□ 연구개요 본 연구는 유방보형물을 삽입 후 방사선 치료가 진행되었을 때 무세포 동종 세포의 역할 및 이상적 수술 방법 확인을 위한 연구였다. 먼저, 유방보형물을 이용한 동물모델을 확립하고 구형구축을 유발할 수 있는 최적의 방사선 농도를 확인하였다. 이후 보형물이 접촉하는 조직의 종류에 따라 피막의 형성 및 구형구축의 발생율이 달라질 수 있음을 확인하였고 근육의 사용이나 접촉 없이 무세포동종진피로 보형물을 최대한 감싸는 형태가 방사선으로부터 피해가 가장 적은 것을 확인할 수 있었다. 또한 무세포 동종진피의 세척 및 소독과정에서 멸균 효과가 가장 뛰어난 소독용액을 확인하고 이를 임상에서 사용할 수 있는 기반을 마련하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 유방보형물 동물 모델을 만들고 적정량의 방사선 조사량을 확인하여 동물모델에서 방사선 조사를 통한 구형구축을 현상을 재현하였다. 본 연구의 1차 목표인 최소치사량이면서 최대조사량 확인을 위한 과정을 거쳤고 35Gy를 5회 분할하여 조사한 형태가 최대한 구형구축을 유발하면서도 쥐에 치사량에 도달하지 않는 이상적 조사량으로 확인되었다. 2차 목표인 방사선 조사 시 피해가 최소화 될 수 있는 수술 방법을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 근육이나 흉벽 등과 달리 무세포동종진피와 접촉한 부분은 피막의 형성과 염증의 형성이 적어 방사선 조사 상태에서 구형구축의 가능성이 낮은 것으로 확인되었다. 따라서 방사선 조사시 무세포동종진피의 보호 효과가 있는 것으로 입증되었기에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 감싼 형태가 방사선으로부터 보호 효과가 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구를 위해 사용한 무세포동종진피에서 발생하는 균 오염을 제거하기 위해 세척 용액의 멸균 효과에 대한 연구를 추가로 진행하였다. 이는 1,2차 목표를 달성 후 추가적 연구 성과를 위해 진행하였다. 무세포동종진피에 유방보형물 수술 중 가장 많이 오염되는 MSSA, MRSA, S. epidermidis 세균을 배양시킨 후 이를 10% povidone-iodine, 0.5% chlorhexidine, antibiotics, taurolidine에 30분간 세척하였고 이 실험을 통해 조직의 변형 없이 통계적으로 의미 있는 멸균 효과는 10% povidine-iodine 과 taurolidine solution에서 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 임상에서 유방보형물의 삽입하는 수술 방법에서 특히 방사선 조사가 예상될시에 무세포동종진피로 보형물을 완전히 싸고 이를 근육위로 삽입하는 것이 방사선 조사로부터 피해가 최소화 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이를 통해 현재 시행되고 있는 새로운 임상 수술 방법의 유효성에 대한 기초 근거를 마련하게 되었다. 또한 유방보형물 재건 동물 모델을 확립하였고 구형구축을 만들기 위한 이상적 방사선 조사량도 확인하였다. 이를 통해 구형구축과 및 방사선 관련된 연구에서 관련 치료제나 약물을 적용하는 연구에 이를 적용할 수 있는 기반을 마련하였다. 또한 무세포동종진피의 이상적 세척 용액의 유효성에 대한 근거를 마련하였다. 실제 임상에서 균오염에 취약하여 무세포동종진피의 세척 방법에 대한 가이드라인을 제시할 수 있게 되었고 이를 통해 보형물 재건 수술 후 감염 발생의 감소를 기대할 수 있게 되었다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 한현호
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 보형물;유방재건;방사선치료;구형구축;무세포동종진피; 2. implant;breast reconstruction;radiation therapy;capsular contracture;acellular dermal matrix;

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;

