□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 NOD2 유전자가 장점막 손상 후 장점막 재생에 미치는 역할과 염증성장질환 발병에 기여하는 기전을 밝히는 연구 ◼ 전체 내용 1) Wild-type mice와 NOD2-knockout mice에서 radiation을 이용한 장손상 후 장점막 재생 능력 평가 2) Wild-type mice와 NOD2-knockout mice에서 유래한 intestinal organoid 모델을 구축하고 radiation을 이용한 손상 후 재생 능력평가 및 기전 분석 １> Wild-type mice와 NOD2-knockout mice에서 유래한 intestinal organoid 모델을 구축하고, 방사선 조사를 이용한 재생 능력 평가 2＞ Wild-type mice와 NOD2-organoid 재생 능력에 영향을 미치는 기전을 RNA seq을 통해 발굴 3) 마우스 모델에서 확립된 method를 바탕으로 Human 샘플에 맞게 변용하여 인체 유래 intestinal organoid model을 구축 및 gene editing 1> human organoid에 gene editing방법을 통해 NOD2유전자 발현을 knock-out 시킨 모델 확립 2> NOD knock out 된 human organoid 모델에 장 손상 후 재생 능력 평가 □ 연구개발성과 ○ 마우스 모델에 방사선 조사 선량에 따른 장 손상 분석하여 WT 마우스보다 NOD2-/-마우스에서 대.소장 crypt 생존에 더 큰 영향을 미침을 보임. ○ 방사선 조사 후 마우스 모델에서 장 점막 epithelial 세포의 분화, 재생 및 세포 사멸 분석하여, NOD2 유전자의 발현이 LGR5 positive ISC뿐만 아니라 BMI1 positive (quiescent stem cells) 세포의 역할 및 생존을 지원할 수 있다는 것을 확인함 (관련 내용의 논문 발표함: Int J Mol Sci. 2019;20(17):4297. Lee C & Hong SN et al.). ○ WT 및 NOD2-/- 마우스 모델의 소장 유래 Organoid 모델 구축하고 방사선 조사 후 Organoid 재형성 실험을 통해 WT 마우스보다 NOD2-/-장 organoid의 상피 재생 능력이 손상에 더 민감하다는 것을 확인함. ○ Wild-type 과 NOD2-/-organoid에 radiation 후 RNA sequencing 으로 유전자 발현 변화 분석 ○ 인체 유래 intestinal organoid model을 구축 및 NOD2유전자 발현을 조절 모델 확립하고, 오가노이드 재형성 분석, MTT assay, EdU assay 및 상처 치유 분석(wound healing assay)으로 재생 능력을 평가 방법을 확립함. ○ 위 연구 과정에서 염증성 장질환의 감소한 줄기세포 증식과 상처 회복 능력 향상을 유도할 수 있는 점막치유물질로서 PGE2 발굴함 (관련 내용의 논문 발표함: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2022;13(3):789-808. Lee C & Hong SN et al.).(특허 출원) ○ Lentivirus transfection을 통해 Intestinal organoid에서 CRISP/Cas9 system을 이용한 유전자 편집 NOD2-KO 소장 오가노이드 두 라인을 확보함. ○ 염증성 장질환이 주요한 사이토카인을 이용하여 유전자 편집된 NOD2-KO organoid을 분석 진행 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1) 본 연구는 NOD2 유전자 역할을 지금까지와 다른 손상된 장점막의 재생과 관련하여 연구 분석하였음. 