 양상을 파악하는 기초자료로 활용될 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 원효식
• 주관연구기관 : 대구대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 배추과;잔틴탈수소효소;진화;잡종화;계통; 2. Brassicaceae;Xanthine dehydrogenase;evolution;hybridization;phylogeny;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 조정혁
• 주관연구기관 : 동화하이테크
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 방사통;에너지효율 증대;제품 규격화;불량률 저감;유도가열; 2. a radiation cylinder;Increase energy efficiency;product standardization;reduction of defective rate;induction heating;

□ 연구개요 ● 연구목표 섬광검출기 기반의 품질보증 방법과 입자치료기 Log-file을 이용한 품질보증 방법의 통합으로 환자 치료 전 QA와 치료 시작 후 All fractions에 대한 입자 방사선치료의 차세대 품질보증 통합시스템을 구축한다. 그리고 이를 통하여 입자 방사선치료에 최적화된 품질보증 원천기술을 확보한다. ● 연구 배경 및 개요 - Bragg peak의 물리적인 성질을 가지는 입자선 (양성자, 탄소, 헬륨등) 치료기는 정상조직에 전달되는 선량이 현저히 적어 세계적으로 입자 치료기의 도입이 증가하는 추세임. - 입자선 치료기법 중 세기조절이 가능해서 정상조직 피해감소와 2차 중성자 발생의 부작용이 덜한 Scanning 방식의 치료가 주도적인 치료기법 선택됨. - 치료기법의 첨단화 추세와는 달리, 그에 따른 품질보증(QA) 방법은 입자선 치료의 특징을 반영하지 못하고 아직 전통적인 X-ray 치료의 품질보증 방식을 사용. - 입자 방사선의 물리적 특징에 최적화된 3차원적 선량분포 확인과 전 치료 기간 동안의 입자 치료선 모니터링을 통해, 최첨단의 입자방사선 치료기법에 부합하는 품질보증 통합 시스템 개발과 그 시스템의 임상 적용 계기를 마련하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ● 섬광검출기에서의 IDD와 2D 분포확인 - 대표에너지 (70 MeV, 110 MeV 등)에서 의 Bragg Peak IDD 및 Profile 측정 - 다양한 갠트리 각도에서 Profile 측정 ● Multi Energy의 환자 치료계획 선량분석 - Patient-specific QA시의 Image 분석 (position, intensity, range) ● Log-file을 이용한 off-line QA - 실 조사된 Machine log-file 분석 및 해석 - 계획된 Scanning pattern file 분석 - Scanning Pattern과 실제 Log와 비교 해석 ● 섬광검출기 QA와 치료기 Log 분석 결과의 통합 및 연동 - Clinical planned vs. delivered pattern 분석 - 모든 Energy Layer에서의 Log-file 분석과 실제 2D-Array 측정 결과와 비교 - 섬광 검출기 분석 결과와 환자 치료 Log를 통합한 치료 전 QA와 치료시작 후 All fractions QA-tool 개발 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구의 최종목표인 통합시스템의 결과로는 환자별 품질보증 보고서를 가지게 될것이고, 이는 기존의 “치료전”에 “측정”기반의 품질보증 방식에서“모든 치료”에서“측정과 기록”이 기반으로 제시되는 입자선 품질보증의 개념이 획기적으로 변하게 될것임. 그리고 한 단계 더 높아진 품질보증의 효과로 인해, 보다 더 안전한 입자방사선 치료와 향상된 환자 치료성적에 기여하게 될 것임. 또한, 이러한 품질보증 방식은 광자선 치료에도 확대 적용 될 수 있고, 수집된 매 환자치료에 대한 기록은 환자별, 치료 횟수별, 치료 부위별 등으로 분류되어 환자와 치료기 시스템에 대한 Big data를 구축하게 되고, 이를 활용하여 기계학습(인공지능)을 이용한 입자치료기 고장예측과 환자 치료효과 예측 등의 다양한 분석에 사용될 수 있어, 본 연구의 파급효과와 잠재성은 매우 크다고 할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안성환
