□ 연구개요 참굴의 주된 에너지원으로 사용되고 있는 글리코겐의 저장과 이용에 관계하는 일련의 에너지 대사 과정을 통하여 생식소의 발달과 배우자형성에 관여하는 단백질에 의한 성숙 관련 단백질의 신호전달을 탐색하고자 한다. 이를 통해 산란 후 급격한 폐사율의 원인을 규명하고 지속적인 성장과 성숙을 유도하기 위한 기술을 확보하여 국내 참굴 생산의 안정성에 기여하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 (1) 참굴의 성장과 성숙에 사용되는 에너지원 경로 분석 ◦ 참굴의 조직별 글리코겐 함량 분석 및 glycogen synthase kinase 3 (GSK3) 변화량을 in situ hybridzation 방법으로 조사함 ◦ GSK3의 활성화에 영향을 미치는 insulin-like growth factor (IGF)의 신호전달경로를 통하여 에너지 대사와의 관련성 확인함 ◦ 참굴의 번식에 사용되는 에너지원 경로 확인을 위해 생식주기를 통하여 주기별 생식소 채취하여 Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)의 전사량 확인함 (2) 참굴의 성숙 관련 유용 단백질의 분리와 동정 및 성숙관련 gene의 발현 분석 ① 참굴의 성숙 관련 유용 단백질의 분리와 동정 ◦ 난소 내 growth differentiation factor 9 (Gdf9)의 존재 여부 확인함 ◦ 암수 생식소를 채취하여 SDS-PAGE 실시 및 MALDI-TOF MS/MS를 이용한 질량 분석 수행 후 database를 기반으로 기존에 규명된 단백질 서열과 비교·분석함 ② 성숙 gene의 발현 분석 ◦ 참굴의 생식소 내, 성 성숙관련 specific marker인 oyster vasa-like gene과 Dmrt1 gene의 발현 유무 및 발현량 확인함 ◦ 성 결정에 중요한 역할을 하는 SRY 발현 및 관련 유전자인 Fog2, Gadd45γ, Map3k4, Cbx2, IGF-I receptor gene의 발현 유무 및 발현량 확인함 ◦ 수컷의 초기 성 성숙에 관여할 것으로 예상되는 Sox9, Emx2, Fgf9, Dmrt1 gene의 발현 유무 및 발현량 확인함 ◦ 참굴 암컷의 초기 성 성숙에 관여할 것으로 예상되는 Nr5a1, Wnt4, β-catenin, Rspo1, Foxl2, dDax1 gene의 발현 유무 및 발현량 확인함 (3) 참굴의 성숙 관련 단백질의 신호전달 탐색 ◦ Gata4/Wt1/Lhx9/Sf1 발현을 조사함 ◦ Wnt/β-catenin 발현을 조사함 ◦ p-c-Src/JAK/STAT 발현을 조사함 ◦ EGFR-ERK 1/2 signaling 조사함 ◦ Vtg와 IGFs signaling 조사함 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◦ 참굴의 지속적인 성장과 성숙이 가능할 수 있도록 환경을 제어할 수 있는 요인 제시 ◦ 성숙 관련 특정 유전자의 발현은 주된 산란 시기를 예견하는데 활용 ◦ 참굴의 번식 관련 단백질에 대한 database를 구축함으로써 국내외 조개류 유래 기능성 단백질의 학술 및 산업적 활용 가능성 제시 ◦ 조개류의 난질을 향상시키기 위한 기초자료로 활용 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 최윤희
• 주관연구기관 : 부경대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 참굴;성장;성숙;생식소;신호전달; 2. Pacific oyster;Growth;Maturation;Gonad;Signal pathway;

