□ 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 ○ DDA 또는 DDSI 기반 특정핵물질(Pu, U, Th) 조성 및 생성량 검증 기술 개발 ○ 전체 내용 ○ DDA기술 또는 DDSI기법 기반 핵물질 검사장비/기술조사분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자선원 및 대표시료 정의 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 평가방법론 개발 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 및 검증 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA장비 설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 국제표준 ASTM C1493 요건에 따른 성능검증 절차서 개발·적용 - 펄스형 중성자선원에 의한 장비 검증시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/Update - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질 생성량추정 현장증시험 및 MCNP 추정치와의 비교분석 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ DDA 기반 특정핵물질생성량 분석 차폐시험시설(벙커) 구축완료 ○ 해외 연구기관 및 IAEA와 기술협력 추진 ○ 1단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 상세설계 및 제작 □ 내용 ○ DDA기법기반 특정핵물질 생성량 추정장비기술 조사·분석 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정 수학적 방법론 개발 ○ DDA 장비 핵심기술 개발 - 펄스형 중성자발생장치 운전모드 최적화 기술개발 - 고방사선환경하에서 펄스 중성자 정밀계측 기술개발 - 특정핵물질 생성량 분석방법론 개발 - 펄스형 중성자 선원항 및 대표시료 정의 ○ MCNP에 의한 DDA 장비 시뮬레이션 모델 구축 ○ DDA 장비 상세설계 및 제작 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가절차 착수 ○ 2단계 □ 목표 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 운영 및 분석 프로그램 개발 ○ 특정핵물질 조성 및 생성량 추정시스템 최적화 □ 내용 ○ 특정핵물질 생성량추정을 위한 DDA 장비 제작 완료 - 장비 운영 및 분석프로그램 개발 ○ DDA장비 상세설계 및 As-Built 자료에 의한 MCNP 모델 Update 및 최적화 ○ DDA 장비 운영을 위한 중성자 차폐시험시설(벙커) 구축 및 인허가 완료 ○ 제작 prototype 장비 검증시험 및 시스템 최적화 - 펄스형 중성자선원 이용 장비 검증/성능시험 및 평가 - 평가결과와 MCNP 추정치와의 비교분석/최적화 - 사용후핵연료에 대한 특정핵물질생성량 추정시스템 현장 검증시험 및 MCNP 모델 추정치와의 비교분석 ○ DDA 기반 특정핵물질 생성량 추정시스템 시험시설(벙커) 구축 ○ 개발된 기술의 활용방안 도출 ○ 규제 현장 적용: KINAC과 시험장비·시설 공동운영/활용 협약체결 및 안전조치실 핵물질활용팀 활용 추진 ○ 해당 연도 □ 목표 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 특정핵물질 생성량 추정 수학적방법론 개발 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 □ 내용 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 선행기술 분석 ○ 생성량 추정 수학적방법론 분석 및 개발전략 수립 ○ DDA/DDSI 기법기반 장비 핵심기술개발 - DDA 장비 MCNP 시뮬레이션 기술개발 - 1-channel DDA 신호 측정시스템 구성 - 지발감마선 계측평가를 위한 1-D 시뮬레이션 모델 개발 ○ 중성자시험시설 인허가 준비 - 중성자시험시설 차폐평가 - DDA 장비/시설 인허가 추진계획 확정 □ 연구개발성과 (정성적 성과) ○ 특정핵물질의 생성량을 DDA 방법으로 분석할 수 있는 기술과 시험시설을 국내기술로 완성함으로써, 국내 특정핵물질 관리에 필요한 검증기술의 고도화를 달성하고 원자력 