□ 연구개요 - 방사선 치료 장비의 정도 관리(QA)에 신틸레이터+이미지센서에 머신러닝기술을 결합하여 2차원 선량분포를 구현하고, 이를 바탕으로 정확한 빔선질 평가 방법을 개발하였음. - 개발된 빔선질계측 장치를 이용하여 양성자빔 특성 뿐만 아니라 광자빔에서 빔 선질을 평가할 수 있도록 구현하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 - 몬테칼로 (MC) 시뮬레이션으로 신틸레이터와 카메라 스펙의 최적화: MC에서 밀도 및 발광 세기를 고려하여 플라스틱 신틸레이터 선택하였으며, 연구 및 산업분야에 특화된 10비트 CCD센서의 카메라 사용 - 신틸레이터와 카메라 수납 가능한 하우징 팬텀 설계 및 제작: 기본적으로 빛 차단에 되도록 설계하고 내부 반사를 최소화 시키며, 카메라 수납하는 소형 착탈식 모듈 개념 도입하여 사용 및 구조 변경이 편리하게 설계 및 제작 - MC 시뮬레이션과 이에 대한 선량 이미지 분석 기법 연구 및 머신러닝 코드 개발: MC 시뮬레이션에서 X-ray에 의한 발광 분포 (가시광선의 역전파 논리 이용)를 구현하였으며, 이를 기반으로 계측 장비를 설계함. MC 이벤트 효율 개선을 위해 관련 파리미터 최적화. 시뮬레이션 데이터를 기반으로 양성자 빔의 선질 (beam range) 뿐만 아니라 Spread-out beagg peak (SOBP)도 측정하는 기법 개발. 또한 머신러닝 (딥러닝)의 예측 성능 평가를 위해 추가적인 정량적 분석 방법 (gamma-index passing rate로써의 loss 함수) 개발. 양성자 빔에 대한 신틸레이터의 광 분포가 주어졌을 때, beam range와 SOBP range를 각각 0.1 mm와 0.8 mm 이내의 예측 정확도를 보여줌. - 케이스 제작 및 차폐 검증: 무광 아크릴 사용하여 제작했으며, 시뮬레이션에서 카메라에 도달하는 선량 평가 - 선형가속기 및 양성자치료기에서 실험 진행 및 시뮬레이션 데이터와 비교 검증: 빔 스팟 크기와 퍼짐 정도 등을 조율하여, 신틸레이터 팬텀 중심 부위 (10-20 cm)에서 깊이 방향 선량 분포가 0.5% 이내로 잘 받는 것을 확인함. - 제작된 계측 장비 응용성을 위한 가능성 타진 및 추가 연구 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구에서 신틸레이터+이미지센서에 머신러닝기술을 결합하여 2차원 선량 분포를 구현해내는 방법을 처음으로 고안하고 개발해냈으며, 이와 같은 가능성을 알아보는 연구를 발판으로 실제 임상 현장에서 사용하기 위해 실용화를 위한 제품 개발을 계획함. - 2차원 선량 예측으로부터 빔선질 및 빔 프로파일을 동시에 측정하기 때문에 정도관리 절차의 간소화가 가능하며, 높은 화소의 이미지센서에 기반한 데이터를 이용한 딥러닝 방법으로부터 불필요한 광학적 현상을 제거하여 정확성 향상을 이루어냈음. - X-ray의 빔 대칭성 및 절대선량 측정 등에 확대 응용하여 한 번의 측정으로 월간 QA 진행이 가능하도록 데이터 추가 분석 계획. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 고영문
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 빔선질;정도관리;딥러닝;신틸레이터; 2. Beam quality;Quality assurance;Deep learning;Scintillator;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 SPMs의 FPR2/ALX 매개로 한 방사선 폐질환 치료 신약 후보 물질 도출 전체 내용 FPR2-SPMs 방사선 폐렴 및 섬유화 억제 신약후보물질 도출 및 FPR2/ALX silencing system 기반 억제 기전 규명 1단계 (해당 시 작성) 목표 SPMs(LXA,RvD1, Protectins, Maresins)의 방사선폐섬유화 모델(세포/마우스)에서의 염증종결 및 폐섬유화 억제효과 스크리닝 및 유전자 분석을 통한 폐염증 종결 인자 발굴 내용 ■ 방사선폐섬유화 모델(세포/마우스)에서 SPMs으로 염증종결 및 