연구개발 목표 및 내용 최종 목표 Development of high entropy materials for the decontamination of radionuclides 전체 내용 ■ Conceptualization and selection of suitable compositions for the high entropy materials ■ Synthesis and characterization of the high entropy materials ■ Explore cold sintering as a possible pathway for the immobilization of adsorbed radionuclides using high entropy materials ■ Evaluation of the long-term stability and integrity of the waste form ■ Designing the flow test system 연구개발성과 ■ Fabrication of high entropy ceramics for decontamination of radionuclides ■ Characterization of synthesized the high entropy ceramic ■ Feasibility of cold sintering for high entropy layered double hydroxides ■ Publications and academic presentations on the high entropy ceramic materials for cold immobilization 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ The results obtained through the study will be reported in the form of journal publications and conference presentations. ■ Nuclear application: Development of new multi-elements layered double hydroxides for decontamination of radionuclides. ■ Material application: Application of cold sintered layered double hydroxides for the battery or catalysts. (source : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 류호진
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 고엔트로피세라믹;저온고화;방사성동위원소흡착;침출시험;동적시험; 2. High Entropy Ceramics;Cold Immobilization;Radioisotope Adsorption;Leaching Test;Flow Test;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 DNA 복제실수교정 (mismatch repair; MMR) 유전자 변이에 따른 방사선에 의한 유전체 돌연변이 유발 정도를 마우스 정상 대장 조직 및 인체 정상 대장 조직에서 유래한 오가노이드의 전장유전체 염기서열분석(whole-genome sequencing; WGS)을 이용하여 단일 세포 수준에서 확인한다. ○ 1단계 ● 목표 MLH1^+/-, MLH1^-/- 마우스의 대장 오가노이드를 활용하여 in vitro, in vivo 방사선 조사 후, 방사선에 의한 유전체 돌연변이 차이를 정상 마우스와 비교한다. ● 내용 1. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 세 군의 마우스에서 정상 대장 오가노이드 확립, 일정 시간 배양 후 (2 개월) 유전자 돌연변이 분석 및 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 유전체 돌연변이 분석 2. 마우스 세 그룹에서 in vivo 방사선 조사 후 (0, 8Gy) 대장 오가노이드 배양, 유전체 돌연변이 분석 3. 