안전규제 기술의 선진화와 신뢰도를 높일 수 있음 ○ 개발 기술과 장비는 신핵연료(또는 사용후핵연료)에 포함된 특정핵물질 생성량 분석에 직접 활용되며 연소도, 농축도, 냉각시간 측정 등 핵연료 및 핵물질에 대한 이력 측정에 유용하게 활용 예정 (정량적 성과) ○ 장비 진단성능 - 진단 중성자 pulse length < 15 μsec - 검출기 time resolution < 0.1 μsec - 스캐닝 주기 > 100 Hz - 최소 측정시간 = 100 sec ○ 특정핵물질 총량 분석정확도 - fissile material total activity 오차 ; < 10 % - 연소이력기반 특정핵물질(²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu) 생성량 ; < 10 % ○ 개발장비 중성자 표적과 He-3 검출기 사이 최대 거리 = 0.5 m □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (활용계획) ○ 본 과제를 통해 개발된 특정핵물질생성량 분석장비와 운영시스템 그리고 시험시설은 국제표준인 ASTM C1493요건을 적용하여 성능검증을 완료하고, 최종적으로 KINAC과 공동운영 협약 하에서 국가 원자력 안전규제 시험시설로 운영되도록 추진하며, KINAC 안전조치실 핵물질활용팀이 이 기술을 원자력 안전규제 활동에 활용하도록 주관기관은 적극 지원 예정. ○ 또한 장비 운영과정에서 KINAC과 긴밀한 협력을 통하여 국내의 특정핵물질 분석 및 관련 기술 역량을 지속적으로 강화하고, IAEA와 기술협력을 통하여 개발된 장비/기술의 국제공인을 추진. (기대효과) ○ DDA 장비에 의한 특정핵물질량 추정 및 관련 기술개발로 국내 원자력 안전규제 검증능력이 대폭 향상될 것으로 예상됨. ○ 본 사업에서 개발하는 장비는 이동/조작이 편리하도록 초소형 DDA 장비로 설계/제작하여, 특정핵물질 생성량 추정뿐만 아니라 핵물질 탐지 등 다양한 원자력 안전규제 장비로 활용될 것으로 확신함 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 오병훈
• 주관연구기관 : 스탠더드시험연구소
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. DDA 기법;특정핵물질;안전조치;중성자발생장치;비파괴분석; 2. Differential Die-Away(DDA) technique;Special Nuclear Material;Safeguard;Neutron Generator;Non-Destructive Assay;

□ 연구개요 본 연구는 감마 조사선(gamma irradiation)에 지속적으로 노출된 방사선 저항성 폐암 세포주를 이용하여 방사선 저항성 관련 핵심 후보인자 발굴과 방사선 노출의 병리적 특성 분석 및 핵심인자의 신호제어 기전 분석을 통해 방사선 노출과 항암제와의 병행 치료를 통한 폐암 치료의 최적화 조건 및 임상 적용의 유용성을 제시함. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequencing기반의 핵심 타겟 및 병리적 특성 분석을 위해서 방사선 저항성 폐암 시스템 및 4종의 방사선 저항성 폐암 세포주 제작을 수행하고 방사선 저항성 폐암 세포주에서 RNA sequenceing 분석 및 병리학적 특성(증식, 사멸, 세포주기) 분석을 통해 오믹스 기법으로 도출된 핵심 타겟의 패턴 분석 및 증감폭이 높은 핵심 타겟 5종 선별 및 방사선 저항성 폐암 세포와 기존 폐암세포와의 병리적 특성 분석을 연구 목표로 하였으며 연구 결과를 도출하였음. 또한, 방사선 저항성 폐암 세포주 기반 핵심인자의 활성 신호전달 및 방사선 저항성 제어기전 분석을 위해서 방사선 저항성 세포주에서 도출된 핵심인자들의 발현 조절 시스템 구축 및 병리적 특성 분석, 선별된 핵심인자들의 발현 신호전달 및 활성산소(ROS) 영향 및 조절 기전 분석을 수행하고 방사선 조사에 따른 종양유전자 (p53, PTEN 등)와 저항성 핵심인자들의 상호조절 및 기전 분석과 방사선 조사 유도 후 핵심인자와 오토페이지와의 상호조절 및 항암 내성 조절 연관성 분석, 방사선 저항성 핵심인자들의 발현에 따른 Ferroptosis 신호조절과 소포체 스트레스 활성 분석 및 핵심인자의 프로모터 및 전사 조절인자 분석을 수행하였음. 