폐섬유화 효능 screening. ■ 방사선유도폐섬유화조직의 유전자 분석을 통한 방사선 치료 후 폐섬유화 예후 및 예측인자 발굴 ■ FPR2 KO mouse 구축 2단계 (해당 시 작성) 목표 in vitro/in vivo FPR2/ALX silencing system을 이용한 방사선폐섬유화 모델에서 염증종결과 퍠섬유화 억제 기전 규명 내용 ■ FPR2 cell-based assay (FPR2 Knock down cell) 제작, FPR2에 의한 방사선폐렴 및 섬유화 억제 기전 연구 ■ Wild type 및 FPR2/ALX KO mouse의 방사선폐렴 및 섬유화 억제 기전 연구 3단계 (해당 시 작성) 목표 방사선 폐섬유화 환자샘플을 이용한 FPR2/ALX발현 및 FPR2-SPMs관련 폐섬유화 조절 인자의 임상적 유용성 평가 내용 ■ 방사선 폐섬유화 환자샘플을 이용한 FPR2/ALX발현 확인 ■ FPR2-SPMs관련 폐섬유화 조절 인자의 임상적 유용성 평가 연구개발성과 전문학술지 논문게재 논문1편, 학술대회 발표 2건 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 · 방사선 폐질환 동물모델에서 폐렴 및 폐섬유와 억제 조절인자의 발굴을 바탕으로 하여 방사선폐섬유화 신약개발에 기여할 수 있고, 방사선 치료 부작용 제어 제뿐만 아니라 방사선 피폭과 같은 방사선 피폭 보호제 개발의 기반기술로도 활용되어질 수 있음. · 연구결과는 실제 임상에서 폐암치료 시 고려되는 요인들을 반영할 수 있는 시스템이므로 향 후 임상연구 진행에 있어서도 참고자료로 활용 가능함. · 실제 임상 방사선 치료기법을 반영하는 소동물 모델은 섬유화질환, 특히 방사선유도 섬유화 질환과 관련된 산업 분야 원천기술의 확대로 인한 기술적 파급효과가 클 것으로 예상됨. · 그 외에도 최근 들어 환경오염 및 바이러스 감염 문제가 심각하게 대두되고 있는 현시점에서 미세먼지 및 코로나 바이러스 감염 등 사회 환경적 요인에 의한 급격한 폐질환 및 폐섬유증 증가에 대한 사회적 대비책으로도 적응증 확대 가능성 높음. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김현진
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선 유도 폐질환;폐렴;폐섬유화; 2. Specialized pro-resolving mediators(SPMs);Radiation-induced lung injury;Pneumonia;Pulmonary fibrosis;Formyl peptide receptor 2(FPR2/ALX);

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 서덕봉
• 주관연구기관 : (주)에스이
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 하이브리드;레이저 절단;레이저 보조 산소절단;원자력;이종금속; 2. Hybrid;Laser Cutting;LASOX;Nuclear;Dissimilar Metal;

□ 연구개요 • 방사선피부염은 방사선치료의 일반적인 부작용이며 방사선치료를 받은 환자의 90% 이상에서 발생하게 됨. 심각한 방사선피부염은 환자의 미용적변화, 불편함, 통증을 유발하여 삶의 질을 저하시킬 뿐만 아니라, 심할 경우 치료중단으로 이어져 잠재적으로 암 조절 및 예후에 부정적인 영향을 미칠 수 있음. • 방사선 치료효과를 극대화하고 부작용을 최소화하기 위해서는 방사선피부염의 정량적·객관적 평가와 정확한 예측·예방이 필요함. • 의사의 시각적 관찰을 통해 정성적으로 평가되던 방사선피부염의 심각도를 카메라 영상을 통해 정량적으로 평가·분석하는 시스템을 개발함. 