• 주관연구기관 : 삼성서울병원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선 치료;입자 치료;양성자 치료;치료 선량 검증;품질 보증; 2. Radiation Therapy;Particle Therapy;Proton Therapy;Dosimetric Verification;Quality Assurance;

4. 연구결과 가. 유전체 정보 확보 및 적응·진화 연구 (1) 개야길앞잡이 소기관 유전체 정보 확보 및 근연종과의 계통학적 연구 (2) 반날개상과의 딱지날개 및 복부 분비샘 진화 - Illumina와 PacBio를 통한 청딱지개미반날개의 전장유전체 염기서열 데이터 확보 (3) 서식지별 거머리 비교유전체 연구 - Illumina를 통한 시퀀스 분석으로 거머리류의 유전체 크기를 예측하고 서식처별 거머리의 유전체를 비교 분석 (4) 새우류 유전체 분석을 통한 면역 관련 유전자 분석 - de novo DNA 시퀀싱과 RNAseq 등을 이용하여 도화새우의 간췌장 조직에서 발현하는 면역 유전자 분석 (5) 수염하늘소속의 재선충 매개 진화 연구 - 소나무재선충 비매개종인 수염하늘소의 염색체 수준의 표준유전체 제작 나. 지구온난화 및 기후변화 관련 대상종 집단 분석 연구 (1) 열대거세미나방 유입·정착 가능성을 위한 집단분석 연구 - 열대거세미나방의 국내 유입 및 해외 개체군의 계통 분석 및 생태학적 고찰 (2) 비래곤충 된장잠자리 집단분석 연구 - 된장잠자리 국내외 개체군의 mtDNA COI 영역을 이용한 단상형 분석 - 집단분석을 위한 된장잠자리 특이적인 SSR 마커 개발 다. 유전자 정보를 활용한 분류 실체 규명 연구 (1) 갈색여치 은폐종 및 종 실체 규명 연구 - 국내 각지에 분포하는 갈색여치 개체군에서 mtDNA COI 분석으로 구분 가능한 은폐종 구명 (2) 유전 및 형태 분석을 통한 새뱅이류의 분류학적 재검토 - 생물다양성 감소 관찰종이자 제주 고유종인 제주새뱅이 및 근연종 시료 확보 - COI 유전자를 이용한 계통 분석과 형태적 비교 분석 진행 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 전미정
• 주관연구기관 : 국립생물자원관
• 발행년도 : 20221200
• Keyword :

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵시설 무인 감시 및 인공지능 기반의 자동 경보 시스템 개발 ○ 전체 내용 ■ 1차년도 • 선행기술 연구 조사 및 분석 - 국내·외 관련 연구 및 시제품 자료 조사를 통한 과제 목표 및 성능 결정 - 국내·외 방사선 감시시스템 및 인공지능 기반 사물 인식 알고리즘 선행연구 분석 • 몬테칼로 전산모사 기반 방사선 자동 추적감시 및 경보 시스템 설계 및 최적화 - 전산모사를 이용한 선원 모델링 및 전산모사 환경 구축 - 선행기술 조사를 바탕으로 방사선 감시시스템 설계 및 최적화 - 감마선 에너지, 선원 결손 및 이동과 같은 변수를 도출하여 인공지능 학습을 위한 데이터베이스 구축 • 방사선 자동 추적감시 및 경보를 위한 인공지능 기반의 자동추적 알고리즘 설계 및 최적화 - 감시와 추적을 위한 특징 선별, 방사선장 변화 및 방사선원의 유입 감시를 위한 방사성물질 위치 추적 알고리즘 개발 - 광학 영상을 기반으로 선원 결손 및 이동을 대비한 보관 용기추적 알고리즘 개발 ■ 2차년도 • 다채널 아날로그 및 디지털 신호 처리기술 및 데이터 전송 방법 개발 - 고속 저잡음 아날로그 신호 처리 회로 파라미터 도출 및 설계 - FPGA 기반의 디지털 신호 처리 시스템 구축 및 데이터 전송회로, 전송방법 개발 • 방사선 무인 감시를 위한 모의 측정 환경 구축 및 검출기부 최적화 - 몬테칼로 전산모사를 이용한 모의 측정 환경 설계 및 검출기부 최적화 - 설계된 검출 모듈의 성능평가 및 다채널 검출 모듈 특성 평가 • 사물 인식 및 자동 추적을 위한 인공지능 기반의 자동융합 알고리즘 및 핵종 