마지막으로 In vivo에서 기존의 폐암 치료 약물과 저항성 핵심인자의 병행치료 최적화 및 유용성 분석을 위해 방사선 저항 세포주와 기존 폐암 세포의 방사선 조사 xenograft 동물모델 확립 및 생체 기능 분석과 방사선 저항성 세포주에서 다양한 기존 폐암 치료 약물의 반응성 비교 및 특성 분석을 수행하고 핵심인자 발현에 의한 오토페이지 및 소포체 스트레스 기전과 방사선 저항성의 상호 조절 및 방사선 저항 핵심인자들의 발현 조절에 의한 기존 폐암 항암 물질들의 병행치료 최적화 분석 연구를 통해서 폐암의 저항성 연구를 위한 치료 최적화 조건 및 임상 적용이 가능한 유용성 연구를 진행함으로 연구 목표대비 연구 결과를 수행하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 방사선 조사 후 나타나는 방사선 저항성 핵심인자를 포함한 종양유전자에 의해 기인된 신호제어의 변화가 방사선 저항성 및 폐암 치료에 미치는 현상 연구, 관련 조절 기전 연구 및 핵심인자와 기존 약물치료의 병행치료에 대한 임상적 유효성 연구를 통해 새로운 암 진단 및 치료 분야의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대되고, 현 시점에서의 이러한 연구는 과학적, 사회적, 산업적인 측면에서 많은 정보제공과 도움을 줄 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이선진
• 주관연구기관 : 한국생명공학연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 세포사멸;신호전달;폐암;방사선 저항성;페롭토시스; 2. Cell death;Signal transduction;Lung Cancer;Radiation Resistance;Ferroptosis;

□ 연구개요 핵 라민(nuclear lamin)의 3차원 그물막형성의 자가조립(self-assembly)과 리모델링 (remodelling)의 메커니즘을 단백질 결정구조를 통해 분자수준에서 규명함. 궁극적으로 인간의 노화현상을 분자적으로 이해하여 항노화 약물개발의 기틀을 마련함. □ 연구 목표대비 연구결과 [1차년도: 선형 폴리머 형성의 원리를 증명] - 알파헬릭스로 구성되어 있는 라민의 중심 rod 도메인이 선형 폴리머로 자가 조립되기 위해서는 A11, ACN, 그리고 A22 결합이 필수적임. - ACN 결합을 위해서는 rod 도메인의 N말단과 C말단 부분의 coiled-coil 구조가 해체가 선행되어야 한다는 것을 생화학 실험과 세포실험을 통해 증명. - 현재까지 밝혀지지 않았던 A22 결합을 coil2의 결정 구조를 통해 규명하여 선형폴리머 자가조립모델을 완성하였음. - A22 결합이 될 때, ACN 결합에 의한 말단 부분의 분리가 선형되고, 4개의 헬릭스가 서로 반대방향으로 사량체를 형성하는 것을 확인함. - 3가지 결합 모드를 연결하여 완성한 선형 폴리머 모델을 통해 세포핵의 탄성과 가소성의 근본을 분자적으로 이해함. [2차년도: 3차원 그물막 구조 형성 원리 규명] - 라민의 유전적 변이에 의해 비정상적으로 형성되는 3차원 그물막 구조를 x-ray 회절학으로 분석하여 조기노화가 발생하는 원인을 분자수준으로 규명함. - S143F 돌연변이 단백질은 표면의 소수성 잔기가 서로 모여 비정상적인 결합을 촉진하여 핵의 변형을 유발한다는 것을 구조분석, 생화학 실험, 세포실험을 통해 증명함. - 라민 A와 B의 Ig-like domain의 이량체 결정구조를 규명하여 3차원 그물막 형성과정의 차이점을 확인함. [3차년도: 라민 폴리머 리모델링 원리 규명과 노화 원리 규명] - 세포 분열기에 CDK에 의해 라민의 N말단 부분에 인산화가 일어나 3차원 그물막 구조가 해체되며 라민 선형 폴리머의 해체가 발생함. - 라민 유전자 변이로 생성되는 프로제린은 정상적인 라민 Ig-like domain과 결합력이 존재하며, 이로 인하여 세포핵이 찌그러지는 표현형을 보임. - 이러한 결합을 억제하는 천연물 억제제를 탐색하였고, 결과적으로 모린을 세포에 처리하였을 때 찌그러지던 새포핵이 완화되는 것을 확인함. - 결과적으로 조기 노화를 유발하는 라민의 돌연변이의 분자적인 기전을 증명하였고, 노화를 억제하는 메커니즘을 발표함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의중요성) - 과학기술적 측면: 최대 난제인 중간세사의 결합원리를 분자수준에서 이해함. 라민의 유전적 돌연변이에 의해 발생하는 수많은 유전질환의 원인을 분석할 수 있는 기초를 제공함. 특히 노화와 연관된 라민 연구와 시너지를 이룰 것임. - 경제 산업적 측면: 잘못된 중간세사에 의한 각종 인간의 질병(머리카락 결손, 피부 진피 파괴, 조기노화, 근위축증 질환)의 치료 표적 사이트를 규명하여 신약개발의 기틀을 마련함. - 사회적 측면: 중간세사 관련 질환은 대체로 노화와 연관이 되어 있기 때문에, 이번 연구 결과는 인간의 노화를 지연하는 각종 약물 또는 식품 개발의 활성화를 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 하남출