이를 활용하여 방사선피부염 예측모델을 생성, 의사결정을 지원하는 시스템을 구축함. • 본 연구는 1) 카메라 영상을 기반으로 방사선피부염 영상을 분석하고, 2) 방사선피부염 손상등급 자동 평가시스템을 구축, 3) 영상에서 방사선피부염을 예측하는 의사결정지원 모델을 제작하고자 했음. □ 연구 목표대비 연구결과 ❖ 카메라 기반 방사선피부염 측정시스템 구축 • 깊이 카메라를 기반으로 하는 환자 표면 영상획득장치 시스템을 구축했음. • 실제 방사선피부염 환자 총 41명에 대한 증례 수집 및 분석을 완료함. ❖ 방사선피부염 지능형 평가시스템 개발 • 환자영상 및 선량정보 기반의 방사선피부염 auto segmentation 모듈을 제작했음. • 방사선피부염의 정량적 평가 및 선량 정보에 대한 시각화 시스템을 구축했음. ❖ 래피드 러닝 헬스 케어를 이용한 의사결정지원시스템 개발 • 1·2등급 방사선피부염에 대한 정상조직손상확률(Normal tissue complication probability, NTCP) 모델을 구축했음. • 환자 데이터 기반 NTCP 모델 갱신 플랫폼의 프로토타입 제작하고 검증했음. 본 연구의 세 가지 핵심 목표를 모두 달성하였으며, 연구기간동안 SCI 논문 9편 및 특허출원 3건의 연구성과를 도출했음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 3D카메라를 사용하여 방사선피부염 손상정도를 정량화하고 객관화할 수 있어 방사선 피부염의 정확한 평가를 가능하게 하며, 다기관 임상연구에서 방사선피부염 발생등급의 객관성과 신뢰성을 확보할 수 있음. • 방사선피부염 손상관리를 통해 방사선피부염 발생을 예측하고 환자에게 사전에 안내 할 수 있음. • 개별 기관에 최적화된 방사선피부염 선량예측인자와 예측모델을 정확하게 식별하고 결정할 수 있으므로 방사선피부염의 예측 정확도를 향상시킬 수 있음. • 치료계획단계에서 방사선피부염을 최소화하는 환자맞춤형 치료전략개발을 촉진함. • 방사선치료기술이 고도화되고 다양한 신의료기술이 도입됨에 따라 무작위 대조연구와 같은 지침과 문헌에 의존하여 신의료기술을 환자에게 적용하기에는 매우 제한적임. 래피드 러닝 헬스케어 기반 의사결정지원시스템은 근거중심의학의 보완적 수단이 될 수 있으며, 신의료기술의 임상적 적용에 대한 상대적 가치와 근거를 창출하여 신속한 임상 적용을 가능하게 할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 홍채선
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선피부염;정상조직손상확률;래피드 러닝 헬스케어;딥러닝; 2. Radiation dermatitis;Normal tissue complication probability;Rapid-learning health care;Deep learning;

□ 연구개요 일부 식품유래 천연물은 nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2) 신호전달계를 활성화하고, 이를 통하여 항산화효소와 2상 해독효소계 발현을 촉진함으로서 암발생을 예방하지만, 또 다른 측면에서 Nrf2 활성화가 암세포에서 발생하는 활성산소의 제거를 촉진하여 암세포 증식을 촉진할 수 있다는 것이 알려져 있음. 따라서 본 연구에서는 식품유래 천연물에 의한 Nrf2의 활성화가 대장암세포의 증식을 촉진하는지 여부와 전사조절인자 Nrf2에 의해 발현이 조절되는 단백질 가운데 암세포 증식과 직접적인 관련이 있는 단백질을 동정하기 위해서 Nrf2을 knockout 한 대장암 세포를 제작하고, RNAseq을 통하여 탐색된 Nrf2-downstream 유전자를 knockout 또는 knockdown 시키는 방법으로 Nrf2 신호전달계를 통하여 암세포 증식 촉진에 관여하는 유전자를 구명하고자 하였으며, 나아가 해당 단백질의 활성을 제어하는 방법을 찾아 암치료에 도움을 줄 수 있는 전략을 수립하고자하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 식품유래 Nrf2 신호전달계를 활성화시키는 파이토케미컬이 암세포증식을 촉진하는지 여부를 조사하고, 이를 통하여 암세포증식을 촉진하는 것으로 확인된 화합물을 이용하여 어떤 Nrf2-downstream 단백질이 암세포증식에 관여하는지 알아보기 위한 연구를 진행하였음. ● 결과 1. 