유전체 돌연변이 분석은 오가노이드의 단일세포 분리, 클론배양 후 whole-genome sequencing을 통하여 단위 베이스 당 돌연변이양, microsatillite instability (MSI) 및 유전체 변이 특성(mutational signature) 분석 ○ 2단계 ● 목표 인체 정상 대장 오가노이드를 확립하고, 유전자가위(Crispr/Cas9) 를 통해 MLH1 유전자 변이를 유도, in vitro 방사선 조사 후 유전체 돌연변이 차이를 확인한다. ● 내용 1. 인체 정상 대장 오가노이드에 유전자가위(Crispr/Cas9)를 이용하여 MLH1^+/-, MLH1^-/- 오가노이드 확립 - 대장절제술을 시행한 인체 대장 검체로부터 정상 대장 오가노이드 배양 - MLH1 유전자 변이를 유도하는 guide RNA를 제작하고 Crispr/Cas9을 이용하여 MLH1 유전자 변이가 유도된 오가노이드 확립 2. MLH1^+/+, MLH1^+/-, MLH1^-/- 인체 대장 오가노이드에서 in vitro 방사선 조사 (0, 8Gy) 후 whole-genome sequencing을 통해 유전체 돌연변이 차이 비교분석 □ 연구개발성과 ■ 정상 마우스 대장 오가노이드 확립 및 in vivo, in vitro 방사선 실험을 통해 상기 방법론으로 방사선에 의한 특이적 유전자 변이 측정이 가능함을 확인함 ■ MLH1 +/- embryo를 도입하여 배앙을 통해 MLH+/-, MLH-/- 마우스 생산에 성공함 ■ 정상 인체 대장 오가노이드 배양에 성공하여 후속연구에 대한 기반을 마련함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 오가노이드를 이용하여 방사선의 돌연변이 유발 정도를 측정하는 방법론은 향후 방사선유발 돌연변이 측정에 많은 도움이 될 것으로 사료됨 ■ 대장암의 MMR 유전자 변이외에도 유방암에서 BRCA1/2 변이 등 DNA repair 유전자의 변이가 암 발생에 중요한 역할을 하고 있어 이러한 유전자의 변이가 있는 암환자들에서 방사선으로 인한 이차암 발생 여부 및 방사선 민감성/저항성 여부는 개인 맞춤형 치료에 매우 중요한 요소로, 본 연구 방법이 널리 응용될 수 있으리라 생각함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김경수
• 주관연구기관 : 이화여자대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 방사선치료;오가노이드;복제실수교정유전자;린치증후군;전장유전체분석; 2. Radiotherapy;Oragnoid;Mismatch repair gene;Lynch syndrome;Whole genome sequencing;

□ 연구개요 콩팥(신장)CT 영상데이터셋의 머신러닝을 통해, 신실질을 자동분할하고 미래의 잔존 신기능을 정확히 예측하는 ‘CT기반 신기능 예측모델’을 선행연구에서 구축한 바있는 본 연구팀은, CT 검사의 단점인 방사선 피폭과 주사조영제의 부작용에서 자유로운 자기공명영상(MRI)을 이용하여 ‘인공지능 기반 신기능예측모델’을 추가개발하고자 연구개발을 제안함. 최근 상급종합병원에서 CT영상을 빠르게 대체하고 있는 디지털 MR 영상을 수집하고, 영상의학자들의 도움으로 라벨링 된 학습 및 테스트용 대규모 데이터셋을 구축함. 신실질분할 및 신기능분석의 자동화와 신장치료 후 장기간 잔존 신기능 예측인자 분석실험을 위해 MRI 데이터셋에서 생성대립네트워크(GAN) 기반 훈련데이터 증강을 수행하고, 최신 머신러닝 기법을 적용하여 최종 신실질 분할 모델의 성능 향상을 이룸. 개발된 최종 “MRI-기반 신기능 예측 모델”을 신장치료 후 장기 추적된 영상-임상데이터셋으로 확장 분석하여, 통합 임상예측모델을 구축함. 기존 임상에서 사용하던 통계기반의 임상 노모그램과 예측력 비교와 상호 개선을 통해, 최종 예측 모델의 프로토타입을 제시하고 임상적인 가치를 입증함. □ 연구 목표대비 연구결과 1)3D U-Net응용 딥러닝기반 캐스케이드네트워크를 이용한 신실질 분할모델 개발 : 신실질분할정확도 94.59%; 국제학술대회 발표 2, 특허출원 1건; (평가 100%) 2)장기(5-8년) 추적 영상-임상데이터셋 확보 (평가 100%) : 총 365례 추적 MRI전체 영상자료와 레이블링 데이터셋 확보 3)훈련데이터 증강(GAN) 후 Attention 기반 신실질 분할모델의 개선 (평가 100%) - 정확도 