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 중간세사;핵라민;프로제린;조기노화;자가조립; 2. intermediate filament;nuclear lamin;progerin;premature aging;self assembly;

□ 연구개요 “핵의 삼중 핵 충돌은 이중 충돌과 다른 점이 있으며, 그 차이를 실험적으로 구별할 수 있다” 라는 가설을 증명하고자, “이중 핵 충돌과 구별할 수 있는 삼중 핵충돌 실험의 프레임을 구축” 하고자 하였다. 이에 따라, (1)핵의 삼중 핵충돌 가능성 여부에 대해 계산하고, (2)삼중 핵충돌이 관측가능한 프레임을 구축한 후, (3) 해당 프레임이 유효한지 증명할 수 있는 테이블탑 실험으로 진행하고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◆ 핵의 삼중 핵충돌 가능성 여부를 모의 실험 프로그램을 개발하여 판단하였고, 핵충돌은 일부 특수한 경우에 대해 1° 이내 각도로 이중 충돌에 대해 차이가 있을 것으로 계산되었다. ◆ 3입자 산란 실험의 실험적 프레임을 구축하고자 하였으며, 저에너지 알파 선원을 이용한 테이블탑 실험으로 관측 가능이 가능하도록 그 실험의 개략적 기하학적 구조를 구상하였다. ◆ 테이블탑 실험을 위해 진공 상자와, 검출기 구성 등을 완료하여 테이블탑 실험을 진행할 수 있었다. ◆ 다만, 3중 핵충돌 실험을 진행하기에는 그 가능성이 매우 낮고, 가능성을 높일 수 있는 방법인 고반응성의 방사선원을 활용하기에는 그 예산과 관리의 위험성을 고려하여 3중 핵충돌의 이후 연구에 도움이 될 수 있으며, 그 관측 사항이 3중 핵충돌 실험의 의의와 유사한 다른 실험(상호 산란)으로 대체하여 진행하였음. ◆ 상호 산란 실험의 결과 일부 실험 구성에서 미미하지만 산란 효과가 있음을 관측하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◆ 본 연구는 3개 이상의 핵을 기반으로 하는 다체 핵충돌이라는 완전히 새로운 핵충돌 실험의 설계의 시작으로서, 새로운 연구의 지평을 열 수 있는 계기가 될 것으로 보인다. ◆ 3체 핵-충돌보다 4체 핵-충돌이 그 충돌 가능성은 낮지만, 충돌이 일어났을 때 그 방출 입자의 관측에 더 용이할 수 있어, 해당 사항에 대한 후속 연구 가능성이 있다. (후속연구A) ◆ 본 연구 중 도출된 결과로서, 실리콘 픽셀 검출기를 활용한 입자 구별의 가능성이 있었으며 그에 따른 후속 연구를 진행할 수 있다.(후속연구B) ◆ 본 연구에서 활용한 저에너지 입자는 실리콘 검출기에 막대한 방사성 내구 영향이 있다. 입자 검출에 영향을 미쳐 관측 결과에 영향이 있었을 수 있으며, 그에 따른 후속 연구가 필요하다.(후속연구C) (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 유인권
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 고밀도 핵충돌;실리콘검출기;다체상호작용;방사선 검출;삼중 충돌; 2. High Density Nuclei collision;Silicon Pixel Detector;Multibody Interaction;Radiation Detection;Triple Collision;

□ 연구 목표 ○ 본 과제의 목표는 1) radioprotective adjuvant인 플라젤린을 활용하여 최적의 항암 방사선-면역 병합치료법 플랫폼을 제공하고, 2) 강력한 방사선-면역치료법을 응용하여 악성신경교종과 같은 난치성 암치료의 새로운 대안을 제시하며, 3) 궁극적으로 현행 면역치료법에 비해 현저히 낮은 비용으로 large established solid tumor의 치료를 가능케 하되, 4) 부작용은 최소화할 수 있는 차세대 암치료법을 개발하는데 있음. □ 연구 개발 성과 ◀Radioprotectant adjuvant 기반 방사선면역치료 플랫폼 개발▶ ○ 항암방사선면역 병합요법 