□ 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 본 연구에서는 고주파수 대역 진동 및 소음 해석이 가능한 파수영역 수치해석 기법인 파수유한요소/경계요소(WFE/BE) 기법을 적용하여 주름평판의 고주파수 대역음향 특성을 해석하였다. 주름평판의 구조음향특성으로서, 본 연구에서는 주름평판의 방사효율과 음향투과 손실을 해석하고 그 특성을 살펴보았다. 직교이방성 등가 평판 모델의 유효 주파수 범위를 규명하고, 고주파수 대역에서 주름에 의해 발생하는 진동 및 소음 특성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서 얻은 해석 결과는 기존 문헌자료에 제시된 해석결과 또는 측정결과와 비교함으로 검증하였다. 마지막으로, 본 연구를 통해 주름평판의 진동 및 소음성능을 손쉽게 근사계산할 수 있는 모델링 방법을 도출하고자 하였다. 연구 목표대비 연구결과 - 주름평판의 고주파수 대역 음향성능(방사효율, 음향투과손실)을 파수영역 유한요소/경계요소(WFE/BE) 방법으로 예측할 수 있는 해석 방법 수립 및 유용성 확인 - 직교이방성 띠평판 모델링을 통한 직교이방성 평판의 진동/소음 특성 평가 및 등가 직교이방성 평판의 해석 가능 주파수 범위 규명 - 주름평판의 주파수 대역별 방사효율 근사모델링 방법 제시 (저주파수 대역: 등가직교이방성 평판, 고주파수 대역: 단일 주름 WFE/BE해석) - 주름평판의 방사효율을 띠평판 모델을 이용해 추정할 수 있는 이론적 근사계산 방법 제안 - WFE/BE 방법을 이용한 주름평판의 음향투과성능 해석 방법 수립 및 신뢰성 검증 - 고주파수 대역에서는 주름의 플랜지와 웹에서 발생하는 국부적 변형을 통해 음향투과가 발생함을 규명하고, 주파수-파수 분석을 통해 입사 각도별, 파동별 음향투과 기여도를 가시화. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 활용계획: 본 연구를 통해 얻어진 학술적 결과들은 국내/국외 학술대회 발표 및 학술지 논문 출판을 계획하고 있다. 추후 다양한 주름형태 및 제원 변화에 따른 진동 및 음향특성 변화에 대해 파리미터 연구를 수행하고자 한다. 또한, 본 연구 결과들은 주름평판에 대한 통계에너지해석(SEA) 모델링 기법을 수립하는데 비교 및 검증 자료로 활용할 예정이며, 두 방법론을 상호 교차 검증하는데 활용하고자 한다. 기대효과: 본 연구를 통해 주름평판의 음향 성능을 해석할 수 있는 수치해석 기법이 정립되었으므로, 저소음 환경을 갖춘 친환경 운송시스템의 설계 및 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 예를 들어, 철도 차량의 저소음화를 위한 설계 기간 단축, 비용 절감 등의 산업적 효과가 있을 것으로 기대한다. 특히, 실험에 의존하는 현재의 주름평판 설계 및 개발 과정을 개선, 단축할 수 있어 산업적 측면의 기여도가 클 것으로 판단하다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유정수
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 주름평판;직교이방성 평판;방사효율;음향투과손실;파수 유한요소/경계요소법; 2. Corrugated plate;Orthotropic plate;Radiation efficiency;Sound transmission loss;Wavenumber Finite Element/Boundary Element Method;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 인간화마우스를 활용하여 선량에 따른 방사선피폭진단마커 발굴 ○ 전체 내용 -1차년도 연구: 최적의 인간화마우스 제작 기법 확립 -2차년도 연구: 제작된 인간화마우스 이용하여 선량에 따른 방사선피폭 모델 구축 -3,4차년도 연구: 후보 바이오마커 검증을 통한 최종 바이오마커 선정 □ 연구개발성과 - 기존 동물모델의 장점을 극대화하고 단점을 최소화한 새로운 인간화마우스 제작 방식 확립 - 방사선 피폭 시, 신속한 환자 스크리닝, 군별 분리, 군에 따른 적절한 의료처치가 이루어질 수 있는 조기 진단 바이오마커 발굴 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 동물실험 결과를 인간에게 외삽하는 과정에서 발생하는 불확실성을 감소시켜 비임상연구에서 임상연구로의 적용 가능성을 극대화함. - 방사선 피폭대응 방식을 선진화하여 궁극적으로 사고 피해 최소화. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 서진희
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 바이오마커;전신조사;마이크로RNA;인간화마우스; 2. Biomarker;Total body irradiation;microRNA;Humanized mice;NSG-SGM3;