□ 연구개요 이 연구는 FinFET을 대체하기 위해 개발 중인 Nanosheet FET의 방사선에 의한 열화 연구 진행함. 나아가 방사선에 의한 Nanosheet FET SRAM 회로 성능 저하에 대한 현상을 관찰함. Device의 aggressive scaling down으로 소자 내 채널 부피가 defect cluster의 부피와 유사할 만큼 감소하면서 cosmic rays에 의한 방사선 효과는 우주 환경뿐만 아니라 지상 환경에서도 무시할 수 없음. 전산모사 (TCAD simulation)를 통해 변위결함에 의한 로직 반도체의 DC 특성 열화를 연구하고, 소자내 영구적인 손상을 최소화할 수 있는 최적의 내방사선 소자 구조를 개발함. □ 연구 목표대비 연구결과 1차 연도에서, carrier의 양자 현상을 근사적으로 고려한 Modified Local Density Approximation (MLDA) 모델로 nanosheet FET에서 displacement defect에 의한 DC 특성 열화에 관해 연구를 진행함. 2차 연도에서는 정확한 carrier의 양자 물리 현상을 고려하기 위해 silicon sub-band structure 및 3D schrodinger equation에 대한 이론을 정확히 반영할 수 있는 Tool (Synopsys QTX)을 도입하여 Nanosheet FET에서의 displacement defect issue에 대해 연구를 진행함. 3차 연도 목표인, Nanosheet FET 소자에 대한 연구 결과를 기반으로, 회로 레벨 (SRAM)에서의 displacement defect에 의한 operation static noise margin 열화 연구를 진행함. 내방사선 SRAM 회로 구현을 위해 3nm node Nanosheet FET 6T SRAM에 우주방사선에 의해 발생한 displacement defect이 미치는 영향을 종합적으로 연구함. 방사선의 변동성을 고려하여 종합적으로 연구함. TCAD 시뮬레이션을 사용하여 다양한 device parameter 및 defect cluster condition을 split 함. Read static noise margin (RSNM) 감소율은 displacement defect cluster의 단면적이 직사각형인 경우 및 pull-down1(PD1) 트랜지스터에 있을 때 19 %로 가장 높음. 시트의 모양이 NS와 NW인 경우를 비교했을 때 NS에서 2.3 % 더 낮은 RSNM 열화를 보임. 최악의 조건(직사각형 단면적 displacement defect cluster, 손상된 PD1 트랜지스터, NW structure)에서 S/D 언더랩 구조가 S/D 오버랩 구조보다 3.7% 낮은 RSNM 열화를 보임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 이전까지 국내외에서 Nanosheet FET 6T SRAM의 방사선에 의한 변위결함의 영향은 연구된 바가 없음. 본 연구 결과를 통해 반도체의 지속적인 공정 미세화로 인해 컴퓨터, 자동차, 스마트폰, 인공위성뿐만 아니라 양자컴퓨터, 데이터 센터 등 다양한 산업에서 널리 사용될 차세대 Logic 반도체의 신뢰성을 높일 수 있음. 내방사선 Nanosheet FET 6T SRAM 소자 구조 개발 연구를 통해 고신뢰성이 요구되는 우주·항공 분야의 통신위성, 원격탐사 위성, 항법위성, 위성 탑재 컴퓨터에 유용할 것으로기대됨. 본 연구는 민간 주도의 상용화 시대에 발맞춰 저비용의 내방사선 IC를 가능하게 함. 반도체의 고성능화 및 고집적에 따른 신뢰성 시장의 수요가 확대됨에 따라 파운드리, 팹리스, 반도체 장비 제조사 등 글로벌 고객 유치가 가능함. 제품 신뢰성의 공신력을 확보하기 위해 외국의 제3기관에 의존하고 있는 실정에서 벗어나 시간 및 비용을 절약할 수 있음. 방사선에 취약한 반도체 회로 위치를 물리적 해석을 통해 분석할 수 있는 반도체 미래 인재 육성이 가능함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김정식