기반연구: 조건 확립 / 특성 규명 / 작용기전 규명 ○ 항암방사선면역 병합요법에 사용되는 플라젤린의 방사선 손상 보호효과및 작용기전규명 ○ 항암방사선면역 병합요법 타당성 검증: 최적화 / 임상응용가능성 검증 ○ 항암방사선면역 병합요법에 사용되는 플라젤린을 활용한 광-면역 병합요법 개발: 타당성 검증 / 작용 기전 규명 / 임상 적용 가능성 검증 ○ 항암방사선면역 병합요법 플랫폼에 적용할 약품수준 new generation 플라젤린 개발 ○ 항암방사선면역 병합요법 플랫폼에 적용 가능한 최적 항암 백신 요법 개발 ○ 다중 방사선-면역 병합요법 검증: 예> 플라젤린-사이토카인융합단백질/ NK cell therapy / 방사선 치료법 ◀플라젤린기반 펩티드 암백신과 방사선 병합 악성신경교종 치료 연구▶ ○ 항암 방사선-면역 병합 요법을 위한 동물 모델 확립 및 효능 연구 ○ 플라젤린을 이용한 최적 항암 방사선 병합 요법 최적 조건 도출 및 작용 기전 규명 ○ 방사선에 대한 플라젤린의 보호 효과 검증 및 나노 입자의 종양 표적화 검증 ○ 항암 방사선-면역 병합 요법 상에서 종양 항원에 메모리 기전 규명 ○ 플라젤린을 이용한 방사선 - 종양 항원 병합요법 최적 조건 및 작용 기전 규명 ◀방사선조사에 의한 종양 및 TME 조절을 통한 NK 세포치료 효과 강화 연구▶ ○ 효과적 NK세포 기반 방사선 면역치료법기반 확립: TME 조절 효과 ○ 효과적 NK세포 기반 방사선 면역치료법기반 확립: Cancer cell modulation ○ NK세포 기반 방사선면역치료법 효능 검증 및 최적화 연구: 성공적인 중개연구를 위한 기반 연구 ○ 강력한 활성을 가지는 체외증폭 NK세포의 작용기전 규명 ○ 고형암에서 체외증폭 NK세포 항암기전 규명 ○ 방사선-NK세포 기반 면역다중병합치료 효능검증 ○ 방사선-NK세포 기반 면역다중병합요법의 항암 기전 규명 ◀연구 성과▶ ○ 정량적 연구 성과: SCI논문 13건 / 특허 출원 3건 /인력양성 석사 4명, 박사 2명 ○ 정성적 연구 성과: 항암 병합치료 플랫폼 제공 / 기초 기반 및 실용화 연구를 선도할 수 있는 대형 연구 프로젝트 수여에 기여함 / 화순 면역치료 클러스터 활성화에 기여 / 일반인들에 대한 면역치료 교육 및 홍보 진행 □ 활용 계획 ○ 항암방사선 면역 병합요법 실용화 연구 진행: 성공적인 후속 연구 사업 유치에 따라 실용화 연구 성공 가능성 높음 ○ 항암방사선 면역 병합요법에 사용되는 플라젤린을 활용한 광-면역 병합요법 실용화 연구 시도 ○ 본 과제를 통해 도출된 druggable flagellin 실용화 연구 진행 ○ 본 과제를 통해 확립된 다중 방사선-면역 병합요법 실용화 임상연구 가능성 검토 ○ 본 연구진이 보유하고 있는 원천특허(플라젤린 면역증강제) 활용 사업화 □ 기대 효과 ○ 난치성 암 치료 breakthrough 제공 ○ 방사선 조사 후 변화된 종양주위미세환경(TME)에 적합한 최적화된 NK 세포치료시스템 개발 연구를 성공적으로 수행할 경우 새로운 치료법 개발에 따른 암치료제의 상품화까지 가능함. ○ 새로운 면역치료제 시장 형성 ○ 새로운 신기술 확보로 국제적 의료산업의 경쟁력 향상에 기여 (출처 : 연구개발사업 최종연구개발결과보고서 요약문 5p)

• 연구책임자 : 이준행
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 항암병합치료;종양주위미세환경;암백신;방사선 치료;NK 세포;플라젤린;교모세포종;방사선보호 면역증강제; 2. Anti-cancer combination therapy;Tumor microenvironment;Cancer vaccine;Radiotherapy;Natural killer cell;Flagellin;Glioblastoma;Radioprotective adjuvant;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ○ 방사선영향을 고려한 운반중 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 운반용기ㆍ저장조 방호성능·방사선영향 평가기술 개발 - 운반 핵물질에 대한 사보타주 방호규제 합리화를 위한 방사선영향 평가기술 개발 - 사용후핵연료 운반용기에 대한 방호성능 평가기술 개발 - 사용후핵연료 저장조에 대한 사보타주 공격으로 인한 방사선영향 분석 및 방호규제기술 개발 ○ 전체 내용 - 국내외 관련 규제기준 및 관련 연구 조사 - 운반 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 