□ 연구의 목적 및 내용 본 과제에서는 PD-1/PD-L1를 포함하여 다양한 면역관문 표적 항체를 이용하여, 치료전후 종양의 TIME(tumor immune microenvironment)의 변화를 비침습적으로 또한 반복적으로 영상화하는 플랫폼 및 생화학적 바이오마커의 한계를 극복하는 영상바이오마커를 개발. □ 연구개발성과 < 정성적 성과 > ◼ TIME 변화 영상화 ◼ 세포독성항암제에 의한 TIME 변화 측정 - MEER/CD200 종양마우스모델, Alexa Fluor 680-anti mouse PD-L1, PD-1 imaging - I-125 anti-mouse PD-L1, PD-1 SPECT imaging ◼ 항체-킬레이터 합성 및 방사성동위원소 표지 - Zr-89 radiolabelling method. ◼ Atexolizumab- alex fluor 680/ I-125 영상법 개발 ◼ Nivolumab -Alex fluor 680/ I-125 영상법 개발 ◼ ssTR2탑재 카티세포 작성 ◼ ssTR2 ligand 영상법 개발 (Ga-68 DOTATOC PET 영상법) ◼ Ga-68 generator installation, Ga-68 DOTATOC synthesis automatic module Manufacture. □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) 1. 면역치료제와 최적의 병용요법의 효과를 치료시작 혹은 치료종료 전에 예측함으로써 암환자의 생존율을 향상시키는데 기여할 것으로 예측함. 2. CD-19를 표적으로 하는 카티치료제의 임상허가 등에 활용할 수 있음. 3. 종양면역환경을 영상화하는 형광영상법은 연구환경에 활용가능하고 핵의학영상법은 임상영상법 플랫폼으로 활용가능함. 4. 플랫폼 기술로 활용함으로써 개발되는 면역치료제의 성공가능성을 높이는데 기여할 것으로 예측함. 동반진단기술로 개발되어 산업화기술로 활용되고, 고용창출과 부가가치를 창출하는데 기여할 것으로 예측함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김석기
• 주관연구기관 : 국립암센터
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 비침습적 영상화;종양면역미세환경; 2. PD-1;PD-L1;non-invasive imaging;tumor immune microenvironment;VEGF;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 1. 인간 배아줄기세포를 활용한 primary GBM cell line 생성 2. primary GBM을 in vitro에서 연구할 수 있는 organoid model 생성 3. recurrent glioblastoma 의 standard therapy을 연구할 수 있는 model 생성 ◼ 전체 내용 GBM은 표준 치료에도 불구하고 90% 비율의 환자에게서 재발되고 있음. 그러나 재발에 대한 standard therapy는 아직 없으며, 재발한 GBM의 경우 항암제와 방사선에 저항성을 획득하게 되어 치료 효과를 보기 매우 어려움. 본 연구에서는 GBM의 완치를 위하여는 GBM의 재발을 억제하거나 또는 이미 재발한 GBM 세포의 사멸을 유도할 수 있는 전략을 수립하고자 하였음. 이를 위해 재발한 GBM 세포의 특성을 분자 수준에서 규명하여 유전적 발현 특성을 파악이 필요함. 재발성 교모세포종 오가노이드 모델을 통하여 GBM 완치를 위한 standard therapy을 확립하고자 함. □ 연구개발성과 - Triple mutant pluripotent stem cell (PSC) 제작 - WT PSC 와 triple mutant PSC을 이용하여 organoid 제작 및 표현형 검증 - 2D culture system을 통한 GBM like cell 들의 표현형 유지 검증 후 cell stock 생성 - GBM like cell 들에 temozolomide 처리 후 cell death 확인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. Temozolomide resistant GBM like cell 들의 특징 분석 - 2D에서 자라난 GBM like cell 들에 temozolomide treat 이후 resistance을 가지는 cell 들의 특징을 알아 볼 수 있을것으로 기대됨. - Temozolomide 에 resistant을 가진 환자들에 대한 치료에 도움을 줄것으로 기대됨. 2. RNA sequencing을 통한 GBM like cell 들이 주변의 정상세포에 미치는 영향 분석 - Glioblastoma stem like cell 들이 주변세포에 미치는 영향을 WT organoid을 활용하여 알아보고자 함. - GBM organoid 와 WT organoid fusion 이후 WT organoid 의 RNA sequencing을 통해서 DEG 분석을 하고자 함. - WT 세포들에 미치는 영향을 분석하여 이를 억제한다면 GBM 의 재발도 억제할 수 있을 것이라고 생각함. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 한진주