식품유래 천연물이 대장암세포증식 촉진하는 것을 확인하고, 이것이 Nrf2 신호전달계의 활성화와 관련이 있음을 Crispr/casp9 이용한 Nrf2 knockout 및 Nrf2 저해제(brusatol)를 이용하여 증명함 ● 결과 2. 식품유래천연물의 일종인 sulforaphane(SFN)은 Nrf2신호전달계를 활성화 하고 암세포증식을 촉진하는데, 이와 직접적인 관련이 있는 Nrf2-downstream 유전자를 RNAseq과 gene knockout/knockdown 방법으로 탐색하여 γ-glutamylcysteine ligase-catalytic subunit(GCLC)가 핵심단백질임을 확인하였음 ● 결과 3. GCLC가 세포내 활성산소 소거를 통하여 암세포증식을 촉진하여 항암제 작용을 저해하므로, 항암제와 GCLC 저해제(BSO)를 병용처리하였을 때, 항암효과가 상승되는 것을 확인하였음. 특히 SFN은 BSO 및 thioredoxin reductase 억제제인 auranofin와 병용처리시 환원된 글루타티온을 고갈시키고 세포내 산화환원 상태를 교란함으로써 항암활성이 크게 증가하는 것을 새롭게 발견하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구결과는 다음과 같은 영역에서 활용될 수 있을 것으로 판단됨. 1. 암환자의 식사요법으로 활용: 암세포가 이미 존재하는 환경에서 십자화과 채소 등 Nrf2 신호전달시스템을 활성화할 수 있는 식품의 다량 섭취를 자제하도록 권장하는 것이 바람직함. 예를 들어, 블로콜리새싹, 생배추, 갓의 과량 섭취는 피하는 것이 좋으나 이들을 가공한 제품(예, 김치)은 상대적으로 안전함. 2. 식품 유래 Nrf2 activator를 함유하는 항암제에 대한 지적재산권 획득: 본 연구과정에서 낮은 농도의 SFN이 환원형 glutathione(GSH) 소거하는 특성을 확인하였으며, 이를 응용하여 GSH 합성을 억제하는 buthionine sulfoximine(BSO)와 thioredoxin reductase 저해제 auranofin을 SFN과 병용처리시 항암활성이 극적으로 증가하는 것을 확인하였고, 이 신규 항암요법에 대한 지적재산권을 확보하고자 함. 3. 연구의 확장성 확인: 암세포내 활성산소 양을 증가시켜 암세포를 사멸시키려면 GSH 농도뿐만 아니라 또 다른 항산화시스템인 thioredoxin을 동시에 저해해야 함을 확인하였으며, 여기에 SFN과 같은 electrophiles을 추가하였을 때 활성산소발생이 폭발적으로 증가하고, 암세포를 효과적으로 사멸시키는 것이 확인되었으므로, 천연물 또는 이미 개발된 약물가운데 BSO와 auranofin과 병용처리하여 항암효과를 잘 발휘할 수 있는 소재들을 발굴하여 암치료 및 기타 질병치료제로 검토하는 것이 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정상
• 주관연구기관 : 경북대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 대장암;항산화효소계;설포라판;감마글루타밀시스틴 라이게이즈; 2. colorectal cancer;antioxidant enzymes;Nrf2;sulforaphane;γ-glutamylcyste ine ligase;

Ⅳ. 연구개발결과 ㅇ 방사선의학연구 경쟁력 강화 - 실험동물용 방사선 조사기 이용 연구지원: 336건 - X선 광학영상촬영장비 이용 연구 활성화: 120건 ㅇ 연구몰입환경 구축 - 동물실험윤리위원회 운영 및 심의 진행: 221건 - 동물실험 시설적 지원: 723건 - 동물실험 기술적 지원: 28건 - 이용자교육 : 30건 - IACUC 교육: 78건 ㅇ 동물실험 인프라 운영 선진화 - 정규미생물모니터링 수행 - 수질검사 - PQ 및 T,A,B실시 ㅇ 동물실험 인프라 역량 고도화 대외 연구 지원 및 자문 :3건 (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 손영훈
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 방사선의학;실험동물;조사기;공공인프라;실험동물모델; 2. Radiation biology;Laboratory animal;Irradiator;Infrastructure;Animal model;