91.43%, 국제 학술대회 발표 3건 4) MR-임상인자 통합 신기능 예측모델 구축: (평가 100%) : MRI기반 자동추출 체적(Volume)을 기존임상예측인자 표에 추가 5) 영상기반 신기능예측모델의 전향적 연구기획 및 환자등록 시작(평가 100%) : 국제 학술대회 발표 2건, 국내 학술대회 발표 2건, SCI 등재 논문 2편 6) 방사선노출/조영제 안전이슈를 포함한 두영상(CT-MRI)간 예측모델의 비교분석(평가 70%) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 세계적으로 많은 연구가 이뤄지고 있는 CT영상기반의 신기능예측 머신러닝 모델 개발에서 한 걸음 나아가 MRI 기반 신기능예측 모델을 개발하였음. MRI는 CT 검사의 단점인 방사선 노출 이슈를 극복할 수 있어 최근 장기간 반복 추적검사가 필요한 만성질환의 임상상황에서 빠르게 CT 검사를 대체하고 있음. MRI 데이터수집이 용이해지면서 데이터기반 모델 성능향상이 기대되므로, 연구진이 최초개발한 MRI 기반 신기능 예측 모델은 큰 확장성을 가지게 됨. CT-MRI 신기능 예측 모델의 비교 분석이 활발해지는 여건이 조성되면 기술개선을 가속시킬 수 있고 영상-agnostic 모델로도 발전가능성이 충분함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 나군호
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 신장암;자기공명영상;신기능 예측; 2. kidney cancer;MRI;Prediction of renal functional;

□ 연구개발 목표 본 연구개발은 급성 방사선 위장관 증후군 질환 모델 구축 및 이를 활용한 바이오마커를 발굴하고 그것의 임상적, 병리학적, 분자생물학적 기능 규명을 통해 급성 방사선 위장관 증후군 제어를 위한 기반기술과 치료 후보를 확보 및 효능을 평가하고자 함. □ 연구개발 내용 1. 급성 방사선 위장관 증후군 마우스 모델 구축 및 질환 제어용 바이오마커 발굴 ○ 급성 방사선 위장관 증후군 마우스 모델을 구축하고 장관 조직에 대한 유전체/전사체 분석을 통해 질환 제어용 바이오마커의 대량 발굴 ○ 생물학적 정보 분석을 통해 임상적으로 유의미한 질환 제어 후보의 선별과 유전자 변형 마우스 및 세포주의 제작 2. 선별된 바이오마커에 대한 유전자 결손 및 야생형 마우스를 이용하여 급성 방사선 위장관 증후군의 치료 후보에 대한 기능 분석 ○ 유전자 결손 및 야생형 마우스에서 방사선을 복부에 조사 후 유발되는 임상증상과 생존율을 비교분석 ○ 세포 및 분자생물학적 데이터를 확보하여 급성 방사선 위장관 증후군의 질환 제어용 바이오마커의 유효성 분석 3. 질환 모델 및 방사선 유도 대장염 환자 샘플에서 임상적 유효성 검증 ○ 질환 모델에서 병리학적, 분자생물학적 데이터를 확보하여 급성 방사선 위장관 증후군의 질환 제어용 바이오마커의 유효성 분석 ○ 방사선 조사된 인체 조직 병변에서 바이오마커의 발현 증감 여부와 임상적/병리 소견과의 상호 일치도 분석을 통해 바이오마커의 임상적 유용성을 평가 4. 급성 방사선 위장관 증후군 모델에서 타겟 유전자 활성화물질의 효능 분석 ○ 타겟 유전자 활성 물질을 대량 스크리닝 세포 모델을 통한 선별 ○ 구축된 동물모델에서 in vivo 효능 분석: 실험군(전처치, 후처치군)과 대조군사이의 체중변화 및 생존율, 염증반응 및 장점막 세포 사이의 연결 관련 물질의 발현, 장내투과성 의 차이 측정 □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ○ 기술적 측면: 방사선에 의해 생체 반응 네트워크 핵심 조절인자의 기능 규명을 통한 급성방사선증후군의 병인에 새로운 기초지식 제공, 방사선 생물학 분야의 선도적 지식 제공 및 방사선 보호제 개발에 주춧돌이 될것으로 생각됨. ○ 사회경제적 측면: 암은 가장 흔한 사망원의 하나이며 전체 암환자의 수는 계속 증가하며, 이들 중 50%가 방사선 치료를 받고 있어 향후 위장관 방사선 보호제를 개발함에 기여함으로써 암환자에 큰 희망을 될 수 있음. ○ 세계의 방사선 증후군 치료 시장은 2016년 46억 5,500만 달러에서 2024년까지 82억 5,600만 달러에 이를 전망이며, 2016-2024년간 연평균 복합 성장률(CAGR)은 6.57%를 나타낼 것으로 예측됨. 향후 임상시험을 통해 보호제 개발까지 진행될 경우 세계 공공보건 증진에 기여할 뿐만 아니라 막대한 경제적 이윤 창출할 수 있음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김섭