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 나노시트 SRAM;변위결함;방사선;고신뢰성;전산모사; 2. Nanosheet SRAM;displacement defect;radiation;high reliability;TCAD simulation;

연구개요 본 연구는 딥러닝을 이용하여 방사선치료 시 정확한 전자밀도에 의한 선량계산에 영향을 줄 수 있는 금속영상왜곡 저감을 위한 기술을 개발하고 맞춤형 팬톰을 제작하여 적응형 방사선치료에 개발된 기술의 임상적용 가능성을 평가하고자 함. 결론적으로 기존 상용화된 알고리듬 대비하여 딥러닝 기술을 접목한 경우 선량학적 측면에서 더욱 정확한 결과를 확인할 수 있었으며, 추가적으로 영상왜곡에 의해 정상조직 및 종양의 컨투어링 정확성 향상을 기대할 수 있음. 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 방사선치료 적용을 위한 인공지능 기반 금속 영상왜곡 저감 알고리듬 및 검증 기술을 개발하고, 이를 위해 방사선량 측정을 통한 검증을 위해 금속 영상왜곡을 발생 시킬 수 있는 인체모사 팬톰을 제작하여 개발된 알고리듬의 방사선치료 적용 시 우수성을 평가함. 인공지능 기반 금속 영상왜곡 저감기술을 이용한 방사선치료 적용기술은 다양한 연구에서 제시되었으나, 감소된 금속영상왜곡에 의한 선량계산의 정확도를 측정을 통해 검증한 연구는 전무한 실정임. 1차년도에서 딥러닝 알고리듬 중 가장 범용적으로 활용되는 fully convolutional network기반 알고리듬을 개선한 U-net 기반의 알고리듬을 구축하였고, 이러한 알고리듬을 이용하여 데이터 보간 및 재생에 따른 해부학적 구조의 왜곡 및 흐림 현상을 해결할 수 있었음. 딥러닝 기반 알고리듬을 이용한 영상 분석을 위해 normalized root mean square error (NRMSE)를 측정한 결과 금속영상왜곡을 적용하지 않은 영상 대비 58.29%, 기존 상용화된 금속영상왜곡기술저감 기술 대비 12.03%로 금속영상물에 의한 오차 감소를 확인함. 2차년도의 경우, 최근 임플란트 및 치아보형물에 의해 발생되는 환자 수 증가에 따라 두경부를 모사하는 팬톰 제작을 완료 하였으며, 금속 영상왜곡을 발생 시킬 수 있는 금속 치아 및 정상 치아를 따로 설계하여 원하는 위치에 금속영상왜곡이 발생시킬 수 있는 환경을 조성함. 더불어 실제 방사선량 측정이 가능하도록 필름과 유리선량계가 삽입 가능하도록 만들어져 실제 치료 계획된 선량을 측정을 통해 비교가 가능함. 재구성된 알고리듬의 평가를 위해 실제 측정된 선량평가를 위해, 선량분포에 대해 계산된 값과 측정된 값의 감마분석을 이용하여 비교하였음. 치료 계획은 현재 방사선종양학과에서 가장 주로 사용되는 volumetric modulated arc therapy (VMAT)을 이용하여 치료계획을 수립하였고, 감마 분석을 위해 2%, 2mm의 tolerance와 10% threshold를 적용하여 비교를 수행함. 제안한 방법과 MAR이 적용되지 않은 영상에서의 passing rate 값은 99.5%, 상용화된 O-MAR 방법과 MAR이 적용되지 않은 영상의 passing rate는 99.6%, 제안된 MAR 방법과 OMAR사이의 gamma passing rate는 99.9%로 거의 유사한 선량분포를 확인하였음. 