연구개요 방사선 저항성 진핵 미생물로 알려진 크립토코쿠스 네오포만스의 신호 전달인자(전사조절인자 및 인산화 효소) 변이균주 라이브러리를 이용한 표현형 분석 및 시스템학적 접근(전사체 및 인단백질체)을 통해 방사선 저항성 인자를 시스템 수준에서 동정 및 분석하여 해당 진균의 방사선 반응 및 저항성 메커니즘을 이해하고 최종적으로 진핵 생물 기반 방사선 생물학의 기초 연구 자료로 활용하고자 함 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 다음과 같이 연구목표를 바탕으로 연구를 수행하였음. 1) 방사선 저항성 진균의 신호전달 변이균 라이브러리를 이용한 방사선 반응 연구. 2) 방사선 반응 하위 인자의 기능적 네트워크 분석. 3) DNA 손상 복구 탈인산화 효소의 방사선 반응 및 DNA 손상 복구 기능 규명. 4) DNA 신호전달 경로의 약물 저항성 기작 규명을 목표로 하였음. 1의 연구 목표를 수행하기 위하여 전사조절인자 및 인산화효소 변이균주 라이브러리를 이용하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 표현형 분석을 수행하였고 신규 인산화 효소(LAMMER)를 동정하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 복구 기능 연구를 수행하였음. 2의 연구 목표를 수행하기 위하여 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 의해 조절되는 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구, DNA replication 스트레스 조절을 통한 DNA 손상 복구 기능 연구, 전사조절인자(Bdr1, Hcm1)의 방사선 반응 전사체 분석 연구를 수행하였음. 특히 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구를 통하여 DNA 손상 복구 결손시 유전적 불안전성이 발생하고 이를 통해 약물 저항성 출현 빈도가 높게 나타남을 확인하였음. 3의 연구 목표를 DNA 손상 반응과 관련있는 2개의 탈인산화효소(Pph3, Ptc2)를 동정하고 해당 탈인산화효소가 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 어떠한 상관관계를 가지는지 확인하였음. 4의 연구 목표를 수행하기 위하여 다양한 크립토코쿠스 종의 Rad53-Bdr1 변이균주 제조하였고 해당 균주를 이용하여 약물 저항성 및 전사체 분석을 통해 약물 저항성 기작을 규명하였음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 통해 규명된 방사선 저항성 진핵 미생물 모델을 이용한 방사선 저항성 및 반응 메커니즘의 이해는 고등생물의 복잡한 방사선 반응의 이해 증진을 위한 기초 자료로 사용할 수 있기 때문에 가치가 크다고 판단됨. 또한 본 연구를 통해 확보된 자료는 유사분야 연구(예. 우주작물 재배 등)의 기초자료로 직접 혹은 간접적으로 이용함으로써 방사선 생명공학 분야 이외에 새로운 가치를 창출할 수 있을 것으로 생각됨. 최근 연구 결과와 본 연구를 통해서 DNA 손상 복구 유전자들의 변이가 생긴 균주의 경우 항균 활성 약물 저항성 균주들의 출현율이 높게 나타남을 확인할 수 있었음. 본 연구를 통해 확보된 DNA 손상 복구 조절 제어를 통해 약물 저항성 변이 및 병원성 변화 예측 연구가 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정광우
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선;크립토코쿠스;디엔에이 손상;전사조절인자;인산화 효소; 2. Radiation;Cryptococcus;DNA damage;Transcription factor;Kinase;