□ 연구개요 국내에서는 제비꽃속 식물의 여러 종류를 특산, 희귀, 멸종위기야생식물 및 적색목록 등과 같은 국내 주요 식물 자원으로 구분하고 있음. 하지만 대부분 분류군간 형태적, 생태적, 생식적 변이가 매우 심해 이에 대한 많은 분류학적 연구가 진행되었음에도 불구하고, 현재까지도 실체가 불분명한 분류군들이 많이 존재하고 있음. 특히 국내 주요 식물로 구분되고 있는 종류에 대한 연구는 매우 미비하여 이에 대한 재검토 및 기초 정보의 축적이 필요한 실정임. 따라서 본 연구는 국내 주요 식물자원인 제비꽃속 식물의 엽록체 게놈 및 핵DNA 45S rRNA지역에 대한 염기서열을 분석하여 분류군간의 유전적 차이점을 입증하고, 이를 기초로 DNA 바코드 구간 및 마이크로새털라이트 마커 등 종간 구별을 위한 정보를 발굴함으로서, 국내 주요 식물자원에 대한 적극적인 관리 및 보호 전략을 구축하는데 유용한 자료를 제공하고자 수행됨. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 국내에 분포하는 제비꽃속 식물 중 특산, 희귀 및 멸종위기식물, 적색목록으로 구분되는 종류의 식물 목록을 재정리하고, 이 결과를 바탕으로 각 분류군의 유전적 차이점을 입증하여 종간 구별을 위한 유용한 정보를 발굴하는 것이 최종 목표임. 그 결과 화엄제비꽃, 섬제비꽃, 여뀌잎제비꽃 등 3분류군은 오동정이거나 실체가 없는 것으로 확인되어 국내 주요 제비꽃속 식물은 총 11분류군으로 재정리되었음. 이 중 북한 분포종인 장백제비꽃과 갑산제비꽃 등 2종류를 제외한 나머지 9분류군에 대한 NGS 분석을 수행함. 엽록체 유전체의 구조는 모두 일반적인 엽록체 구조와 동일하였으며, 크기는 156,507-158,162 bp의 범위로 나타남. 또한 각 게놈의 유전자 수는 77개의 coding gene, 30개의 tRNA, 그리고 4개의 rRNA로 동일하였으며, G+C함량은 36.2-36.3%의 범위로 모든 분류군에서 거의 유사하였음. 핵DNA의 45S rRNA 길이는 5,874-5,895 bp의 범위였고, 18S rRNA와 5.5S지역의 길이는 모든 분류군이 동일하였음. 각 분류군의 염기서열을 이용하여 nucleotide diversity (Pi)값을 분석한 결과, 엽록체 게놈에서는 총 11개 유전자 구간이 상대적으로 높은 Pi값을 보였고, 이 중 3개 지역(petA-psbL, ndhF-ccsA, ccsA-ndhD)의 parsimony informative sites (PICs) 비율이 2.5이상이었으며, 핵DNA의 45S rRNA에서는 ITS지역의 Pi값이 높았음. 10bp 이상의 simple tandem은 각각의 분류군에서 37-66개로 확인되었고, 이 중 4개 지역(rpl16, trnH-psbA, trnR-atpA, petN-psbM)이 종간 변이를 가장 많이 포함하고 있었음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 확보된 염기서열 정보는 국내 주요 생물자원의 주권 확보를 위한 유전식별 자료로 활용할 수 있을 것임. 개발된 종 특이적 분자 마커는 제비꽃속 식물의 유연관계 및 분류군의 위치를 명확하게 구명하는데 유용하게 사용될 수 있을것으로 판단됨. 뿐 만 아니라, 다량의 샘플을 구하는 것이 매우 어려운 특산식물, 희귀 및 멸종위기식물, 적색목록과 같은 국내 주요 종의 보존 전략을 수립하는데 필요한 유전 정보를 제공함으로서 이러한 종류를 증식 및 보존·복원하고 국가 자원으로 활용하는데 매우 유용하게 사용될 것으로 예상됨. 또한 관상용으로써 새롭게 개발될 신품종을 위한 고유 마커 개발의 수단으로 이용되어 경제적 이익을 창출 할 수 있는 종·품종의 식별 및 권리 보호 등에 적용할 수 있을 것으로 기대됨. 나아가 본 연구에서 사용된 분류군의 방대한 염기서열 정보는 NCBI의 GenBank에 공개함으로써 많은 중견 연구자 및 신진 연구자들의 연구에 유용한 기초 자료로 활용되고자 함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유기억
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 제비꽃속;엽록체;핵;DNA바코드;마이크로새털라이트; 2. Viola;Chloroplast;Nuclear;DNA barcode;Microsatellite;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김성운
• 주관연구기관 : 강원대학교
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 아스팔트 자가회복;마이크로웨이브 조사;인장강도 회복률;휨강도회복률;열전도성 섬유; 2. Asphalt self-healing;Microwave radiation;Tensile strength recovery ratio;Flexural strength recovery ratio;Conductive fiber;