방사선영향 평가 개념 및 평가 방안개발 - 방사선 영향을 고려한 운반 핵물질 사보타주 방호규제 적용방안 수립 - 사용후핵연료 운반용기 방호성능 평가를 위한 기반 구축, 시뮬레이션 및 실증 평가 - 사용후핵연료 운반용기에 대한 방호성능 평가 및 공격영향 평가 방안 개발 - 사용후핵연료 저장조 사보타주 영향평가를 위한 기반 구축 - 사용후핵연료 저장조 사보타주 방사선영향 평가방안 개발 - 방사선영향을 고려한 사용후핵연료 저장조 사보타주 방호규제 적용방안 수립 ○ 1단계 □ 목표 - 운반 핵물질 사보타주 방호규제를 방사선영향을 고려하여 적용하기 위한 국내외 동향조사 - 사용후핵연료 운반용기 방호성능 평가를 위한 안전규제 현황, 관련기술 조사 및 기반구축 - 사용후핵연료저장조 사보타주 영향 평가를 위한 안전규제 현황, 관련기술조사 및 기반구축 □ 내용 ⦁ 운반 핵물질 사보타주 방호규제에 대한 국내외 관련 규제기준 및 관련 연구조사 ⦁ 사용후핵연료 운반용기 방호성능 평가를 위한 규제 현황 및 관련기술 조사분석 ⦁ 사용후핵연료 저장조 사보타주 영향평가를 위한 안전규제 현황 및 관련기술조사 ⦁ 운반 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 방사선영향 평가 개념 개발 ⦁ 사용후핵연료 운반용기 방호성능 평가를 위한 기반 구축 ⦁ 사용후핵연료 운반용기 방호성능 평가 수행 ⦁ 사용후핵연료 저장조 사보타주 영향평가를 위한 기반 구축 ○ 2단계 □ 목표 - 운반 핵물질 사보타주 방호규제 단계별 접근 적용을 위한 방사선영향 평가기술 개발 - 사용후핵연료 운반용기 및 운반수단에 대한 방호성능 평가기술 개발 - 사용후핵연료 저장조 사보타주 공격에 대한 영향분석 및 평가기술 개발 □ 내용 ⦁ 사용후핵연료의 운반용기 방호성능 실증 시험 ⦁ 사용후핵연료 저장조 사보타주 방사선영향 평가 수행 ⦁ 운반 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 방사선영향 평가기술 개발 ⦁ 사용후핵연료 운반용기에 대한 방호성능 평가 및 공격영향 평가 방안 개발 ⦁ 사용후핵연료저장조 사보타주 공격으로 인한 방사선영향 평가방안 개발 ⦁ 방사선 영향을 고려한 운반 핵물질 사보타주 방호규제 적용방안 수립 ⦁ 방사선영향을 고려한 사용후핵연료 저장조 사보타주 방호규제 적용방안 수립 □ 연구개발성과 ○ 방사선영향을 고려한 운반중 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 운반용기ㆍ저장조 방호 성능·방사선영향 평가 기술 - 사보타주에 대한 방호성능 및 방사선 영향평가 방안 - 방사선영향을 고려한 사보타주 방호규제 적용 방안 ○ 규제 근거 및 지원을 위한 기술보고서 - 운반 중 핵물질 사보타주 방호규제를 위한 규제동향 분석 기술보고서 - 사용후핵연료저장조 관련 안전 및 방호규제 현황분석 기술보고서 - 사용후핵연료 운반용기 방호성능 및 공격영향 평가 방안 기술보고서 - 사용후핵연료저장조 사보타주에 대한 영향 평가 방안 기술보고서 - 방사선 영향을 고려한 사보타주 방호규제 적용방안 기술보고서 등 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 활용계획 - 방사선영향에 따른 운반 핵물질 사보타주 방호규제 근거로 활용 - 사용후핵연료저장조에 대한 사보타주 공격발생시 피해정도, 이로 인한 사건전개 등을 바탕으로 합리적 방호목표 설정 및 방호비상대응 계획 수립에 직접 활용 - 사용후핵연료 저장조에 대한 방호규제기술 개발로 합리적 방호 목표 설정 ○ 기대효과 - 사용후핵연료 저장조 포화, 원전 해체 등으로 증가될 사용후핵연료 운반에 대비하여 사보타주 방호에 대한 규제 합리성을 확보하고 적기에 규제 적용 가능 - 핵안보에 대한 국제적 관심과 권고를 반영하여 방사선 영향을 고려한 사보타주 방호규제 적용 기반을 마련함으로써 국가 핵안보 역량 신뢰도 제고 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안성규