판별 알고리즘 개발 - 방사선 검출 모듈과 광학 영상 카메라를 이용한 자동 융합 영상 알고리즘 개발 - 측정된 방사성 물질의 스펙트럼을 이용한 핵종 판별 알고리즘 개발 ■ 3차년도 • 원리검증용 시스템 제작 및 시스템 유용성 평가 - 개발된 검출기, 아날로그 및 디지털 신호 처리회로 결합 및 원리검증용 시스템 개발 - 인공지능 기반의 방사선 자동 추적 감시 알고리즘을 통한 방사선원 영상화 성능평가 - 실험을 통한 시스템의 성능평가(민감도, 공간분해능 및 에너지 분해능 등) □ 연구개발성과 - 안전기술보고서 : 3건 - 학술대회 발표 : 7건 (국외 4건, 국내 3건) - 학위취득 : 6명 (박사 1명, 석사 3명, 학사 2명) - 특허 : 1건 (국내 출원) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 원자력시설의 무인 감시를 수행 및 원자력발전소 및 방사성 폐기물 처리시설의 관리에 활용 ■ 국내 국가계량관리체제의 기술 능력 향상을 통한 핵비확산/핵안보 측면의 국가적 신뢰도 향상 및 투명성 확보 ■ 국내 핵연료 감시 및 관리에 관한 연구기반 확립 및 관련 분야의 고급인력 양성에 기여가능 ■ 핵물질 및 핵활동 감시 기술에 대한 선진국과의 기술 격차를 좁히고 인공지능 기반의 방사선 계측 분야에 대한 선도기술을 점유 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 정용현
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 자동 추적감시;조기경보 시스템;인공지능;핵시설 감시;핵활동 감시; 2. Automatic tracking surveillance;Early warning system;Artificial intelligence;Nuclear facility surveillance;Nuclear activities detection;

□ 연구개요 ■ 충수염 진단에 저선량 CT 사용의 근거를 확립하고, 저선량 CT 사용을 확산함. - 국내 의학연구 역사상 최대 규모 임상시험의 데이터 공유 - 저선량 CT 검사가 가능한 충수염 의증 환자 선별기준 제시 - 충수염 진단 교육 프로그램 개발 및 판독의 교육 □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 충수염 진단에 저선량 CT 사용 근거 확립 - 우리나라 의학연구 역사상 최대 규모 (피험자 수 3,074) 임상시험인 LOCAT의 (Low-dOse CT for Appendicitis Trial) 데이터를 다른 연구자들에게 공개함. - 공개한 임상시험 데이터를 사용하여, 환자의 특성에 따른 저선량 CT와 표준선량 CT의 진단능을 비교함. 저선량 CT 검사가 가능한 충수염 의증 환자 선별기준을 제시함. ■ 저선량 CT 충수염 진단 온라인 교육 프로그램 개발 - 공개한 임상시험 데이터에서 무작위 추출한 저선량 CT 증례 30례를 이용하여, 도제식 훈련을 시뮬레이션 하는 충수염 진단 온라인 교육 프로그램을 개발함. -개발한 프로그램을 활용하여, 판독의에게 저선량 CT 충수염 진단 교육을 함. ■ 충수염 진단에 저선량 CT 사용 확산 - 60명 이상의 판독의에게 온라인 교육을 실시하고, 충수염 진단에서 저선량 CT의 선호도를 조사함. - 교육에 참여한 판독의의 경력에 따른 learning curve를 측정하여, 저선량 CT 충수염 진단에 차이가 있는지 확인함. - 공개된 LOCAT 데이터를 활용한 파생연구 진행함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ■ 보다 안전한 저선량 CT 기술 보급 - 의료진에서 지속적인 교육을 통해, 저선량 CT에 대한 의료진의 거부감을 낮추어 충수염 진단에 저선량 CT 기술을 보급함. - 대단한 장비나 경험 없이도 새로운 진료지침을 확산할 수 있는 공익성 높은 연구임. ■ 즉각적이고 실효성 있는 암 예방 효과 - 무작위배정 임상시험 데이터로 얻은 높은 수준의 근거들은 임상에 당장 적용이 가능하므로, 궁극적으로 많은 생명을 구할 수 있음. ■ 대형 데이터베이스의 개방으로 여러 파생연구 촉발 - 일률적인 수술 대신 환자 맞춤형으로 충수염을 치료하는 진료지침 개발, 딥러닝 알고리즘 구축으로 저선량 CT 화질 향상 등의 파생연구가 가능함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이경호