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 교모세포종;인간만능줄기세포;뇌 오가노이드;크리스퍼 유전자 편집기술; 2. Glioblastoma;Human pluripotent stem cell;Brain organoid;CRISPR-Cas9 genome editing technique;

□ 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;

□ 연구개요 ■ 한국인에서 위암은 수년간 발생빈도가 매우 높은 암으로, 최근 조기검진이 증가함으로써 5년 생존율은 증가하고 있지만, 민감도 및 특이도가 높은 조기 진단 바이오마커 개발의 부족으로 질병부담이 큰 암(암 환자 1인당 비용부담이 5위)으로 조기 마커 개발에 대한 연구가 시급함. 본 연구의 목표는 “대규모 코호트를 기반으로 위암 발생의 위험 요인을 파악하고, 위암 조기진단 바이오마커를 발굴하고자 함. 또한 유전체-혈청 마커를 통합한 한국인 위암 예측 모형 개발 및 검증을 통하여 실용화 연구의 기반을 수립하고자 함.” 연구목표 1. 대규모 장기추적 코호트 연구를 통해서 한국인 위암 발생 요인 발굴 연구목표 2. 유전체-혈청 마커 연계에 의한 바이오 마커 개발 및 검증. 연구목표 3. 한국인 위암의 유전역학적 예측 모형 개발 및 타당성 평가 □ 연구 목표대비 연구결과 1. 대규모 장기추적 코호트 연구를 통해서 한국인 위암 발생 요인 발굴 - 한국인 위암 유전인자 발굴은 기존 연구에서 알려진 유전좌위인 1번, 8번 크로모좀에 위치한 유전변이가 재현이 되었으며, 39개의 독립된 유전좌위가 발굴됨. - 위암 발생과 연관된 두 개 유전 좌위에 위치한 유전변이의 음주 및 흡연과 상호작용은 확인되지 않았음. 유전자가 맵핑된 유전자 셋트 분석에서 nuclear cyclin dependent protein kinase(CDK)과 관련된 gene set이 위암과 연관된 것을 확인함. 2. 유전체, 혈청 바이오 마커 연계에 의한 신규 마커 개발 및 검증 - 본 연구팀에서 위암 대사체와 관련해서 신규 5개의 마커를 발굴하였음. ROC 곡선을 통해 위암 예측력을 비교해 본 결과, 두 그룹 간 유의한 차이를 보이는 age, sex, γ-glutamyl transferase (GGT) 변수를 활용한 prediction model (AUC: 0.728)에 비해, L-carnitine, citric acid가 추가된 prediction model (AUC: 0.787)에서 위암 발병 예측 확률이 5.9% 높아짐을 확인하였음. 3. 한국인 위암 유전체, 마커 기반 예측 모형 개발 및 타당성 평가 - 위암의 전통적 역학 위험요인 보다 유전점수(GRS)를 포함한 위암 모델의 설명력이 증가하였음 (C index= 0.76). XGBoost, GBM 모델에서 높은 AUC(0.80)가 나타났으며, 특히 KNN의 경우 민감도(Sensitivity)와 특이도(specificity) 0.99와 0.87로 매우 높았음. 역학변수와 유전점수(GRS)를 함께 사용한 기계학습의 예측력이 전반적으로 높은 것으로 검증됨. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 연구 수행의 결과로 위암과 관련된 혈청 및 유전 바이오마커를 발굴하였으며, 이는 조기 위암의 진단 및 예측을 할 수 있는 근거 자료를 제시하는 큰 의미가 있음. • 위암은 유전 및 혈청 바이오마커가 서양인에서 호발하는 다른 암종과 달리 매우 제한적으로 발굴되므로, 본 바이오마커의 발굴은 한국인의 위암 예측 모형에 근거로 널리 활용될 것으로 기대됨. • 본 연구에서 발굴된 유전 대사체 바이오마커를 활용한 예측 모형은 위암 발병위험을 조기에 예측하고 관리하기 위한 도구로 활용되어, 위암으로 인한 질병 부담을 줄일 수 있는 근거 자료에 기여 할 것으로 사료됨. 또한, 국내에서는 대규모 코호트 자료를 이용한 조기 바이오마커의 개발을 활용함으로서 소화기암의 병인 기전들을 깊이 이해할 수 있을 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 지선하
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 위암;바이오마커;대사체;예측모형;유전변이; 2. Gastric cancer;biomarker;metabolite;prediction model;genetic variant;