이는 기존의 염증성 장질환 치료법 이외에 점막 치유를 유도하는 새로운 치료법 개발의 기초 연구 자료로서 사용될 수 있으며, 이는 염증성장질환의 치료 예후를 개선 시키는데 도움이 될 수 있음. 2) 장 줄기세포를 이용한 염증성 장질환 연구에서 장상피의 재생능력 평가 방법을 확립하기 위해 연구를 진행하면서, 염증성 장질환에 주요하게 작용하는 사이토카인인 TNFα가 장 상피 재생에 미치는 영향을 분석하였음. TNFα는 분화된 세포의 사멸을 유도하고 줄기 세포 단독의 증식을 유도하였고 이는 Cox2-PGE2 signaling에 매게되어 발생함 따라서 점막치유물질로서 PGE2는 염증성 장질환의 감소한 줄기 세포 증식과 상처 회복 능력 향상을 유도할 수 있다고 사료됨. 3) 본 연구를 통하여 CRISP/Cas9 system을 이용한 유전자 편집 기술을 확립하였음. 즉, 장내 염증 환경에서의 NOD2 뿐만 아니라, 기존에 보고되었건 다양한 유전자 등의 발현을 조절한 오가노이드 확보가 가능하게 된 것을 의미함. 이는 장 점막 재생과 유전자의 상관관계를 분석하는데 유용한 방법으로 사용할 수 있으므로 향후 진행될 연구에 도움이 됨. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이찬수
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 엔오디 투;장 점막 재생;장 오가노이드;마우스 모델;유전자 편집; 2. NOD2;Intestinal mucosa regeneration;Intestinal organoid;Mouse model;Gene editting;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 다양한 변형핵들에서의 양성자 비탄성 산란의 상대론적 디랙분석 ○ 전체 내용 디랙 방정식을 이용하는 상대론적 분석의 이론적 체계화를 위해 현존하는 핵산란 실험치와 현재까지 분석되어 있는 기존 계산 결과를 모두 파악하여 정리하고 체계적으로 분류하는 작업을 한 후 최근에 연구해 온 중간에너지 양성자 비탄성 산란 실험치 중 아직 분석 못한 축대칭 변형핵들에서의 양성자 비탄성 산란 실험치들에 대한 상대론적 디랙 분석을 광학 모형과 집단 모형을 이용하여 완결하여 체계적 상대론적 디랙분석 결과를 제시하고자 한다. □ 연구개발성과 s-d shell 핵종에 속하는 ²⁴Mg 와 ²⁶Mg, ⁵⁴Fe, ³⁴S, ²⁸Si, ³⁰Si에서의 중간에너지 양성자 비탄성 산란에 대한 광학 모형과 집단 모형을 활용한 디랙 채널결합분석의 결과 및 Ne 동위원소, ⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni, ⁶²Ni, ⁶⁴Ni 등 Ni 동위원소들에서의 디랙 현상론을 이용한 채널 결합 분석 결과를 토대로 광학 퍼텐셜 변수들 및 변형 변수들에 대해 대상 핵종의 질량수 및 양성자의 에너지에 따른 변화를 비교하고 분석하였다. 이어서 Zr 동위원소, Sn 동위원소 등의 질량수가 커서 채널 결합 분석이 어려운 무거운 변형핵들에서의 채널결합분석을 하였고 Sn 동위원소들인 ¹¹⁶Sn, ¹²⁰Sn, ¹²⁴Sn에서의 양성자 비탄성 산란의 상대론적 디랙분석을 시행하여 대상 핵종 및 입사 양성자의 에너지를 다양하게 고려하여 체계적 분석으로 질량수 및 중성자수에 따른 광학 퍼텐셜 변수들의 변화, 변형변수들의 변화 등을 분석하고 슐레딩거 방정식을 이용하는 비상대론적 계산 결과와 비교하고 분석하여 SCI 논문들과 SCOPUS 논문들에 출판하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 다양한 축대칭 변형핵들에서 디랙 현상론을 이용하여 상대론적 분석을 시행하여 상대론적 분석의 이론적 체계화를 완성하고 비상대론적 분석에 대한 수월성을 제시하여 상대론적 분석이 기존의 비상대론적 접근법을 대체하여 핵산란에 대한 분석방법으로 활용되는 확고한 이론적 기반을 제공하고자 한다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 심숙이
• 주관연구기관 : 공주대학교
• 발행년도 : 20220600
• Keyword : 1. 디랙분석;양성자 산란;광학 모형;채널결합분석;집단모형; 2. Dirac analyses;proton scattering;optical model;coupled channel analyses;collective model;