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 컴퓨터단층촬영;방사선;교육;자료 공유; 2. CT;Radiation;Education;Data sharing;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 본 연구는 타액선 유래 오가노이드에 기반한 비전리 방사선 (전자기파 또는 전자파)과 타액선 종양 발생 및 악성도 증가 위험에 관한 연구로서 1) 타액선 오가노이드 바이오 뱅킹 및 전자기파 노출 장치 개발 2) 타액선 유래 정상 오가노이드를 이용한 전자기파 노출을 통한 종양 발생 위험도의 평가 3) 종양 오가노이드를 이용한 전자기파 노출 하 종양의 악성 전환 위험성 평가 4) 다양한 오믹스 (RNA-seq, Proteomics, Salivaomics) 분석에 기반한 전자기파 위험도를 모니터링할 수 있는 biomarker 발굴 연구를 수행하고자 함. ◼ 전체 내용 1차년도 : 타액선 기반 오가노이드 바이오 뱅킹, 전자기파 노출 장치 개발 및 노출 조건 수립 ★ 정상, 양성(주로 pleomorphic adenoma), 그리고 악성 타액선(주로 이하선) 조직을 받은 후, 일부는 조직학 분석을 통하여, 종양 타입을 판별하고, 나머지로는 오가노이드 배양을 하여 첫 계대 시점에서, 액체질소 탱크에 저장, ★ 다양한 주파수와 세기 그리고 노출 시간을 조절할 수 있으며, 온도 유지가 가능한 전자기파 노출 장치를 개발 또는 기존의 장치에 덧붙임, ★ 문헌을 기반으로 노출 조건 후보군을 선정하며, 동시에 설문 조사를 통하여, 한국형 노출 조건을 수립 2차년도 : 전자기파에 노출된 타액선 기반 오가노이드의 종양 발생 위험도 평가 ★ 정상 및 종양 그리고 전자기파 노출된 타액선 오가노이드의 형태학적 분석을 수행 ★ 4-HNE를 측정하여, 전자기파 노출 전후 오가노이드에서 산화 스트레스 연구 ★ Salivaomics를 활용하여 오가노이드에서 생성된 분비물의 변화를 확인하고, 전자기파 노출 마커로 응용, ★ RNA-sequencing 기술을 이용하여, 오가노이드의 노출 전/후를 비교하여, 증감된 유전자 발현을 분석하고, 특이적으로 증감된 유전자 발현에 연관된 신호체계를 확인하여, 전자기파의 타액선에 대한 영향 확인 3차년도: 종양 오가노이드의 전자기파 노출 하 악성 전환 위험도 평가 ★ 전자기파는 수용체-리간드 과정없이 다양한 세포 신호를 활성화시키는 것이 보고된 바 있음. 오가노이드 배양액에서 EGF, Wnt 등의 타액선 오가노이드 필수 배양 성장인자를 제외하여도 전자기파 노출을 통하여 오가노이드가 성장 가능한지 확인하고, 장시간의 노출에서 대조군과 비교하여 niche 독립성을 성장인자 순차적 제거, antagonist, RNAi 등을 이용하여 확인하고, NGS와 RNA-seq을 통하여 증명, ★ 실험 동물에 장시간 전자기파 노출된 종양 오가노이드를 이식 또는 전이모델을 제작하여, 전자기파에 의한 악성도 및 위험성이 증가함을 증명 □ 연구개발성과 현재 가장 진보된 생쥐, 인간의 타액선 기반 정상 및 종양 오가노이드를 수립하고 유지 및 검증 그리고 바이오뱅킹을 통한 논문 발표 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 오가노이드의 셋팅이 일단락 되었으며, 해당 과정을 통하여 다양한 연구 방법 및 오믹스 분석 기법을 익힌 것을 토대로 기존의 연구 목표인 비전리 전자기파를 노출 후 오가노이드의 변화 및 종양 유전자의 발현 확인 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 윤여준
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 타액선;오가노이드;종양;비전리전자기파;멀티오믹스; 2. Salivary gland;organoid;tumor;non-ionizingradiation (electromagnetic radiation);multiomics;