□ 연구개요 Particle-in-cell (PIC) 시뮬레이션 코드를 개발하고 이를 활용하여 자기 재결합 과정에서 가속된 전하 입자들이 주변 플라즈마와 반응하며 생기는 복사 메커니즘을 규명하고 태양-지구 환경에서 관측되는 solar type III radio burst와 그 기원이 잘 알려져 있지 않은 고 에너지 천체물리 현상중의 하나인 fast radio burst (FRB)의 이해를 목표로 한다. 또한 자기 재결합과 충격파와 같은 불안정한 플라즈마 환경에서 가열 (heating), 가속(acceleration) 된 입자들은 주변 플라즈마와 다른 특성들은 갖게 되는데 특히 입자들의 표류(drift) 속도 차나 온도 차에 의해 다양한 불안정성이 야기된다. 본 연구에서는 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있는 이론적 수식 및 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발하여 자기 재결합 환경 및 충격파(shock)에서 나타날 수 있는 불안정성 및 파동 그리고 파동과 입자들의 상호 작용을 연구한다. □ 연구 목표대비 연구결과 2D PIC 시뮬레이션과 선형 안정성 분석(linear stability analysis) 코드를 개발 완성하였다. 본 연구에서 개발된 PIC 코드는 다양한 우주 천체 플라즈마 환경에서 활용 가능하다. 또한 본 연구에서 개발된 선형 안정성 분석 코드는 입자들의 표류 속도 및 입자 온도 비등방성까지 고려하여 플라즈마 시스템에서의 다양한 불안정성을 기술할 수 있다. 자기 재결합에 의한 고에너지 전자의 분출이 plasma dipole oscillation (PDO)를 생성할 수 있는지를 확인하고 이것이 효과적으로 복사를 방출할 수 있는지를 연구하였지만 자기 재결합에서 PDO가 생성이 확인되지 않았고 이로 인해 coherent radiation이 방출 또한 확인하지 못했다. 하지만 본 연구에서는 bi-Maxwellian 분포를 갖는 background 전자와 양성자 그리고 전자 빔, 양성자 빔을 고려하여 가장 일반적인 플라즈마 시스템에서 적용 가능한 선형 안정성 분석을 위한 수식을 정립하고 코드를 개발하였다. 자기 재결합 및 충격파와 같은 플라즈마 시스템에서는 background와 빔의 표류 속도 차이 및 각 입자 성분들의 온도 차이로 인해 다양한 불안정성이 야기되는데 자기 재결합 과정에서 나타날 수 있는 ion acoustic, whistler, lower hybrid drift와 같은 다양한 불안정성을 분석하고 입자의 초기 가속을 이해하고자 하였다. 또한 ICM 충격파에서 나타나는 다양한 플라즈마 불안 정성들의 (electron firehose, Alfven ion cyclotron, mirror instabilities) 물리적 특성들을 파악하고 논문들을 출판하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구 과제에서 개발된 PIC 코드와 선형 안정성 분석 코드는 비단 이 연구 과제에서만 활용 가능한 것이 아니라 다양한 플라즈마 시스템에 맞게 변형 및 수정이 가능하여 향후 다른 플라즈마 연구에서도 활용이 가능하다. 특히, kinetic scale에서의 난류(turbulence)의 소멸(dissipation), 입자의 가열(heating)과 가속(solar wind acceleration) 연구에 좋은 도구가 될 것이다. 이를 통해 태양-지구 우주 환경에서 나타나는 다양한 불안정성 연구, 태양풍의 전자나 양성자 분포의 비등방성(anisotropy)에 의한 입자들의 가속이나 태양풍 입자들과 전자기파 방출의 난류 평형 상태(turbulent equilibrium), 그리고 지구 dipolar field에 잡힌 고 에너지 입자들을 포함하는 지구 자기권에 관한 연구 등에도 적용 가능 할 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김선정
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 자기재결합;플라즈마 복사;우주 전파 폭발;시뮬레이션;선형 안정성 분석; 2. magnetic reconnection;plasma radiation;fast rado burst;simulation;linear stability analysis;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이준