□ 연구개요 ● 연구개발의 최종목표: 단백질 번역 억제 시 유도되는 신호전달 기전에 의한 오토파지 마스터 전사인자 TFEB의 세포 내 위치 조절기전 규명 ● 연구개발의 필요성: 오토파지 연구는 많은 질병을 파악하고 조절 및 치료하는데 꼭 필요함. 본 과제는 오토파지를 활성화시킬 새로운 TFEB 핵 자리옮김 기전을 밝히는데 필요한 연구임. 본 연구개발은 단백질 번역 억제가 세포의 유전자 발현을 조절 할 수 있는 신호전달의 시작점이 될 수 있다는 새로운 생물적 개념을 제시하는데 필요함. ● 연구개발의 범위: 단백질 번역 억제 시 유도되는 TFEB 핵 자리옮김 관련기전 규명과 관련 유전자 발굴 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 단백질 번역 억제 조건에서 TFEB 핵 자리옮김 관련 단백질 동정 - Chemical library 스크리닝: Selleckchem inhibitor library (1159개) FDA approved drug library (800개)를 스크리닝하여 단백질 번역 억제에 의한 TFEB 핵 자리옮김을 억제하는 44개 케미컬을 확보함. - Hits의 TFEB 핵 자리옮김 억제효과 검증: 44개 Hits로부터 8개 케미칼의 억제 효과를 검증하였으며, 이중 Butozonazol과 Ulipristal이 TFEB 핵 자리옮김을 낮은 농도에서 효과적으로 억제함을 확인함. - Hits의 TFEB 핵 자리옮김 억제효과 기전조사: EBSS와 Tm 처리 조건을 이용한 TFEB 핵 자리옮김 억제 효과 분석을 통하여 기존 방식과 다른 기전에 의한 TFEB 핵 자리옮김 억제를 유도할 것으로 추정되는 케미컬들을 분류함. - 면역침강 방법을 이용한 TFEB-EGFP 분리 정제 조건 확립: 질량분석을 이용한 PTM 분석에 필요한 TFEB-EGFP 단백질 분리정제 방법 확보함. 2. 단백질 번역 억제 조건에서 TFEB 핵 자리옮김 관련 단백질 기능 검증 - TFEB 핵 자리옮김 억제 chemicals의 작용기전 파악: TFEB 핵 자리옮김엔 TFEB 탈인산화와 14-3-3 해리가 중요한 요소임을 확인 함. - 작용기전이 다른 단백질 번역 억제제에 의한 TFEB의 핵 자리옮김 관찰: 단백질 번역 억제가 TFEB 핵 자리옮김을 유도할 수 있는 강력한 개시 신호임을 확인함. - 단백질 번역 억제에 의한 TFEB의 탈인산화와 세포질 14-3-3 단백질 해리 관찰: 단백질 번역 억제에 의한 TFEB 핵 자리옮김에 탈인산화와 14-3-3 단백질 해리가 중요함을 밝힘. - TFEB 핵 자리옮김에 필요한 Kinase 활성변화 측정과 Phosphatase 억제 효과 검증: CHX, LTM과 RocA 처리에 의한 단백질 번역 억제는 세포질에서는 Phosphatase 활성화를 일으켜 TFEB를 탈인산화 시키고 핵에서는 Kinase를 불활성화시켜 TFEB 탈인산화를 유지 시킬 수 있음을 밝힘. - 단백질 번역 억제에 의한 오토파지 활성 관찰 (Autophagosome/Autolysome 형성과 Lysosome 활성도): 단백질 번역 억제제를 통한 단백질 번역 억제는 autophagy 활성을 유도하나 lysosome 비활성화로 최종적인 degradative autolysosome 형성이 일어나지 못함을 밝힘. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 활용 계획: 수행한 연구결과물들을 국제 학술지 출간에 활용하였으며 나머지 일부 연구내용은 현재 진행되고 있는 세포내 단백질 번역 조절자 eIF2a 논문 투고 자료로 활용할 계획임. 또한 단백질 번역 억제제를 이용하여 암 세포 증식 억제나 암 세포사멸 유도를 하려는 연구자들이 본 연구결과에서 제시하는 오토파지 조절 기능을 이용하여 억제제 기능을 설명하는데 활용할 수 있을 것으로 사료됨 2. 기술/경제적 파급효과: TFEB에 관한 내용들은 (TFEB 핵 자리옮김에 관여하는 단백질 및 타깃 단백질 기능조절법 그리고 TFEB PTM과 그 조절법 등) 오토파지 활성이 중요한 misfolded 단백질의 축적에 의해 유도되는 유전질환 또는 신경퇴행성 질환들을 예방하고 치료하는데 필요한 지적재산권, 기술 및 상품의 개발로 이어지는 경제적인 파급효과가 있을 수 있음. 3. 경제/사회적 파급효과: TFEB/TFE3 핵 자리옮김 활성법의 성공적인 활용은 궁극적으로는 misfolded 단백질의 축적에 의해 유도되는 유전질환들 (낭포성 섬유증 및 알파-1 항트립신 결핍증 등)과 신경퇴행성 질환들 (알츠하이머병, 파킨슨병 및 근위축성측삭경화증)와 같은 관련 질병 치료에 소요되는 막대한 사회적 비용을 절감하고 인류 삶의 질을 향상시킬 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 백승훈