연구개요 본 연구는 간질성폐섬유화증 (interstitial fibrosis)을 반영하는 모델 중 방사선폐섬유화소동물 모델을 이용하여 폐손상 과정 중 FPRs family 매개 efferocytosis에 의한 항염증 작용 및 Efferocytosis 매개-폐섬유화증 제어의 중요기전 조절의 FPRs의 핵심신호경로를 규명하여 간질성 폐질환의 보호 및 치료제 개발을 위한 염증종결 기전을 바탕으로 한 합당한 druggable target 및 진단 마커 연구를 위한 기반 제공을 목적으로 본 연구를 진행하였음. 연구 목표대비 연구결과 1차년도 연구목표: 방사선에 의해 유발되는 폐섬유화 진행동안 FPRs family와 염증종결의 유도 efferocytosis 관련성 연구 ● Efferocytosis가 유발됨에 따라 폐섬유화 제어 효과를 보이는 것을 확인함 ● 폐섬유화 모델의 efferocytosis 유도 동안의 FPRs family의 발현이 증가하는 양상을 확인 함 2차년도 연구목표: FPRs family의 조절을 통한 efferocytosis 조절 및 관련 신호전달 경로 규명 ● 폐섬유화모델에서 efferocytosis 관련 유전자 발현 프로파일링 분석을 통해 FPR2가 발현양상이 달라지는 것을 확인하였고, isotype인 FPR2와 lipoxin A4의 합성에 관련된 단백질의 발현양상도 달라지는 것을 확인 함 ● FPRs agonist인 LXA4 처리시 efferocytosis를 통한 방사선폐섬유화의 제어 가능 함을 확인 함 ● Efferocytosis와 발현 증가된 FPRs 통하여 ROS, Rho-ROCK기전 등이 억제되는 것을 확인함 3차년도 연구목표: Efferocytosis 연관 FPRs family 조절을 통한 폐섬유화 조절 및 관련 기전규명 및 염증종결관련 타겟유전자들의 유효성 검증 ● FPRs의 조절을 통한 efferocytosis에 의한 폐섬유화 제어 변형을 확인 함 ● 상피세포 및 혈관세포에서 FPRs와 EMT 마커의 변화를 western blot을 통해 확인 함 ● 임상샘플을 통한 FPRs 염증종결 타겟의 유효성을 검증 함 - 방사선을 조사한 폐손상 부위에서 FPR2의 발현이 fibrosis marker인 alpha-SMA와 co-localization되는 것과 방사선 치료를 받은 폐암환자의 폐조직에서 치료 받은 주위조직에서의 FPR2의 발현이 감소되는 것으로 보아 방사선에 의한 폐섬유화 발생과 FPR2의 발현 양상이 연관이 있으리라 사료 됨 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ○ 본 연구에서의 FPRs 연관 염증종결촉진을 통한 폐섬유화억제 연구결과는 새로운 신약 개발에 필요한 기반 기술의 확립으로 제품화에 필요한 기초자료를 제공함으로써 난치성 질환의 치료개발의 기반을 제공할 것으로 사료 됨 ○ 염증종결촉진인자를 통한 폐섬유화기전을 밝힌다면 방사선폐섬유화 치료제 개발이 시급한 현 상황에서 염증종결촉진은 물론 관련 유전자조절을 통한 치료법도 제시할 수 있어 방사선폐손상 제어제 개발에 있어 새로운 패러다임을 제시할 것임. ○ 방사선 관련연구의 관점에서도 방사선생명과학에 대한 국제논문이 SCI impact factor 가 높은 국내연구진에 의해 계속 발간되고 있고 국제학회에서도 인정받고 있어 현재 세계 6위에 있는 원자력분야의 위상에 맞는 방사선생명과학 분야의 과학 선진성 및 방사선의 평화적 이용의 국제적 경쟁력 확보가 가능함. 따라서 현재 세계적으로 연구가 시작단계인 폐섬유화 질환의 진단제 및 치료제 개발로 연결 가능함. ○ 본 연구를 통한 새로운 신약 개발에 필요한 기반기술의 확립으로 First-in-Class의 개발을 위해 필요한 기초자료를 제공함으로써 특히 약물이 전무한 방사선에 의한 폐섬유화 제어제로서의 개발 가능성을 높임 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 조재호
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 간질성폐질환;방사선폐섬유화;포밀 펩타이드 수용체;염증종결;사멸세포 탐식촉진; 2. interstitial lung disease;radiation-induced pulmonary fibrosis;formyl peptide receptors;inflammation resolution;efferocytosis;