• 주관연구기관 : (주)에스제이엠
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 핵융합;이중 진공경계;원자력코드;벨로우즈;로타리 피드스루; 2. Nuclear Fusion;Dual vacuum wall;ASME;Formed Bellows;Rotary feedthrough;

□ 연구개요 방사선은 면역-종양미세환경을 변화시키는 것으로 알려져 있다. 방사선 조사후 종양부위는 저산소화가 진행되고 저산소화된 암세포는 방사선에 저항성을 갖고 있다. 또한 방사선이후 neoantigen을 증가시켜 이후 면역관문억제제 사용시 효과가 증대될 것으로 기대하고 있다. 본 연구에서는 전통적인 종양조직의 획득을 통한 단백질의 면역형광화학염색, 채혈을 통한 일반혈액검사, 단백질표지자, 그리고 CT, MRI 같은 영상 검사의 소견이 환자의 치료반응정도, 재발, 생존과의 연관성이 있는지를 살펴보고 특정유전자와의 연관성을 살펴보고 이러한 마커들을 전통적인 통계학적인 방법 뿐 아니라 딥러닝을 이용하여 연관성이 있는지를 알아보고 자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 영상학적 마커와 혈액마커의 비교: 두 방법의 상관정도를 알아보았고, 비교해 보았음. 둘을 더하는 것은 영상학적 마커만 획득하는 것에 큰 이득이 없음. 2. 종양구획화를 하지 않고 반응성 예측: 구획화없이 MRI영상을 그림으로 인식 하여 기계학습을 하였고 인간전문가보다 우월함을 관찰하였다. 3. 영상소견으로 특정유전자 돌연변이 예측: 방사선치료 계획용 CT를 이용하여 기존의 CTV를 라벨링으로 사용하였고 기계학습과 라디오믹스 분석을 하였고, 어 느 정도는 예측할 수 있었음을 확인하였다. 4. 수술후 hypoxia마커의 발현이 2-3기 직장암 환자의 재발과 연관이 있는지: GLUT-1 면역형광화학염색을 방사선치료 전 조직검사 검체에서 시행하고, 치료 이후 수술로 절제된 검체에서 시행하고, 이것과 재발유무를 알아봄. 5. 기존의 MRI영상의 extramural vascular invasion와 혈액 종양마커인 CEA를 이용하여 이른 전이가 발생할 확률을 예측하였다. 6. 수술후 RT받는 NSCLC환자에서 lymphocyte, albumin의 예후와의 연관성: 97명의 환자에서 단변랑, 다변량 분석을 한 결과 재발과는 무관하였으나, 림프구, 알부민이 낮지 않으면 더 오래 사는 것을 확인하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 항암치료와 달리 방사선치료는 특정한 타겟에 선택적으로 영향을 미치지 않고 전반적으로 영향을 주는 것으로 그동안 보여왔다. 그러나 그것이 정말로 그러한 것인지 인간이타겟을 발견하지 못하여서 그런 것인지는 알 수 없다. 또한 수 많은 연구자들이 궁극적인 타겟인 유전자나 단백질을 찾아내려고 노력하였으나, 어떠한 타겟도 재현이 되어 입증된 것이 없다. 따라서 본 연구와 같이 현실적으로 적용가능한 실험을 통해 방사선에 대한 반응성을 예측하는 것이 타당하고 실제 환자와 의사들에게 도움이 되고 적용이 될 수 있는 방법이라고 생각한다. 아직까지는 요원한 일이겠으나 범용성을 갖게 된다면, 다른 연구자들도 조직기반 또는 혈액기반 면역학적 마커들의 변화를 실제로 확인해보고, 치료 전 또는 후 영상을 통해 라디오믹스나 딥러닝으로 이 마커들과의 상관관계를 간접적으로 예측하거나, 바로 예후를 예측할 수 있다면 조금 더 개인별 맞춤치료가 가능해질 수도 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 송창훈
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 직장암;종양미세환경;방사선치료;바이오마커;저산소증; 2. rectal cancer;tumor microenvironment;radiation therapy;biomarker;hypoxia;