Ⅳ. 연구개발결과 (1) 종양 악성화과정과 관련 면역세포 및 다양한 stromal cells (blood vessel 구성세포, 대식세포 및 fibroblast)에 의해 활성화되는 종양내 signal transduction 경로 확립 - 종양관련 다양한 stromal cells/면역세포에 의해 활성화되는 암세포내 signaling pathway 규명 (2) 종양 악성화과정을 발생시키는 ‘저산소관련 조절 인자‘와 ‘면역세포 및 stromal cells’간의 연관성 규명 - Stromal cells 혹은 대식세포에 의해 활성화되는 암세포의 HIF단백질 조절 기전 규명 (3) 방사선 조사에 의한 대식세포 유래 CXCL10이 대장항문암의 방사선 치료에 미치는 영향 연구 - 방사선 조사에 의해 증가되는 CXCL10의 생성 기전 규명 및 제어 (4) 대식세포주의 생화학/분자생물학적인 변화가 방사선 조사에 의한 IL-1beta, nitric oxide 생성에 미치는 영향 연구 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박문택
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 기질세포;탐식세포;악성화;전리방사선;신호전달경로;저산소; 2. Stromal cells;Macrophage;Malignancy;Ionizing Radiation;Signal transduction;Hypoxia;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 GloSea내 대기화학-에어로졸-구름-복사 상호작용 기술 개선 전체 내용 1) 기상청 기후예측 현업모델인 GloSea 에어로졸 배출량 개선 - 동아시아 지역에서 배출되는 Black Carbon (BC), Organic Carbon (OC), Sulfate, Nitrate, Ammonium, 해염입자 등의 1차 에어로졸 배출량 개선 - 동아시아 지역 2차 에어로졸 생성원인 NOx, SOx, NH3 배출량 개선 2) GloSea 내 대기 화학과정과 에어로졸 사이의 상호작용 모델링 기술 확보 - 전지구 Chemistry-transport model (CTM) 수준의 에어로졸 생성기작과 비교 - 대기 화학과정(대류권, 성층권)과 에어로졸 상호작용을 CTM 수준으로 강화 - 기체상 오염물질로부터 2차 에어로졸 생성⋅성장·소멸 과정 분석 3) GloSea 기반 에어로졸-구름 물리과정 분석 및 개선점 파악 - 에어로졸 생성, activation, 성장, 침적 과정에 대한 분석 - 에어로졸에 의한 대기 중 복사 효과(직접 효과) - 에어로졸-구름 상호작용에 의한 간접 효과 분석 4) 인위적 에어로졸 배출에 의한 계절내 규모(S2S) 예측 영향 실험체계의 구축 1차년도 목표 GloSea 화학-에어로졸 물리과정 분석 및 에어로졸 배출량 개선 내용 GloSea 저해상도 버전의 리눅스 클러스터 설치 전지구 화석연료, 생물연료, 바이오매스 연소 배출량 및 자연 배출량 자료 구축 동아시아 배출량 개선 2차년도 목표 GloSea 대기 화학과정과 에어로졸 사이의 상호작용 모델링 기술 확보 내용 대류권/성층권 광해리 및 대기화학 과정 개선점 파악 에어로졸 생성, activation, 성장, 침적 과정 개선점 파악 화학과정(대류권, 성층권)과 에어로졸 상호작용 수준 개선점 파악 3차년도 목표 GloSea 기반 화학-에어로졸-구름-대기복사 연동 물리과정 모델링 기술 확보 내용 에어로졸 activation scheme 및 구름 생성을 위한 CDNC 계산과정(CASIM)의 분석 에어로졸에 의한 대기 중 복사 효과(직접 효과) 개선점 파악 에어로졸-구름 상호작용에 의한 간접 효과인 강수량/복사수지/2차순환 분석 및 민감도 실험 연구개발성과 1) 국내외 학술 발표 2) 국내외 학술 논문 게재 3) 관련분야 전문가 양성 4) 소프트웨어 등록 5) 연구 성과 출원 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - GloSea 전지구기후예측시스템 내부의 화학-에어로졸-구름 상호작용에 대한 노하우 및 기초 기술 축적 - 동아시아 에어로졸에 의한 직접효과, 간접효과, 준직접효과의 정량화 연구를 위한 보다 진보된 툴 마련 - 인간활동에 의한 오염물질 배출 증가 및 자연재해(황사와 화산활동, 산불 등)에 의한 대기환경 변화와 기후변화 사이의 관계를 정량적으로 파악하는 도구 확보 - 화학-에어로졸-구름 상호작용 개선에 의한 계절 내 규모(S2S) 예측성 향상 (출처 : 요약문 6p)

• 연구책임자 : 윤대옥