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 단백질 번역;오토파지;핵 자리옮김;번역 후 수정; 2. Translation;Autophagy;TFEB;Nuclear translocation;Post-translational modification;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이용범
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 발전소;터빈제어;유압서보밸브;이중화시스템;신뢰성; 2. power plant;turbine control;servo valve;redundancy system;reliability;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 Epstein-Barr virus 감염 위암에서 발암 기전에 관여하는 viral oncoprotein, viral microRNA, cellular oncoprotein, cellular microRNA 및 관련된 세포신호경로를 증명하고, 발암 관련 핵심 분자를 찾아내어, Epstein-Barr virus 감염 위암의 예방, 조기 진단 및 치료에 단서를 제공한다. ◼ 전체 내용 ① Epstein-Bar virus에 감염된 위암에서, 위암 발생 과정에 관여하는 viral gene를 찾아낸다. ② Epstein-Barr virus에 의한 발암 과정에서, 후보 (putative) viral oncogene으로서의 LMP2A 및 BARF1를 검증한다. 즉, LMP2A 및 BARF1 바이러스 유전자가, 위암 세포에 미치는 생물학적 영향을 밝힌다. ③ 바이러스 유전자에 의한 위암 세포의 변화와 관련된 신호경로들 특히, Nuclear factor-kappa B (NFkB) 경로, programmed death-ligand 1 (PD-L1)/PD1 경로를 조사하고, 이들 경로 간의 상관관계를 수립한다. ④ 세포 신호 경로에서 핵심 단백을 증명하고, 변화된 cellular microRNA 및 그 target 단백을 증명한다. ⑤ Epstein-Barr virus-encoded microRNA, 즉 miR-BARTs로 인한 세포의 생물학적 특성 및 세포신호경로의 변화를 분석하여, 발암과정과의 연관을 검증한다. ⑥ Epstein-Barr virus양성 위암 조직에서, 발암 관련 핵심 분자를 제시하여, ‘Epstein-Barr virus 감염과 연관되어 발생된 위암’의 향후 조기 진단, 예방 및 치료 연구에 실마리를 제공한다. □ 연구개발성과 ① Epstein-Bar virus에 감염된 위암에서, 위암 발생 과정에 관여하는 viral gene를 찾아낸다. ② Epstein-Barr virus에 의한 발암 과정에서, 후보 (putative) viral oncogene으로서의 LMP2A 및 BARF1를 검증한다. 즉, LMP2A 및 BARF1 바이러스 유전자가, 위암 세포에 미치는 생물학적 영향을 밝힌다. ③ 바이러스 유전자에 의한 위암 세포의 변화와 관련된 신호경로들 특히, Nuclear factor-kappa B (NFkB) 경로, programmed death-ligand 1 (PD-L1)/PD1 경로를 조사하고, 이들 경로 간의 상관관계를 수립한다. ④ 세포 신호 경로에서 핵심 단백을 증명하고, 변화된 cellular microRNA 및 그 target 단백을 증명한다. ⑤ Epstein-Barr virus-encoded microRNA, 즉 miR-BARTs로 인한 세포의 생물학적 특성 및 세포신호경로의 변화를 분석하여, 발암과정과의 연관을 검증한다. ⑥ Epstein-Barr virus양성 위암 조직에서, 발암 관련 핵심 