□ 연구개요 본 연구는 nuclear pore protein (Nup)의 비정형 부분 (Intrinsically Disordered Region: IDR)에 의해 진핵 세포 내 전사과정이 어떻게 조절되는지를 분자 수준에서 규명하는데 최종 목표가 있음. 특별히 Nup의 IDR과 transcription co-activator 혹은 chromatin remodeling complex 간 상호작용 그리고 그에 의한 복합체들의 구조와 기능의 변화 규명과 분석에 초점을 맞 추고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 Nup IDR의 정제과정의 어려움 및 기존 Nup IDR-coactivator 간 상호작용 연구 결과의 재현성 문제로 기존 연구 목표를 그대로 실현하는데 어려움이 있었으나, 문제의 해결과정에서 Nup IDR-coactivator 상호작용에 Nup IDR의 canonical binding partner인 karyopherin이 필요하다는 새로운 사실을 발견함. 또한, Nup IDR-coactivator 상호작용을 crosslinking을 통해 안정화 시켜 향후 복합체 구조연구의 기반을 마련함. Nup98 IDR 연구의 어려움으로 같은 궁극적 주제(IDR에 의한 coactivator의 구조 및 기능 조절)를 연구할 수 있는 전사인자(GCN4)의 IDR을 사용하여 Mediator와의 상호작용을 연구함. 이 과정에서 전사 인자와 상호작용하는 Mediator의 주요 부위인 tail module의 triad complex를 최초로 reconstitution하였고, 초기 결정화 조건을 스크리닝 하였음. 뿐만 아니라 향후 연구에 필수적인 Med15-GCN4 상호작용의 열역학적 지표를 정량하여 molecular driving force를 분석하였음. 최종적으로 최근 전사 조절의 핵심 현상이라 제시되고 있는 LLPS를 분석할 수 있는 기술을 개발함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 과제에서 도출해 낸 결과들은 IDR에 의한 전사조절이라는 큰 질문에 대해 해답을 줄 수 있는 기초기반을 마련하였다고 평가할 수 있음. 첫째, Nup IDR-coactivator의 상호작용에 karyopherin이 관여함을 알아낸 결과는 karyopherinc의 새로운 기능 제시 뿐 아니라, 핵-세포질 간 물질 이동과 전사 조절이 잠재적으로 coupling 되어 있음을 암시하는 매우 흥미로운 결과임. 둘째, Mediator tail-enhancer bound TF에 관한 연구는 유전자 조절의 이해에 가장 근본이 되는 연구임. 따라서 최초로 성공한 Tail triad complex reconstitution은 분야의 근간이 되는 연구 결과임. 셋째, GCN4 IDR-Med15 상호작용에 관한 열역학적 연구는 IDR-target 상호작용의 driving force를 계산하는데 중요한 연구 방법을 제시할 뿐 아니라, 추후 Mediator-TF 상호작용에 의한 Mediator 구조 변화 규명 연구에 필수적인 정보를 제공함. 마지막으로 IDR에 의한 LLPS는 최근 가장 각광을 받는 전사 조절 기작 중 하나임. 따라서 이를 분자 수준에서 열역학적으로 분석할 수 있는 방법을 개발한 것은 현재 현상 관찰에만 머물러 있는 분야의 연구 트렌드를 분자 수준의 정량적 이해의 관점으로 전환 시킬 수 있는 의미있는 연구 결과임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 고준석
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 전사조절;비구조지역;코액티베이터;뉴클레오포린;구조; 2. Transcription;IDR;Coactivator;Nucleoporin;Structure;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 저선량 조사장치 조사선량 측정 및 몬테카를로 전산모사 비교 분석 ○ 내부피폭 선량평가 코드의 핵심 라이브러리 계산을 위한 국내 표준 팬텀 구축 ○ 혈액조사용 팬텀의 성능 향상 및 표준조사 기술 향상 ○ 치료방사선 선량평가용 유리선량계 판독시스템 구축 ○ 전알파, 전베타 측정기반 기술확립 ○ 감마핵종 내부피폭을 위한 자가 문진표 개발 ○ 전자상자성 공명(EPR)을 이용한 치아유사시료 표준선량곡선 확립 ○ 국제기준(ISO)에 따른 전좌분석을 이용한 표준선량곡선 확립 ○ AI 빅데이터 기술을 이용한 염색체 자동화 분석 프로그램 개발 ○ 국제공인기관 전환평가(교정/시험 기관) 완료 및 운영정상화 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 강영록