• 주관연구기관 : 충남대학교
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 급성방사선위장관증후군;방사선 보호제;바이오마커;마우스 모델;유전체 분석;방사선 치료;방사선 치료부작용;암; 2. Gastrointestinal acute radiation syndrome;Radioprotector;Biomarker;Mouse model;Genome-wide analysis;Radiotherapy;Radiation induced toxicity;Cancer;

과제를 통해서 공중보건 위기대응 의약품 개발 및 긴급 공급을 위한 특별법에 따라 미국에서 시행하고 있는 동물규칙과 동물모델 인정프로그램을 조사하고, 동물모델을 정리 조사하였다. 이에 씨프로, 아베록스, 비에이티, 뉴포젠, 엔플레이트, 바이오락스가 사례로 추가 조사되었다. 동물모델 인정프로그램으로 야토병 모델이 조사 되었다. 이를 바탕으로 탄저병, 흑사병, 천연두, 보툴리눔 독소증, 소만, 시안화합물, 급성 방사선증후군에 사용되었던 동물 모델을 조사 정리하였다. 동물로는 비인간영장류, 토끼, 설치류, 갯과가 사용되었다. 지표로는 생존율이 주요 지표였고, 약물의 메커니즘에 따라 AchE 활성도, 혈소판 부피 등이 보조 지표로 활용되었다. 미국이 중점을 두고 있는 바이오 테러 카테고리 A 작용제 중심의 허가 의약품 동물 모델 이외에 가까운 미래의 위협으로 다가올 브루셀라증과 큐열의 동물 모델이 추가 조사되었다. 본 연구 조사 정리를 바탕으로 공중보건위기 대응 의약품 개발과 허가에 정책적 또는 기술적 참고 자료로써 도움이 될 것으로 기대한다. 조사 연구만으로는 미래의 위협에 대응할 수 없으므로, 후속적으로 실증적 모델 연구를 통해서 한국형 동물 모델 확립이 반드시 수반되어야 할 것이다. (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 이정훈
• 주관연구기관 : 나손사이언스(주)
• 발행년도 : 20221000
• Keyword : 1. 동물규칙;유효성 평가;동물모델인정프로그램;브루셀라증;큐열; 2. Animal rule;Efficacy evaluation;Animal model qualification program;Brucellosis;Q-fever;

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;

○ 공통데이터모델 구축 및 Cohort 정의 - OMOP CDM 데이터모델이 구축된 분당서울대학교병원, 서울대학교병원 그리고 가톨릭대학교 서울성모병원에서 암 진단을 받은 환자들을 대상으로 방사선 요오드 치료, 영상검사(CT), 방사선 치료 여부에 따라 2차 암 발생을 비교하기 위한 Cohort와 Concept_id를 정의 - 갑상선암 환자, 소아 환자, 유방암 환자를 대상으로 진행 - International OHDSI Forum에 갑상선암 연구 디자인을 공개하고 공동 연구에 참여할 기관을 모집하였으며, 부천순천향대학교 병원이 추가로 연구에 참여함 - 연구에 필요한 비정형 데이터와 방사선 용량은 공통데이터모델로 추가 변환하여 활용하였음 ○ 방사선 노출에 따른 2차 암 발생 비교 분석 - OHDSI에서 제공하는 CohortMethod R package를 사용하여 의료 방사선 노출군과 비노출군을 비교 분석하였으며, 인구통계학적 정보와 Condition_occurrence 테이블을 covairate로 활용하여 1:1 Propensity score matching 하였음. 