분자를 제시하여, ‘Epstein-Barr virus 감염과 연관되어 발생된 위암’의 향후 조기 진단, 예방 및 치료 연구에 실마리를 제공한다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ① 바이러스 발암 기전에 관련된 PD-L1을 비롯한 세포신호경로 단백 분석으로, 향후 위암종의 예방 및 진단법 또는 이를 목표로 한 새로운 항암제 개발에 기초 자료 제공, 특히 면역조직화학검사의 셋업으로 진단 및 예후 설정에 응용. ② LMP2A-transfected cell에서 증가된 PD-L1과, CD8 T cell의 co-culture가 진행 중인데, tumor microenvironment에서 LMP2A/NFATc2/pSTAT3/PD-L1과 CD8 T cell기능 연관된 연구를 진행 중임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장미수
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 엡스타인-바 바이러스;위암; 2. Epstein-Barr virus;gastric carcinoma;BARF1;miRBART5;LMP2A;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○유전형 신장질환 다낭신 질환모델 형질전환 복제 미니돼지 생산 ○질환모델 미니돼지의 유전형, 표현형 검증 전체 내용 ○PKD1 유전자 결손 미니돼지 체세포주 작성 ○유전자 결손 체세포의 리프로그래밍에 의해 유도만능줄기세포 수립 ○유도만능줄기세포로부터 다낭신 질환모델 오가노이드 작성 ○오가노이드를 이용하여 형질전환 복제 미니돼지의 다낭신 표현형 예측 ○PKD1 유전자 결손 복제수정란 생산 ○PKD1 유전자 결손 복제수정란 이식 ○PKD1 유전자 결손 복제 미니돼지 생산 ○유전자 결손 복제 미니돼지의 유전형 검증 ○유전자 결손 복제 미니돼지의 다낭신 표현형 검증 연구개발성과 ○인간 질환과 동일한 발현 양상을 보이는 질환모델 미니돼지의 생산과 검증 기술 확보. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○기술개발 및 특허 출원 이후, 제약회사 등에 기술이전 및 실시권 이양. ○세계 질환 동물모델 시장규모는 2016년 11.1억 달러에서 2021년에는 15.9억 달러로 성장할 것으로 예측 (https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports). ○유전자 결손 질환모델 미니돼지의 가치는 마리당 약 5-10만 달러에 이를 것으로 예상되며 형질전환 마우스 산업의 발전에서 경험한 바와 같이, 다양한 질환에 대한 질환모델 미니돼지 돼지를 연구용 및 신약 개발에 있어서 전임상에 활용할 수 있도록 연구기관, 제약회사 등에 공급. ○질환모델 미니돼지의 생산 및 신약, 유전자치료의 효능 검증을 대행하는 신산업 창출. (출처: 요약문 2p)

• 연구책임자 : 심호섭
• 주관연구기관 : 단국대학교
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 유전성 신장질환;유전자편집;신장 오가노이드;체세포핵이식;형질전환 미니돼지; 2. genetic kidney disease;gene editing;kidney organoid;somatic cell nuclear transfer;transgenic minipig;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 핵수용체의 리간드를 활용한 adult neurogenesis 조절인자를 발굴하여 불안/우울장애의 증상 개선 전체 내용 [1차년도] 고아핵수용체에 의한 adult neurogenesis 조절 세부 기전 규명 1. Adult neurogenesis 증가 실험동물 모델 구축: 규칙적인 운동, 항우울제 (Fluoxetine) 투여 2. 비정상적 Adult neurogenesis 패턴의 실험동물모델 구축: LRRK2G2019S Tg mouse 3. 비정상적 Adult neurogenesis (LRRK2G2019S) 소견 실험동물의 neurotrophic factor 조절 기전 분석 [2차년도] 핵수용체에 의한 adult neurogenesis 조절 세부 기전 규명 및 비정상적인 adult neurogenesis 소견을 보이는 불안 우울장애 실험동물 적용 평가 1. 