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 사보타주;사용후핵연료;운반용기;저장소;방호규제; 2. Sabotage;Spent Fuel;Transport Cask;Storage Pool;Protection Regulation;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ● 딥러닝 기술을 이용해 짧은 시간 동안 획득한 신호대잡음비가 낮은 핵의학 영상으로부터 신호대잡음비가 우수한 긴 시간 영상을 생성하고, 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성하며, CT 영상 없이 핵의학 영상만을 이용해 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 기술 개발 ○ 전체 내용 ● 짧게 촬영한 핵의학 영상으로부터 일반 영상을 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 ● 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 ● 핵의학 영상으로부터 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 ● 딥러닝으로 생성한 감쇠보정맵 활용 방법 구축 ○ 1단계 ◎ 목표 ● 딥러닝 기술을 이용해 짧은 시간 동안 획득한 신호대잡음비가 낮은 핵의학 영상으로부터 신호대잡음비가 우수한 긴 시간 영상을 생성하고, 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성하며, CT 영상 없이 핵의학 영상만을 이용해 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 기술 개발 ◎ 내용 ● 짧게 촬영한 핵의학 영상으로부터 일반 영상을 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 - 짧게 촬영한 뇌 PET 영상으로부터 일반 영상을 생성할 수 있는 U-net 기반의 CNN 구조 개발 - 영상 필터를 이용해 짧게 촬영한 PET 영상의 신호대잡음비 향상 방법 구현 - 딥러닝 결과 영상에 대한 정량적 성능 평가 방법 구축 - 개발한 딥러닝 구조의 성능평가 및 영상 필터로 처리한 영상과 비교평가 ● 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 - 제한된 각도 샘플 SPECT 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성할 수 있는 CNN 구조 개발 - 전체 각도 샘플 데이터를 복원하기 위한 영상처리방법 구현 - 딥러닝 기술과 영상처리방법으로 복원한 각도 샘플 데이터 비교평가 ● 핵의학 영상으로부터 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 딥러닝 구조 개발 - 뇌 PET 영상을 이용해 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 CNN 구조 설계 - CT 영상을 이용해 감쇠보정맵을 생성하는 방법 구축 - 딥러닝 결과 영상에 대한 정량적 성능 평가 방법 구축 - 딥러닝과 CT로 생성한 감쇠보정맵 비교 평가 ● 딥러닝으로 생성한 감쇠보정맵 활용 방법 구축 - 딥러닝 기술로 생성한 감쇠보정맵을 이용하여 감쇠보정된 영상을 생성하는 방법 구축 □ 연구개발성과 ● 짧게 촬영한 핵의학 영상으로부터 일반 영상을 생성할 수 있는 딥러닝 네트워크, 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성할 수 있는 딥러닝 네트워크 및 핵의학 영상으로부터 감쇠보정맵을 생성할 수 있는 딥러닝 네트워크를 성공적으로 개발하였음 ● SCIE 논문게재 3편, 국제 학술대회 발표 6건, 국내 특허출원 2건, PCT 특허출원 1건 등의 성과를 달성하였음 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 짧게 촬영한 핵의학 영상으로부터 일반 영상을 생성하거나 제한된 각도 샘플 데이터로부터 전체 각도 샘플 데이터를 생성할 수 있는 딥러닝 네트워크를 개발함으로써 촬영시간을 크게 단축시켜 검사비용을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 환자 움직임에 의한 영상품질 저하 요인을 원천적으로 감소시킬 수 있음 ● CT 영상 없이 뇌 PET 영상만으로 감쇠보정맵을 생성함으로서 CT 촬영으로 인한 추가 방사선 피폭을 방지할 수 있음 ● 딥러닝을 이용한 피폭 저감 및 검사시간 단축 기술은 질병진단과 치료효과 모니터링 과정에서 발생하는 반복검사로 인한 환자의 경제적 부담을 완화시키고 고령 환자부터 방사선 피폭에 민감한 소아환자 및 폐소공포증 환자까지 환자영역을 확대함으로써 새로운 시장 발굴과 의료영상 분야의 경쟁력향상에 이바지하여 의료기관 및 의료기기 기업의 고부가가치 창출에 기여할 수 있음 ● 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능 기술을 연구개발하고 연구 성과를 수준 높은 국제학술지에 개재하여 관련 분야 학문 발전에 기여하였을 뿐만 아니라, 관련 분야 우수 인력을 양성하였음 ● 개발한 딥러닝 기술은 핵의학 영상기기의 촬영시간 단축 뿐 아니라, MRI 등 타 영상기기의 촬영시간을 단축하는 데에도 활용할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정진호