또한 Negative control을 적용하여 연구결과를 보정함 - 갑상선암 환자는 방사선 요오드 치료에 따라 4개 의료기관 분석결과 2차 암 발생에 영향이 없는 것으로 확인되었으며(HR = 1.08, CI = 0.89~1.31), 중증도에 따른 분석에서 Stage 1 (HR = 0.99, CI = 0.66~1.46)과 Stage 3 (HR = 1.02, CI = 0.63~1.63) 모두 차이는 없었음 (Stage 2와 4는 대상자 수가 부족하여 분석에서 제외되었음) - 소아 환자는 CT 촬영 후 암 발생에 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며 악성 종양 (HR = 2.22, CI = 1.46~3.37)과 혈액암 (HR = 1.737, CI = 1.2~2.52)에서 위험률의 차이를 확인함 - 유방암 환자는 수술 후 방사선 치료에 따른 2차 암 발생이 통계적으로 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었음 (HR = 0.88, CI = 0.70~1.11) ○ 메타분석과 베이지안 계층모형을 이용한 강화 일반화 선형 모형 - 메타분석은 기존의 개별 연구결과를 통합하여 분석하는 방법으로 베이지안 계층모형 기반으로 하거나 다양한 p-value 결합을 통하여 기존의 연구결과와 연구과제 참여병원들의 자료 분석 결과를 통합하여 분석함 - 참여 의료기관에서 추정된 위험비를 이용해 다양한 기간에 대해 메타분석을 진행하였고 방사선 치료가 2차 암 발생에 영향을 미치지 않음을 확인함 ○ Propensity score matching과 covariate balance evaluation - 성향점수매칭 이후 생존시간을 반응변수로 하는 Cox proportional hazards 회귀모형을 적합시켜 confounder의 영향을 회귀분석을 통해 다시 통제함 - Proportional hazard 가정을 확인하기 위해 Kaplan-Meier 곡선의 log-log 그래프와 Schoenfeld 잔차분석 실시 결과 모두 대조군과 통계군의 위험도의 비율이 일정하다고 가정할 수 있음 - Proportional hazard 가정이 위배될 경우에 인과효과여부를 검정하기 위해 변형된 인과효과를 검정하는 model-free method를 추가적으로 사용하는데 대표적인 RACE, SPCE, SQE를 통한 결과 모두 두 집단에서의 값의 차이가 통계적으로 유의하지 않음 ○ 차등정보보호를 이용한 개인정보 비식별화 - 개인의 데이터를 다른 사람의 수많은 데이터와 조합해 개인정보를 침해하지 않으면서도 통계를 얻을 수 있는 기술인 차등정보 보호를 통한 개인정보 비식별화를 구현을 목적으로 함 - 각 자료 출처에서 Kaplan-Meier 곡선에 잡음을 추가하여 비식별화된 Kaplan-Meier 곡선을 만들어 log-rank test를 실시하고 메타분석을 통해 국소차등정보보호가 적용된 결과를 제시함 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이호영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 공통데이터모델;2차 암;의료 방사선 노출;다기관연구;차등정보보호; 2. Common Data Model;Secondary Cancer;Medical Radiation Exposure;Multi Center Study;Differential Privacy;

□ 연구개요 본 과제의 최종 연구 목표는 Ran/TC4 small G-protein이 어떠한 방식으로 전사인자 등 주요 신호전달 매개 단백질의 핵 내 이동을 조절하여 호르몬의 활성, 특히 살리실산에 의한 노화를 조율하는지를 밝히는 것이다. 이를 위해서는 첫째, 단백질의 핵 내이동을 조절하는 Ran-GTP/-GDP의 영향과 함께, 이들 과발현체의 식물 노화, 호르몬 관련 표현형을 유전적 교배체를 통해 분자 생리학적으로 분석하였다. 둘째, Ran-GDP/Ran-GTP 특이적 전사체(RNAseq 활용) 및 표적유전자 프로모터의 cismotif 조사하여 호르몬 상호 간 협업을 매개하는 주요 단백질을 동정하고 그들의 transcription regulon을 확립하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 잎의 노화는 다양한 요인으로 인해 조절되고, 특히 호르몬이나 빛이 중요 촉발 조절요인이다. 우리는 이번 연구에서 Ran1-GTP의 과발현은 잎의 노화를 효과적으로 유도한다는 것을 밝혀내었고, 이와 함께 이러한 Ran1의 작용이 살리실산 신호를 매개하는 TGA2와 NPR1 전사인자의 핵 내 축적을 유도하여 달성된다는 것을 증명했다. RNAseq을 활용한 전사체 분석 결과, Ran1-GTP 과발현체에서는 노화 촉진 관련 유전자의 발현이 증가하였고 엽록체나 엽록소 생산에 관련된 유전자의 발현은 억제되었다. 