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;

□ 연구개요 최종연구목표: 신장섬유화에 대한 신장 내 대식세포의 Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2(Nrf2) 단백질의 역할과 작용기전 규명을 통한 신장섬유화의 발병과 진행 기전 확립 ⦁ 본 연구는 신장섬유화(renal fibrosis) 실험 모델에서 대식세포(macrophage)의 Nrf2 유전자의 역할과 작용기전을 규명하고자 함 ⦁ 신장섬유화의 발병과 진행에 대한 신규 기전을 규명하고자 하여 향후 대식세포 Nrf2를 표적하는 새로운 신장섬유화 치료법 개발의 기반을 마련하고자 함 □ 연구 목표대비 연구결과 ⦁ 대식세포-특이 Nrf2 유전자 결손 생쥐 제작: Nrf2 floxed 생쥐와 LysM-cre transgenic 생쥐를 교배하여 대식세포에서만 Nrf2 유전자가 결손 된 생쥐(M-Nrf2 KO)를 제작하였음 ⦁ 신장 손상 모델 확립: UUO(unilateral ureteral obstruction), ischemia-reperfusion injury에 의한 신장섬유화 등 신장손상과 신장 섬유화 모델을 확립함 ⦁ 대식세포-특이 Nrf2 유전자 결손 생쥐에서 신장 섬유화 발생 정도 비교: 정상 생쥐에 비하여 M-Nrf2 KO 생쥐에서 UUO에 의한 신장섬유화가 유의하게 감소함. 따라서 대식세포 Nrf2가 신장섬유화를 촉진하는 것임을 알 수 있음 ⦁ 정상 생쥐 대비 M-Nrf2 KO 생쥐에서 신장섬유화의 기전 비교: UUO에 의한 신장 섬유화 관련 유전자들이 전반적으로 감소하는 경향을 보였으며 특히 염증관련 유전자들의 발현 감소가 두드러짐. 즉 대식세포의 Nrf2가 염증 촉진 cytokine의 발현에 필요함을 알 수 있음 ⦁ 신장섬유화에 대한 Nrf2 activator(DMF)의 효과 분석: DMF는 UUO에 의한 신장섬유화를 다소 감소시켰음. 이러한 감소효과가 M-Nrf2 KO 생쥐에서는 더욱 크게 나타남. 즉 Nrf2 activator의 작용이 신장내 세포마다 다르게 작용하며 Nrf2 activator를 이용한 신장섬유화 치료법이 새롭게 고안되어야 함을 시사받음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ⦁ 새로운 지식 기반 마련: 급성신손상을 포함한 신장섬유화의 병태생리에 대한 향상된 이해를 유도할 수 있고 이를 바탕으로 신장병 치료 분야에서도 불특정 다수의 세포에 대한 치료보다는 표적 세포에 대한 치료법을 도입하여 부작용을 최소화시키고 치료 효과를 극대화할 수 있는 근거를 마련할 수 있을 것으로 기대 ⦁ 장기 효과: 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 신약 개발의 근거 및 지식으로서 활용되어 관련 산업재산권 출원 등의 성과를 거둘 수 있을 것이며 본 연구를 토대로 배양된 연구 능력을 후속 연구 및 관련 기술 축적에도 적용하여 학문적 파급 효과를 극대화할 수 있을 것으로 기대 ⦁ Nrf2의 표적 유전자를 신장으로 침윤하는 대식세포에서 동정할 수 있을 것이며 이를 통하여 Nrf2 전사네트워크를 규명할 수 있을 것으로 기대 ⦁ 신장섬유화 발생시의 Nrf2에 의한 신호전달체계를 확립할 수 있을 것으로 기대 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김호식
• 주관연구기관 : 가톨릭대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 신장섬유화;대식세포;전사인자;염증;신장손상; 2. Renal Fibrosis;Macrophage;Transcription Factor;Inflammation;Kidney Injury;