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 품질보증;선량평가;표준조사;전좌;인공지능; 2. QA;Dosimetry;Standard irradiation;Translocation;AI;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 최시호
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 유전자편집;유전변이;전사체분석;분비물질;방사선;오가오노이드; 2. Gene editing;mutation;transcriptom analysis;exosome;radiation;organoid;

IV. 사업수행결과 ○ 융합PET(PET/MRI 및 PET/CT)를 이용한 다중-다기능 분자영상을 이용한 임상 치료계획 및 치료반응 평가지표의 임상적 유효성 평가 연구(유방암, 림프종, 뇌종양, 치매 및 파킨슨병 뇌질환용 방사성의약품평가 등) ○ 소동물 PET/CT 및 MRI장비를 이용한 다기능 융합 영상법 개발 ○ 고분해능 뇌영상 기반 뇌질환 진단 기초연구기술 개발 ○ 종양모델 진단평가를 위한 PET-MRI융합영상법 개발 ○ 추적자 동력학 기반 PET-MRI융합분석법 개발 ○ 기관 내외 연구자들의 소동물 전임상연구 지원 활성화를 위한 기관내 장비운영 및 이용지원 체계 수립 추진 ○ 치매성 뇌질환 진단용 신규 방사성의약품 평가 임상시험 수행 및 전립선암 진단용 신규 방사성의약품 임상시험 추진 ○ 본 연구사업의 주목표인 MC-50 사이클로트론을 통한 이용 연구자들의 시설 활용지원은 통계에 따르면 총 15개 기관의 연구를 지원하였다. 가속기 가동시간은 총 1003시간이며 RI 생산 빔 조사 지원건수는 63건이고 외부 이용자 지원건수는 지원건수는 180건(내부이용: 78건, 외부이용: 102건)로 총 243건을 기록하였다. ○ 또한 MC50 사이클로트론의 안정적 운영은 본 연구사업의 융복합 연구과제 지원 관련 장비가동률에 있어 당해년도 목표치 90%에서 99%로 초과 달성하였으며, 실험지원 목표 230건 이상을 무리 없이 지원하였다. ○ 50 MeV 사이클로트론 기반으로 한 차세대 PET 방사성동위원소 3종(Cu-64, Zr-89, I-124)은 의학원에서 국내 최초로 개발하여 연구용으로 국내 의료기관 및 연구소에 무상으로 공급(단, 포장 및 배송료는 주문자 부담)하고 있으며 국내 총 14기관이 사용허가를 보유하고 의학원으로부터 공급 받아 분자영상 및 핵의학기술에 대한 R&D에 활용하고 있음. Cu-64는 3,705.5 mCi/173건, Zr-89은 69 mCi/15건, I-124는 129.4 mCi/26건을 생산하여 공급하였음 (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 이교철
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 양전자방출단층촬영술;융합영상시스템;다기능방사성의약품;다기능융합분자영상;임상연구사이클로트론;양성자;중성자;중양성자빔; 2. PET;hybrid imaging system;multi-functional radiopharmaceuticals;multi-functional hybrid molecular imaging;clinical study;MC-50;cyclotron;proton;neutron;deuteron beam;

Ⅲ. 사업 내용 및 수행결과 1. 대표적 정량적 사업성과 ▪ 실험동물용 방사선 조사기 이용 연구지원(목표: 250건, 실적: 252건) ▪ 소동물용 X선 광학영상촬영장비 활용(목표: 110건, 실적; 112건) ▪ 동물실험윤리위원회 심의 진행 및 승인된 동물실험 수행(목표: 145건, 실적: 148건) ▪ 효과적인 동물실험 지원 - 시설적 지원(목표: 260건, 실적: 389건) - 기술적 지원(목표: 40건, 실적: 41건) ▪ 동물실험 수행 연구자 대상 관련 교육 실시 – 이용자교육(목표: 20건, 실적: 42건) - 동물실험윤리교육(목표: 50건, 실적: 82건) 2. 대표적 정성적 사업성과 ▪ 한국원자력의학원 내 동물실험진행 총괄(관련 법규 준수) ▪ 실험동물 사육 최적화 및 연구결과 신뢰성 증진을 위한 사육환경 유지 ▪ 방사선의학 연구 위한 실험동물 모델 구축 ▪ 실험동물센터 온라인 신청시스템 운영 ▪ 실험동물센터 온라인 사육현황시스템 운영 ▪ 방사선특화동물시설 운영관리 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 이민영
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 방사선;실험동물;특정병원균부재;동물모델;동물실험윤리위원회; 2. radiation;laboratory animal;specific pathogen free;animal model;IACUC;