그러나 금속으로 인해 planning target volume (PTV) 내 선량 차이가 있음을 확인하였고, Gamma image 내에서도 그 차이를 최대 7.9%까지 확인할 수 있었고, 제안된 방법을 사용한 경우 최대 약 3%의 차이를 확인하여 약 50%의 개선효과를 확인함. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 제안된 금속영상왜곡 저감 기술은 영상에서의 개선뿐만 아니라 선량학적 관점에서도 상용화된 금속영상왜곡 방법과 비교하여 거의 유사하거나 우수한 성능을 보여주었으며, 추후 임상 적용에 충분한 가치가 있다고 판단됨. 특히 영상에서의 개선을 통해 정확한 PTV와 주변 정상조직의 컨투어를 이룰 수 있으며, 개선된 전자밀도 정확성을 통해 선량계산의 정확성 역시 향상되는 결과를 확인할 수 있었음. 더불어, 제안된 선량측정용 팬톰은 선량분포 및 절대선량 측정이 가능하도록 설계되어 직접적인 선량측정이 가능한 장점을 바탕으로 앞으로 제시될 금속영상왜곡 저감기술의 성능 검증을 위한 객관적인 지표를 제시할 수 있음. 결론적으로 방사선치료의 정확성과 안정성에 기여할 수 있어 환자에게 신뢰성 있고 질 높은 의료서비스 제공이 가능함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 강성희
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 금속영상왜곡 저감;딥러닝;방사선치료;치료계획;방사선량 측정; 2. metal artifact reduction;Deep learning;radiation therapy;treatment planning;Dose measurement;

□ 연구개요 ■ 인체 면역체계를 구성하는 다양한 면역세포들 (대식세포, T세포, 수지상세포 등) 은 각각의 분화 과정을 거친 후 신체의 모든 부위에서 각 세포 종에 특이적인 면역반응을 통해 체내 항상성을 유지하는데, 면역시스템의 오작동은 암, 비만, 심뇌질환을 포함하는 다양한 질병의 원인으로 밝혀지고 있음. ■ 지금까지 생체 기능은 화학적 자극에 의한 반응 기재를 바탕으로 이해되었고, 인간의 질병을 비롯한 비정상적인 거동도 생화학을 기반으로 한 면역학에 의해 해석되었으나, 면역 세포와 이들 주변 미세 환경의 물리적 요인에 대한 세포 수준의 인식 및 반응 기작을 규명하는데는 한계가 있음. ■ 최근 정통 생물학의 접근법을 벗어나 세포와 외부 환경, 세포 소기관들 사이의 물리적 상호 작용에 대해 연구하는 학문분야인 기계생물학이 대두됨에 따라, 세포가 주변 미세 환경의 물리적 특성을 인지하고, 신호 전달을 통해 주변 환경 변화에 대한 끊임없는 적응 기작이 가능함이 밝혀지고 있음. ■ 세포의 물리적 환경 인식 및 대응 프로그램의 장애는 죽상동맥경화증, 비만, 암 전이와 같은 다양한 질병의 진행과 강한 연관성이 있을 것으로 추정되며, 이러한 세포의 주변 환경 인식과 관련된 분자 메커니즘 사이의 상호작용을 이해하면 그 치료법을 찾는데 활용할 수 있을 것으로 기대됨. ■ 따라서 본 연구에서는 질병이 발생하는 조직 내 물리적 미세환경과 면역세포에 의한 면역반응간의 상관관계를 이해함으로써 조직 및 질병 특이적인 면역세포의 물리적 신호 전달 체계를 규명하고, 나아가 이를 통해 면역시스템을 새롭게 정의하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구의 최종 목표인 면역세포와 물리적 환경 간의 상호작용에 따른 면역 조절 메커니즘 규명을 위하여, 면역세포 메카노센싱에 의한 면역 반응 차이 (1차년도), 면역세포-세포외기질 간 역학적 상호작용 (2차년도), 면역세포의 기계적 자극 전달 (3차년도) 및 세포핵 동역학에 의한 면역반응 