○ 난치성 질환 대응 방사선 및 방사선동위원소 기반 연구(R&D), 정책 및 산업 동향 분석 ○ 난치성 질환 극복을 위한 방사선 기반 미래 유망 기술 발굴 및 연구과제 제안 ○ 난치성 질환 관련 타연구사업과의 연계 전략 및 성과 활용 방안 제시 ○ 난치성 질환 대응을 위한 방사선 기술 정책 제언 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 전종호
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20220400
• Keyword : 1. 방사선;방사성동위윈소;난치성 질환;감염병;신약 개발; 2. Radiation;Radioisotope;Refractory disease;Infectious disease;Drug development;

□ 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;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 홍준희
• 주관연구기관 : 국립암센터
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 뇌종양줄기세포;뇌신경회로;침윤성;적소;항암제;방사선 저항성; 2. Brain tumor stem cells;Myelinated axon tract;Infiltrative;Niche;Chemo-radiation resistance;

본 연구는 식품 중 방사성 핵종 Tc-99 및 Co-60 에 대한 시험법을 확립하고 특정지역 (유럽)의 수입식품에 대한 오염실태를 조사하였다. 식품 내 Tc-99는 건조 및 분쇄, 균질화, 회화 등의 전처리 과정을 거친 후, 철 공침 및 음이온교환크로마토그래피법 등을 사용하여 추출하였다. 전처리 과정에서 발생하는 손실을 줄이기 위해 tracer 사용량, 회화 조건, 음이온교환수지 사용량 및 추출 용매량 등에 대해 최적화하였다. 또한, 액체섬광계수기의 분석조건 확립을 위하여 소광보정곡선 작성, 측정용기에 따른 배경방사능 비교, 분석 채널을 최적화하였다. 최적화한 시험법의 MDA는 CODEX guideline에서 제시한 기준치의 1/100 수준인 10 Bq/kg(영·유아식품 기준: 1,000 Bq/kg), 100 Bq/kg(기타식품 기준: 10,000 Bq/kg)을 충족하였고, 시험법의 유효성 검증을 위해 외부 분석기관과 교차검증을 실시하였으며, 선택성, 정확도, 정밀성, MDA 등을 확인 비교한 결과, 모두 허용범위를 만족하였다. 식품 내 Co-60 분석을 위하여 검체 전처리 및 기기분석 조건을 확립하였다. 고순도저마늄검출기의 계측조건을 최적화하기 위하여 검출기의 파라미터, 피크판정 조건, 피크면적 계산방법, MDA 계산법 등을 설정하여 최적화하였고, 이를 바탕으로 검출기의 에너지 및 채널교정을 수행하였으며, Co-60 분석을 위하여 배경방사능, 동시합산, 붕괴보정을 통하여 시험법을 최적화하였다. 최적화한 시험법의 MDA는 NUREG 4.16 계산식을 적용하였으며, 확립된 시험법의 MDA는 CODEX guideline에서 제시한 기준치의 1/100 수준인 10 Bq/kg을 충족하였다. 시험법의 유효성 검증을 위해 외부 분석기관과 교차검증을 실시하였고, 선택성, 정확도, 정밀성, 최소검출농도 등을 확인 비교한 결과 모두 허용범위를 만족하였다. 확립된 시험법을 이용하여 대형 원자력시설이 있는 특정지역(유럽)의 수입식품 (79품목, 124건)에 대하여 Tc-99 및 Co-60의 오염실태를 조사하였는데 모두 불검출로 '위해성 우려 매우 낮음'으로 나타났다. 다만, 헤이즐넛(1건) 및 링곤베리(1건)에서 Cs-137이 5.29 Bq/kg, 4.03 Bq/kg으로 미량 검출되었다. 본 연구를 통하여 유럽산 수입식품의 방사능 안전성을 확인하였고, 식품 중 방사능 안전관리 확대를 위한 시험법 및 기초자료를 마련하였다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김현경
• 주관연구기관 : 식품의약품안전평가원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 식품;방사능;테크네튬(Tc-99);코발트(Co-60);모니터링; 2. Food;Radioactivity;Technetium(Tc-99);Cobalt (Co-60);Monitoring;

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;

□ 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;