핵수용체 ERRγ ligand GSK4716의 Neurotrophic factor 신호 평가 2. 항우울제 투여에 의해 증가한 adult neurogenesis 관련 Neurotrophic factor 신호 평가 3. 신경독소로 인해 유발된 불안/우울장애를 보이는 실험동물에서 neurogenesis 병리패턴 평가 [3차년도] 핵수용체 리간드를 이용한 불안/우울장애 실험동물의 행동 개선 평가 1. PPARγ agonist Pioglitazone에 의한 adult neurogenesis 조절 효과 2. 항우울효과 평가에 활용 가능한 in vitro 모델 구축 연구개발성과 SCI급 논문 2편 게재, SCI급 논문 1편 게재 준비중, 학술대회 논문 발표 1회 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Adult neurogenesis 조절 기전에 대한 이해 증진 및 불안/우울장애 치료의 신규타깃 제시 - 비정상적 adult neurogenesis 소견을 보이는 실험동물모델을 활용하여 불안/우울장애 외에도 다른 신경정신질환이나 인지, 기억 등과 관련된 퇴행성뇌질환 등 여러질병의 치료제 검증. - 본 과제 수행으로 발굴한 Adult neurogenesis의 조절인자 핵수용체 ERRγ 와 PPARγ ligands를 여러 질병의 신규 치료 타깃 적용 가능성을 평가함. 2. Structure based virtual screening system과 reporter gene assay 기반의 세포분석시스템을 활용하여 신규 핵수용체 ligands 및 그 유사구조물질을 발굴하여 새로운 약물 타깃 및 약효 물질 발굴을 위한 기초 자료를 제공함. 3. Serotonin reuptake 활성 평가 in vitro model 구축 - 기존에 활용되는 SERT 과발현 in vitro model과 비교하였을 때, 더 생리적인 환경에 가까운 형태의 세포주 모델 (분화유도한 HT22 세포주)을 활용하여 여러 신경정신질환의 핵심 병리기작인 synapse에서 serotonin의 양을 조절할 수 있는 물질의 효능 평가 및 검증에 활용함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임주희
• 주관연구기관 : 우석대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 핵수용체;신경생성;불안/우울장애;항우울제; 2. nuclear receptor;adult neurogenesis;anxiety/depressive disorder;antidepressants;

□ 연구개발 목표 및 내용 ■ 최종 목표 • 수차례의 파단에도 재치유가 가능한 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 현상을 동역학적 관점에서 규명하고 그 원리를 확립하여 자가치유 현상에 대한 근원적 이해를 높임은 물론, 차세대 자가치유 재료개발에 대한 원천 기술 기반을 구축하고자 함. ■ 전체 내용 • 자가치유형 초분자 네트워크는 비공유-동적결합을 기반으로 반복적 치유가 가능하여 집중 조명되고 있음. • 최근에는 자가치유 효율을 결정짓는 요소로 초분자간 결합 강도 못지않게 재결합하기까지의 동적 시간, 즉 분자 사슬의 확산, 완화거동, 분자운동성과 같은 동역학적 움직임이 매우 중요하다는 사실이 밝혀지고 있음. • 특히, 강도를 위한 초분자 네트워크의 결합력은 분자의 동역학적 거동 운동성과 상충 관계에 있어 치유-동역학이 현저히 감소됨. • 이러한 이유로 결합 강도와 분자 운동성이 최적화된 분자구조를 설계해야만 보다 우수한 자가치유형 초분자 네트워크를 구현해 낼 수 있음. 