• 주관연구기관 : 충북대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 대기 화학;에어로졸;계절내 예측;대기 복사;기상청 기후예측시스템; 2. atmospheric chemistry;aerosol;subseasonal forecast;atmospheric radiation;GloSea ;

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;

Ⅳ. 연구개발결과 1. 유전자 가위를 이용한 유전변이 유발 기술 개발 2. 차세대 염기서열 분석법과 생물 정보학을 이용하여 담도암의 유전체 분석 3. 담도암 환자 유래 정상 및 종양 오가노이드(organoid) 세포 주 구축 4. 방사선 처리 대장암 세포 유래 엑소좀의 전사체 분석과 특성 분석 5. 방사선 치료기전 규명을 위한 방사선 저항성 대장암 모델 개발 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 최시호
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 방사선;유전자 가위;종양 모델;오가노이드;엑소좀; 2. radiation;CRISPR-Cas9;tumor model;organoid;exosome;

□ 연구개요 ● NFAT5(Nuclear factor of activated T cells 5)는 Ton EBP라고도 알려져 있는 전사인자로, 최근에는 염증반응의 유도에 중요한 역할을 한다는 보고들이 발표되고 있음. 본 연구자는 신손상을 유도하는 동물 모델의 사구체에서 NFAT5의 발현이 증가함을 확인하였으며, 이에 NFAT5가 다양한 사구체 질환의 발생과 진행에 중요한 역할을 할 것이라 가정하였음. 현재까지 관련 보고가 없는 바, NFAT5가 사구체 질환의 치료법 개발에 새로운 표적이 될 수 있는 가능성을 발견함. ● 한편, Nano particle은 합성된 물성에 따라 조직-특이적인 전달이 가능하고, 특히, 신장 질환의 치료법으로써 매우 유용한 약물 전달체계가 될 수 있을 것으로 기대되고 있음. ● 따라서, 본 연구자는 이번 과제를 통하여, 사구체 내 NFTA5 제어를 목표로 신약후보 물질 발굴 및 Nano particle 합성을 통한 신장-선택적 약물 전달의 원천기술을 개발하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 ● DOCA/salt-induced hypertensive mouse, Col4a3^-/- mouse, I/R injury model, Unilateral ureteral obstruction model 등의 신장질환 모델을 확립하였으며, NFAT5의 발현을 확인함. ● Pdgfrb-CreER^T2, Yap flox, Taz flox, Lats1/2 flox, Rpl22-HA, Cx3cr1^gfp/gfp, Col4a3^-/- 등의 Mouse를 Jackson Lab.에서 구입하여, 가설검증에 필요한 분자생물학적인 준비를 완료함. ● Loss-of-function study로써, Cx3cr1^+/gfp vs. Cx3cr1^gfp/gfp mouse에서의 급성기 Phenotype에 뚜렷한 차이가 있음을 규명하여, I/R injury mouse model의 급성기 손상에 있어 Cx3cr1 유전자의 역할이 중요함을 발견함. ● Nanomicelle의 일종인 Hydrophobically-modified glycol chitosan (HGC)을 이용하여 신장-특이적 약물 전달 가능성을 확인하였으며, Col4a3^-/- mouse에서 치료적 효과를 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ● NFAT5를 표적으로 하는 신장 질환 치료법은 연구된 바가 전무하기 때문에, 본연구가 진행되면, 연구 결과를 바탕으로 한 수많은 후속 연구들이 파생되어 진행될 수 있을 것으로 기대됨.. ● 신약개발과정에서 발생하는 특허 비용이 국외로 유출되는 것을 예방할 수 있을 것으로 판단됨. NFAT5를 표적으로 하는 치료제는 현재까지 연구된 바가 없으므로, 본 연구결과를 바탕으로 신약개발을 위한 원천기술을 확보할 수 있을 것으로 기대되며, 궁극적으로 국가 경제에 기여할 수 있을 것으로 예상됨.. ● Nano particle을 약물 전달체로 이용하여 의약품으로 개발한다면 임상으로의 실용화가 상대적으로 용이할 것으로 기대되므로, 본 연구과제의 성과가 단지 기초연구에 그치지 않고 사업화를 통해 수익 창출이 가능할 것으로 예측됨. 또한, 본연구에 사용된 모델을 이용하거나 추가 개발하여 다른 유전자와 약재 관련된 연구 및 다른 장기의 질환 연구에 응용할 수 있어 다른 후속 연구로 다양하게 발전시킬 수 있을 것으로 예상됨. ● 만성 신질환으로 인한 사회/경제적 부담이 증가하고 있으며, 이는 고령화 사회로의 진입과 함께 더 가속화 될 것으로 생각됨. 본 연구과제 성과에 기반한 치료기술의 개발을 통해 만성 신질환 치료의 새로운 장을 열어, 국민보건복지 수준의 향상에 기여할 것으로 예상됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 서상헌