• 주관연구기관 : 서강대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 딥러닝;짧게 촬영한 영상;감쇠보정;제한된 각도 단층영상;컨볼루션 뇌 신경망; 2. Deep learning;Short scan image;Attenuation correction;Limited angle tomography;Convolutional neural network;

□ 연구개요 산화적 스트레스는 암을 비롯한 노화, 당뇨, 심장 질환 등을 유발하는 중요한 유발인자로 잘 알려져 있음. 이러한 산화적 스트레스를 조절하는 주요 인자 중 하나인 Nrf2의 역할이 중요하게 여겨짐에 따라, 본 연구 과제를 통해 Nrf2의 활성 및 저해 인자를 발굴하여 그 특성을 연구하고자 하고, 항암제 내성을 통해 얻어진 Nrf2 활성을 어떻게 제어할 수 있는지에 관해 기초적인 연구를 수행하여 항암제 내성 극복 전략을 수립하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구기간을 통하여 다음과 같은 연구 결과를 얻었음. ○ 1차 년도 연구 목표는 Nrf2와 상호작용하는 미토콘드리아 단백질 관련 유전자 재조합 및 그 유전자 발현과 Nrf2와의 상관관계를 관찰하고자 함. 본 연구에는 Nrf2 단백질 활성이 새롭게 동정된 PFKP 단백질에 의해 어떤 영향을 받는지에 관한 내용으로, PFKP 재조합 단백질 재조를 통해 이 단백질이 미토콘드리아에 유치하고 있고, 과발현을 통해 Nrf2 활성이 저해됨을 관찰할 수 있었음. 반변 siPFKP 통해서는 Nrf2 활성 및 타겟 유전자의 변이가 발생하지 않았음. ○ 2차년도 연구 목표는 1차년도의 연구를 바탕으로 Nrf2 파트너 단백질이 미토콘드리아에서 어ㄸ허게 상호작용을 하는지 촞넘을 맞춰, 분자생물학적 기법 및 형광현미경을 이용하여 Nrf2 alc PFKP가 미토콘드리아 활성 및 형태에 어떻게 미치는가에 대한 내용임. 본 연구를 통해 Nrf2가 미토콘드리아의 PFKP와 직.간접적으로 결합을 하고 있음을 확인 하였음. 그러나 PFKP 과발현 자체가 미토콘드리아의 막전위 및 형태 (fission,fusion)에 주요하게 작용하지는 않음을 확인하였음. ○ 3차년도의 연구 목표는 Nrf2의 활성 저해가 PFKP 단독으로 이루어질 수 없다는 판단하에 기 선별된 파트너 단백질의 기능을 좀 더 세밀하게 연구 하고자 함. Nrf2의 negative 파트너로 선별된 ATAD3A 와 ClPP의 기본적 특성을 파악하고자 하였음. 단백질의 상호작용을 연구하기위해 제조합 단백질 제조가 이루어졌고, 상호작용을 알아보기 위해 AlphaScreen 방법을 하고자 였음. 3차년도의 성과는 Nrf2의 분해를 촉진하기위해 Nrf2-ATAD3-CLPP axis가 중요하다는 것을 기초실험을 통해 밝혔음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 Nrf2의 활성조절을 통해 항암제 개발을 하기 위한 초석으로 하고자 하였음. 현재 Nrf2가 과발현된 암세포는 항암제의 내성을 획득하여 치료가 용의하지 않기 때문에, 이를 전략으로 사용하여 Nrf2의 저해제 개발에 많은 연구가 이루어지고 있음. 또한 최근 CLPP 활성제가 항암제로 임상연구가 진행됨에 따라 Nrf2-CLPP 관련 연구가 활발하게 이루어져야 할 것으로 사료됨. 이를 통하여 항암제 내성을 통해 쉽지않은 항암전략을 새롭게 수립하고, 관련 약물 개발에 기초적 연구 지식을 습득하는 동시에 항암제 개발에 주요한 작용을 할 수 있을 것이라고 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정환
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 산화적스트레스;미토콘드리아;항암제내성; 2. Nrf2;PFKP;Mitochondria;CLPP;ATAD3A;