이런 관점에 서, 초분자형 고분자 네트워크 모델로부터 자가치유 현상을 동역학적으로 규명하는 것은 자가치유에 대한 근원적 요구사항임. • 이를 위해 물리적/화학적 구조변수를 갖는 네트워크 모델을 설계 및 제조하고 자가치유 특성을 파악하여 향후 자가치유 동역학 연구의 기틀을 마련함. • 또한 다양한 상태의 초분자형 고분자 네트워크들의 분자 동역학적 거동을 동적 점탄성 거동(DMA/Rheometer), 고체 핵자기 공명 분광법(solid-state NMR), 광자 상관 분광법(PCS)을 이용하여 분석하고 자가치유 현상에 접목하여 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 거동을 이해함. • 더 나아가, 형광분광법(fluorescence), 유전률완화분광법(DRS)을 이용하여 두께(마이크로~나노)에 따른 자가치유 특성과 분자 동역학을 고찰함. □ 연구개발성과 • 초분자형 고분자 네트워크 제조 및 이들 구조가 자가치유에 미치는 영향을 파악하고, 기계적, 자기적, 광산란적 기법을 이용하여 벌크 형태의 초분자형 고분자 네트워크가 용융, 고체, 액체 등 상태일 때의 각각의 자가치유 동역학을 해석하고 이와 관련된 자가치유 원리를 이해함. • 더 나아가 초분자형 고분자 네트워크를 제조하고 형광-분광학적, 전기적 기법을 이용하여 자가치유 동역학을 해석함으로 자가치유 원리를 이해함. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 • 자가치유 재료는 자체 균열을 감지하여 치유하는 지능형 소재로, 화학, 기계, 항공, 자동차, 조선, 전자, 전기, 건축, 우주 등 산업 분야 및 하이테크 응용 분야에 큰 수요가 예상됨. • 수차례의 빠르고 완벽한 치유가 자가치유 재료 개발의 가장 큰 키워드라는 점에서 본 과제에서 목표로 하고 있는 초분자형 고분자 네트워크의 자가치유 현상에 대한 동역학적 이해가 성공적으로 이루어진다면, 다양한 산업에 적용할 수 있는 기틀을 마련 할 수 있어 국내 소재 원천기술을 선진국 수준으로 끌어올릴 수 있을 것으로 기대됨. • 아울러, 향후 진일보한 자가치유 재료를 개발할 수 있는 초석이 되어 자가치유 재료 및 시스템 개발에 대한 포괄적 역량을 높일 수 있을 것으로 판단되며 가치가 매우 크고 거의 모든 산업 및 재료에 적용될 수 있는 과학기술이라는 점에서 인류의 생활양식에 새로운 패러다임을 불러일으킬 것으로 예상됨. (출처 : 요 약 문 2p)

• 연구책임자 : 정재우
• 주관연구기관 : 숭실대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 자가치유;초분자형 고분자 네트워크;고체핵자기공명 분광분석;동적기계 거동분석;나노구속환경; 2. Self-healing;Supramolecular Polymer network;Solid-State Nuclear Magnetic Resonace;Dynamic Mechanical Analysis;Nanoconfinement;

연구개요 ○ 알츠하이머병은 급속한 노령화로 인하여 국가의 경제적 사회적 큰 부담이 되고 있으나 아직까지 근원 치료는 불가능한 상태임. ○ 본 과제를 통하여 안전성과 효율이 확인된 방사선 치료 용량 프로토콜을 정하고 이에 따른 치료제의 흡수 증가 및 치료효과 및 기전을 검증하고자 함 연구 목표대비 연구결과 1. 저방사선 치료 용량 프로토콜 세포모델 확립 및 영향 -고선량 방사선조사에 의한 세포 손상도 결과 -저선량 방사선 용량에 대한 세포 모델 확립 -신경세포 손상 조사 및 reactive oxidative stress 검증 -저선량 방사선 조사 세포모델에서의 NAC에 의한 신경보호 효과 조사 -ROS관련 메커니즘 규명 2. 저방사선 치료 용량 프로토콜 동물모델 확립 및 영향 연구 -알츠하이머 쥐모델을 이용한 실험 -효율적인 방사선 치료 프로토콜의 안전성을 검증 -동물 모델에서 뉴로글린 처치 후 BBB 투과성 규명 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구결과는 저선량 방사선 치료 적용과 확립을 위하여 부작용을 최소하기 위한 기반연구로 저선량 방사선에 의한 뇌세포 영향 및 약물적용으로, 새로운 임상적 치료 표적(therapeutic target) 발굴 및 임상 응용의 가능성 확대 및 효용성 향상을 지향하는 연구결과를 산출함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이미조