• 주관연구기관 : 전남대학교병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 사구체;신장질환;신약개발;나노 입자; 2. NFAT5;Glomerulus;Kidney disease;Drug discovery;Nano particle;

□ 연구개요 우리나라 폐암 CT검진 대상자 선정 기준은 NLST의 대상자 선정 기준과 유사함. 그러나 이 대상자 선정 기준은 ‘나이와 흡연력’ 두 가지만을 고려하는 단순한 기준으로, 개개인을 대상으로 하는 예측모델보다 폐암 발생에 대한 민감도와 특이도가 떨어지며, 다수의 음성 폐암 검진(negative screen)과 위양성 폐암 검진이 발생할 가능성이 있음. 따라서 본 연구는 흉부엑스레이와 임상정보를 이용해 폐암 발생을 높은 정확도로 예측하는 페암 CT검진 대상자 선별 모델의 개발과 검증을 목적으로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. NLST 폐암 검진 영상 데이터베이스 구축 3천례의 NLST 영상 데이터, 텍스트 데이터를 구조화. 2. 국내 대학병원 폐암 검진 데이터베이스 구축 흉부엑스레이 폐기종 예측모델의 외부 검증을 위해 3개의 데이터셋을 마련하였음. 그 중 1개는 미국 PLCO trial에서 수집된 임상 및 영상 자료이며. 나머지 2개는 국내 대학병원 건강검진센터에서 수집함. 3. 임상정보 기반 폐암 검진 대상자 선별 모델 개발 및 검증 “age, sex, smoking status, pack year, race, family history of lung cancer, past history of malignancy other than lung cancer, body mass index”와 같은 임상 변수들을 input variable로 활용하여 머신러닝 모델을 훈련하고 내부 검증함. 4. 흉부엑스레이 기반 폐기종 예측 모델 개발 및 검증 대학병원에서(single tertiary referral center) 3개월 이내 chest PA와 chest CT(standard radiation dose)를 함께 시행한 환자 약 1000명으로 이뤄진 데이터셋을 구축. CT에서 %LAA-950 (emphysema index) 계산 후, 이를 label로 하는 딥러닝 모델(U-net)을 개발함. CT 기준 10% 이상 폐기종에(ground truth) 대해 AUC 0.95 (95% CI: 0.91, 1.00) 달성. CT 기준 5% 이상 폐기종에 대해 AUC 0.90 (95% CI: 0.85, 0.95) 달성. 5. 임상위험인자와 흉부엑스레이 기반 폐기종 예측 모델 결과를 활용한 통합적 앙상블 모델 개발 폐암 발생 예측모델은 USPSTF 권고안보다 높은 성능을 보임 (AUC, 0.74 vs. 0.57). 특히 비슷한 수준의 특이도에서(48.4% vs. 53.1%) 비교했을 때, 더 높은 민감도를 보임 (80.4% vs. 60.7%). 6. 한국인 폐암 검진 대상자를 활용하여 모델 외부 검증 기개발된 폐 암발생 예측모델을(CXR-LC) 외부 검증함. 현행 검진자 선별안에 모델을 추가로 적용하면 missed lung cancer를 최소화하는 동시에 true-negative screen을 줄여 CT검진의 효율을 높일 수 있음. USPSTF-eligible CT screening candidate 에서 폐암발생 예측모델 기반으로 저위험군을 검진에서 제외할 경우, 0.2%의 missed lung cancer 수준에서 10% 가량의 불필요한 CT검진을 줄일 수 있음(45.1% vs. 35.8%). □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1. 폐암 CT검진은 대상자의 참여도가 낮은 검진 사업임. 개발된 폐암 발생 예측모델을 병원 EMR/HIS에 통합시켜 폐암 CT검진 대상자를 자동으로 추천할 수 있도록 활용 가능. 2. 한국인 대상의 검진 대상자 예측모델을 활용해 지역사회 검진에 활용. 3. 향후 검진 정책 수립에 예측모델을 활용할 수 있도록 근거 마련. 4. 예측모델에 대한 전향적 연구 수행에 대한 근거 마련. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김형진
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 인공지능;폐암;흉부엑스레이;폐기종;검진; 2. artificial intelligence;lung cancer;chest radiograph;emphysema;screening;