또한 노화 촉진 호르몬 표적유전자의 발현도 증가하였는데, 특히 살리실산 신호전달 관련 표적유전자의 발현이 TGA2와 NPR1의 핵내 축적의 결과로 급격하게 증가하였다. 우리 연구진은 이러한 결론을 유전학적으로 확인하기 위해 다양한 Ran1점돌연변이 과발현체를 살리실산 신호전달이 저해된 npr1 기능소실돌연변이체, 살리실산 생합성 돌연변이체 sid2, 그리고 에틸렌신호전달 결핍돌연변이체 ein3eil1과 교배하여 이중 또는 삼중 돌연변이체를 확보한 후 이들의 age-dependent leaf senescence 와 dark-induced leaf senescence 표현형을 비교 분석하였다. 분석 결과 npr1이나 sid2 genetic background에서는 Ran1-GTP 과발현에 의한 잎의 노화촉진이 심각하게 방해받아 둔화되었으나, ein3eil1 식물체에서는 Ran1-GTP/-GDP 발현 여부에 관계없이 이미 노화가 충분하게 진행되었다. 이와 같은 사실은 Ran1-GTP/-GDP가 매개하는 잎의 노화 조절은 살리실산 특이적으로 작용하고 EIN3와 EIL1이 매개하는 에틸렌 신호전달과는 연관이 없다는 것을 증명한다. 연구 결과는 2022년에 Plant physiology (IF 8.3) 논문으로 출간하였다. 이에 따라 본 연구는 최초의 연구 목표의 상당 부분을 달성하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) Ran/TC4 small G-protein은 생물계를 통해 그 서열이나 기능이 잘 보존되어 있으므로 노화/발달 등에 대한 식물호르몬 협업기작을 규명하는 본 연구의 결과물은 동물의 발달 생물학 분야에서도 아주 중요하다고 할 수 있겠다. 특히나 본 과제의 수행 결과 얻어지는 노화 조절에 대한 정보는 농업적으로도 작물의 빛 이용 효율을 제고하기 위한 노력에 효과적으로 응용될 수 있을 것이다. Ran과 그 결합단백질들의 활동은 단백질이동, RNA의 processing 과 이동, 세포주기 진행조절 등 세포의 필수적인 활동에 매우 중요한 단백질 군이다. 또한 이러한 단백질들이 gene silencing이나 agrobacterium- mediated gene transformation에 관련되는 단백질들의 기능에도 미친다는 사실은 Ran과 그 결합단백질에 대한 연구가 유전체 전달을 위한 생물기반기술 개발로도 바로 응용될 수 있음을 보여준다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김수환
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 브라시노스테로이드;에틸렌;살리신산;노화; 2. Brassinosteroid;Ethylene;Salycylic acid;Ran small G-protein;Senescence;

1. 연구개발 목표 o 최종 연구개발 목표 ○ 원전의 안전성 향상을 위한 중대사고 기기생존성(ES1)) 평가 기술 개발 ○ 중대사고 기기생존성 평가 설비 구축 ○ 중대사고 기기생존성 평가 체계를 통한 원전 규제 대응 및 산업계 수탁과제 수행 o 당해 연구개발 목표 ○ 중대사고 기기생존성 관련 규제요건 분석 ▹ 사고관리계획서2) 유관기관 협업체계 구축 ▹ 중대사고 기기생존성 평가 관련 규제 및 환경조건 연구 ○ 중대사고 환경 모사 시험설비 구축 및 운용 ▹ 중대사고 기기생존성 시험설비 고도화 ▹ 시험챔버 내부 개선 설계 ○ 기기생존성 평가 기술 및 중대사고용 방화랩(Fire wrap) 설계기술 개발 ▹ 중대사고 기기생존성 종합영향평가 수행 ▹ 중대사고 대처설비 생존성 향상기술 개발 ▹ 중대사고 환경에서의 상승효과를 고려한 비금속소재 열화평가 기술 개발 (위탁) (출처 : 본문 : 1. 연구개발 목표 2p)

• 연구책임자 : 김대환
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 중대사고;기기생존성;생존성향상;실증시험;안전등급기기; 2. Severe Accident;Equipment Survivability;Survivability Improvement;Type Test;Safety Related Equipment;