• 주관연구기관 : 을지대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 알츠하이머병;저선량방사선;뉴로글린;세포사;산화성스트레스; 2. Alzheimer's disease;Low dose radiation;Neuregulin-1;cell death;Reactiv oxidative stress;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ◦ SiC 반도체 산업의 난제인 도핑 문제를 해결하여 연구로 이용 SiC 중성자 도핑기술을 세계 최초로 상용화 ◦ 차세대 첨단 재료 분석을 위한 중성자 포획반응 기반 비파괴 분석기술, 양전자 빔 이용 양전자 소멸 분광 등의 분광 계측 신기술 개발 전체 내용 ◦ SiC 반도체 중성자 도핑기술 개발 - 12인치 대용량 실리콘 단결정의 중성자 균일 조사기술과 중성자 도핑 방법론 개발 - 연구로를 이용한 SiC 단결정 잉곳의 중성자 핵반응 전산모사 및 중성자 도핑장치설계 - 중성자 조사에 따른 SiC 반도체의 잔류방사능 평가 및 중성자 조사결함 평가 - SiC 반도체 대상 중성자 도핑 장치설계, 제작 및 시험 조사를 통한 상용화 가능성 타진 ◦ 연구로 중성자 포획반응 기반 반도체 비파괴분석 기술개발 - 고순도 반도체 분석용 극미량 불순물 검출 기술 및 정량 평가기술 개발 - 중성자 플럭스 공간분포 및 중성자 에너지별 공간분포 측정기술 개발 - 연구로 조사공 특성 평가 연구 ◦ 소재 격자 결함 분석을 위한 양전자 소멸 분광 기초기술 개발 - 양전자 소멸 수명 분광법을 이용한 반도체 소재 격자 결함 농도 분석기술 개발 - 동시 계수 도플러 확장 분광법을 이용한 반도체 소재 격자 결함 종류 분석기술 개발 연구개발성과 ○ (대용량 실리콘 중성자도핑 방법론 개발) 12인치 대용량 실리콘 단결정의 중성자 균일 조사기술과 중성자도핑 방법론 개발 - 입사 중성자의 에너지에 따른 비정질 실리콘과 단결정 실리콘의 산란 단면적을 조사·확보하고, 단결정 실리콘의 온도 증가에 따른 조사 균일도가 저하 현상 평가함. 12인치 대형 조사공의 조사특성 평가를 위한 전노심(full core) 모델을 생성하고, 가상의 대형 조사공 계산 모델 구현하여 12인치 실리콘 반도체의 축방향, 반경방향 중성자속 평가 완료함. 실리콘의 축방향 및 반경방향에 대한 균일 중성자 도핑 기술 제안하였으며, 대용량 실리콘 중성자 도핑 장치 스크린 및 반사체 설계하여 대용량 실리콘의 중성자 도핑 적용가능성 평가함 ○ (SiC 반도체 중성자 균일 조사 기술 개발) 연구로를 이용한 SiC 단결정 잉곳의 중성자 핵반응 전산모사 및 중성자도핑 장치 설계 - SiC와 중성자의 핵반응 선행연구 조사하고, 핵자료에 따른 계산결과와 실험결과의 차이 확인하였으며, 최신의 ENDF/B-VIII.0 핵자료에서 배포된 3C-SiC 단결정에 대한 핵자료 라이브러리를 확보함. ENDF/B-VIII.0 핵자료의 SiC-열중성자 산란 단면적 라이브러리를 SiC 온도별에 따른 ACE 형식으로 생산하였으며, 연구로 전노심 모델을 구축하여 SiC 단결정의 중성자 도핑 전산모사를 수행하여 조사 균일도를 평가함. 개념설계안을 바탕으로 최적의 도핑 균일도를 가지는 중성자 도핑 장치를 설계 완료함. ○ (중성자도핑 SiC 반도체 물성 평가 기술 개발) 중성자 조사에 따른 SiC 반도체의 잔류 방사능 평가 및 중성자 조사 결함 평가 - 상용 SiC 단결정 잉곳 정량/중성자 조사 특성 자료 확보하였으며, 단결정의 방사화 문제에 대한 해석 연구를 수행함. SiC 단결정의 핵발열량을 평가하고, NTD-SiC 조사결함 생성기작에 대한 연구를 수행함. 중성자 조사에 의한 SiC 반도체 DPA 단면적을 생산하고 중성자 조사량에 따른 결함 농도를 평가함. 중성자 조사결함 해소 방법론 개발하였으며, 해소 조건을 최적화함. SiC wafer를 이용하여 조사결함 해소 특성 시험을 수행함. ○ (SiC 반도체 중성자도핑 장치 개발) SiC 반도체 대상 중성자도핑 장치 설계, 제작 및 시험 조사를 통한 상용화 가능성 타진 - 개념설계안을 바탕으로 SiC 단결정 중성자도핑 조사장치의 제작도면 및 3D 도면 작성하고, 조사통 제작을 위한 기술시방서, 구매요구서를 기반으로 업체 선정 및 계약완료함. 중성자도핑 조사장치를 제작하였으며, 제작된 조사장치의 노외 및 노내 성능 시험을 완료함. 4인치 HPSI SiC 단결정을 대상으로 중성자 도핑시험을 수행하였으며, SiC 단결정의 도핑 균일도를 평가 완료함. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ (SiC 반도체 중성자 균일 조사기술 개발) SiC 중성자 도핑 전산모사 결과 및 장치 설계안은 중성자 도핑 장치 제작에 직접 활용되며, SiC 잉곳의 위치에 따른 중성자 조사량 최적화를 통해 불순물 농도가 균일한 고품질의 반도체 생산을 위한 기초 자료로써 활용. NTD-SiC 반도체를 MOSFET, IGBT 등 반도체 소자 개발 연구에 활용 ○ (SiC 반도체 중성자 도핑 장치 개발) 본 연구를 통해 개발된 SiC 중성자 도핑기술 및 이를 기반으로 제작된 중성자 도핑 장치는 실제 중성자 도핑 공정을 수행하는 연구용 원자로 하나로에 설치하여 중성자 조사시험을 수행 가능. 조사시험 결과는 향후 NTD-SiC 제품의 실용화 및 제품화를 위한 기초 자료로써 활용 ○ (중성자 도핑 SiC 반도체 조사결함 평가 및 해소기술 개발) 본 연구를 통해 확보된 SiC 반도체의 핵자료 및 중성자 조사에 의한 격자 결함 평가 결과는 중성자 도핑기술뿐만 아니라 핵연료 제조, 원자로 구조물 및 방사선 이용 장치 제작 등의 분야에서 SiC 재료 연구에 활용 ○ (연구로 기반 중성자방사화분석 기술 개발) 본 연구를 통해 확보하는 k0-INAA 표준화 중성자방사화분석 및 검출기 관련 보정 알고리즘은 Si/SiC의 미량 불순물을 정확하게 정량 분석할 수 있는 기술로 실리콘 반도체의 품질 관리 및 향상을 위해 활용될 수 있음 ○ (연구로 반도체 분석 및 도핑 조사공 특성 평가) 연구로 조사공 제어 인자 결정 및 균질도 평가 연구는 SiC 반도체 개발을 위한 최적의 도핑 및 조사 방법론 개발에 활용될 것이며, 다양한 연구 및 산업 분야의 재료 분석 연구에 기초 자료로써 활용할 것임 ○ (첨단 소재의 근표면 관심 원소에 대한 깊이별 농도 분포 분석) Si 및 SiC를 활용한 전력 소자의 에피 박막에 대한 반경 방향, 두께 방향 관심 원소(도펀트 물질, 불순물 등)에 대한 정교한 분석을 통해 성능/안전성 향상 및 시장 경쟁력 확보함 ○ (양전자빔 기초기술) 연구용 원자로를 이용하는 고강도 양전자빔 생성 및 인출의 기초 기술 확보하고 소재 격자 결함 분석을 위한 양전자빔 소멸 분광 기초 기술 확보 ○ (양전자 분광계 구축 및 결함 분석) 양전자 수율 측정 및 에너지스펙트럼을 측정하기 위해 양전자 동시계수 분광계 설계 및 제작 완료하고 Si, SiC 소재에 대한 결함 분석 기술을 확보함 과학적 측면 ◦ 연구로를 활용한 대구경 실리콘 단결정과 SiC 반도체의 중성자 도핑 기술 개발을 통하여 방사선 연구기반을 반도체/전자/첨단 소재 분야로 확대 ◦ 기존에 축적된 비교법 기반의 중성자방사화분석기술을 개선하여 동시에 보다 다양한 미량 원소 분석이 가능할 것으로 기대함 ◦ 대용량 시료 검출 효율 보정 알고리듬 개발 및 표준 시료 개발을 통해 체적 시료에 대한 높은 정확도의 중성자방사화분석을 가능하게 함 경제적 측면 ◦ 전력반도체 핵심기술인 양질의 중성자도핑 기술 확보로 포스트 실리콘 반도체의 기술확산 시기를 가시화함과 동시에 국내외 관련 산업 시장을 선점 ◦ 하나로 연구로 기반 동시 다원소 정량분석 기술은 Si/SiC 불순물 정량분석분야 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 물질의 순도를 결정할 수 있는 주요 미량원소 분석기술로 활용되어 산업체의 품질관리기술 발전에 이바지할 것으로 기대 산업적 측면 ◦ 방사선융합기술 이용한 신소재의 가치창출을 통해 실리콘 기반 반도체 산업의 돌파구를 마련하고, 4차 산업혁명의 핵심 부품인 차세대 반도체 소자의 원천기술 확보로 방사선 산업의 국가경쟁력 향상 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 선광민
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20221100
• Keyword : 1. 중성자(핵변환) 도핑;탄화규소;전력 반도체;대용량 실리콘 단결정;중성자 조사 결함; 2. Neutron Transmutation Doping;Silicon Carbide;Power Semiconductor;Large Silicon Crystal;Neutron Irradiation Defect;