2017년 국내 자궁경부암 전체 환자수는 약 64,000명이었고 그 중 신규환자는 약 3.5천명으로 전체 여성 암 발생의 약 3.2%로 7위에 해당한다. 자궁경부암의 전통적인 치료는 수술, 화학요법, 방사선 요법 등으로 조기 발견시 5년 생존율이 80%에 이르나, 재발한 경우 치료 성공율은 약 35%로 감소하고, 전이가 있는 경우에는 약 16%에 그치고 있다. 현재 자궁경부암의 1차 치료로는 Cisplatin, Paclitaxel, Bevacizumab을 사용하고 있으나, 해당 요법에 반응하지 않거나, 해당 요법 사용 후 재발한 환자의 경우에는 표준 치료법이 없다. 의사의 판단에 따라 화학항암제 중 일부를 사용할 수 있으나 무진행 생존기간이 3~5개월에 불과하며, 독성으로 인한 많은 부작용이 발생한다. 항암면역치료백신인 BVAC-C는 환자의 B세포와 단구세포에 아데노바이러스 벡터를 이용하여 인유두종바이러스 16 및 18형 (HPV type 16, 18)의 E6,E7 유전자를 도입하고 세포 표면에 알파-갈락토실세라마이드를 적재하여 제조하며, 인체에서 가용한 모든 항암면역기능(적응면역계: 세포독성 T세포, 항체 생산, 선천면역계: 자연살해세포, 자연살해 T세포)을 유도하여 암세포를 살상한다. BVAC-C의 인체 내 안전성을 확인하기 위한 임상 1상 시험을 수행하였으며, 해당 임상시험에서 사용한 BVAC-C의 용량범위는 모두 안전한 것으로 확인되었다. BVAC-C의 항암효과를 탐색하기 위해 HPV type 16 또는 18에 양성인 자궁경부암 환자 중 표준치료에 실패한 다발성 전이를 가진 진행성 또는 재발성 환자를 대상으로 BVAC-C의 단독 투여 및 Topotecan과의 병용투여 요법의 안전성, 내약성, 면역반응 및 예비 유효성을 평가하기 위한 공개, 단계적 증량, 반복 투여, 제 1/2a상 시험을 수행하였다. 해당 임상시험에서 BVAC-C 고용량 (1.0x10^8 cells/dose) 단독 3회 반복투여한 경우 ORR 33.0%(2/6, 1 CR, 1 PR) median PFS 3 months(1 to inf.), 6 month PFS rate 28.5%였고, BVAC-C 중용량(5.0x10^7 cells/dose) 단독 4회 반복 투여한 경우 ,ORR 50%(2/4, 2 PR), median PFS 16.5 months(2 to inf.), 6 month PFS rate 50%, BVAC-C 중용량과 Topotecan을 2주 간격으로 교차하여 4회 반복 투여한 병용투여군에서 ORR 0%(0/3), median PFS 5.3 month(2 to 8), 6 month PFS rate 66%였다. 임상 2a상 시험을 통해 BVAC-C 단독 투여의 유효성을 탐색하였으며, Durvalumab과의 병용투여 효과를 확인하기 위한 임상시험을 수행하였다. 해당 임상시험은 1차 백금 기반 화학요법에 실패한 HPV type 16 또는 18에 양성인 자궁경부암 환자를 대상으로 항암면역치료백신 BVAC-C 와 Durvalumab의 병용투여 효과를 확인하기 위한 공개, 단일군, 안전성 도입기(safety lead-in phase), 다기관, 연구자 주도 임상시험으로 현재 3명의 대상자가 모집되어 BVAC-C와 Durvalumab을 투여받았으며, 안전성 관찰 결과 Grade 1의 발열이 관찰되었다. 상기한 결과를 기반으로 BVAC-C 임상 2b/3상 시험 승인을 위해 임상시험계획서를 개발하였다. 재발성 또는 불응성 자궁경부암의 2차 치료제 대비 단독 투여한 BVAC-C의 유효성 개선 효과를 확인하기 위해 설계하였으며, 현재 진행 중인 Durvalumab 병용투여 임상시험의 결과를 분석 후 단독 혹은 병용투여 중 1개의 계획을 선택하여 임상진행에 대한 향후 방향을 설정하고 임상 2b/3상을 실시할 계획이다. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 강창율
• 주관연구기관 : 셀리드
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 자궁경부암;면역치료백신;항암면역치료;인유두종바이러스; 2. Cervical cancer;Immune therapeutic vaccine;Anticancer immunotherapy;HPV;BVAC-C;