조절 (4차년도)을 연구함. ■ 연구기간 내 효율적인 연구 목표 달성을 위하여 매년 핵심 연구 주제에 집중하여 다음과 같은 연구 성과를 창출하였음. ■ (1차년도): 면역세포 표현형 분석을 위한 대용량 이미징 분석 기술 개발, 면역 반응에 따른 면역세포 (대식세포)의 세포 골격 구조와 기능 간의 상관 관계 규명, 고분자 하이드로젤로 조절한 세포 외부 물리적 환경 변화에 따른 면역세포 면역 반응 (M2) 조절 유도 조건 확립 및 정량 분석 기술 최적화. ■ (2차년도): 대식세포의 인테그린에 적용 가능한 DNA기반 단분자 결합력 제어 센서를 개발, 세포와 기질 간의 단분자 수준의 미세한 결합력 차이를 확인. ■ (3차년도): 면역세포에 적용 가능한 기계적 자극 인가를 위해 대식세포가 부착하여 퍼지는 정도를 조절할 수 있는 마이크로패턴을 디자인함. 대식세포의 퍼짐 정도에 따른 세포핵의 장력 변화와 이에 따른 세포 골격의 구조적 변화가 및 M2 특이적 면역 반응 조절을 확인함. ■ (4차년도): 단순 세포 골격 변화 또는 마이크로패터닝에 의한 세포전체의 장력 변화 유도로부터 면역세포의 기계적 자극에 따른 핵의 구조적 변이가 M2 면역 반응 조절의 핵심 인자 임을 확인하였고, 나아가 핵공을 통한 M2 특이적 전사인자인 STAT6의 전송 속도 차이가 핵내 신호 전달의 핵심 경로임을 규명함. ■ 본 연구를 통해 당초 계획한 정량적 연구 성과 목표를 달성하였고 (국제학술지 >10, 특허 >4), 특히 JCR 분야별 순위 1위 저널에 두 편의 논문을 게재 완료함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 가. 학문적 측면 ■ 물리학과 생명과학의 학제간 융합, 공학자와 자연과학자의 협업을 통해, 전통적인 연구 방법의 틀을 깨고 인간 질병에 대한 새로운 시각으로 새로운 이론을 정립. ■ 융합 연구를 통해 면역학 연구의 방법론을 확장시켜 면역-기계생물학이라는 새로운 학문의 장을개척하고, 생명공학 기반 기술로 활용할 수 있음. 이는 면역 반응 활성에 의한 질병 치료와 같은 실질적인 후속 연구에 파급력을 가짐 나. 경제적-산업적 측면 ■ 본 연구는 새로운 면역 조절 경로를 발굴하는 것으로 병리적 현상에 대한 이해를 넓히고 임상에 적용 가능한 약학적 타겟 선정 및 치료법 개발에 기여함. ■ 국내 의료, 제약 산업 및 특허 시장의 증진과 함께, 의료 선진국으로서의 국가 이미지 제고 및 미래원천기술 확보 등 경제적·산업적 파급 효과가 기대됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김동휘
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 기계생물학;물리적환경감지;면역계;세포핵 동역학;단분자력센서; 2. Mechano-biology;Mechano-sensation;Immune system;Nuclear dynamics;Single molecular force sensor;

□ 연구개요 뼈스캔은 임상에서 자주 시행하는 영상으로, 뼈전이가 의심되는 암 환자, 골종양 환자, 외상 병력이 있는 환자 등의 평가에 매우 유용한 검사이나, 뼈스캔 촬영을 위해서는 방사성의약품 주사 후 약 4 시간의 대기시간이 소요되어 환자가 겪는 불편함이 큼. 이 연구에서는 딥러닝 알고리즘을 뼈스캔에 활용하여 저화질의 초기영상을 고화질로 개선시키는 기술을 개발함. 따라서 영상의 질을 유지하면서 뼈스캔 소요시간을 단축시켜 뼈스캔 워크플로우를 개선함. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 뼈스캔 리지스트리 구축 - 2019년 9월부터 2022년 7월까지 본원에서 시행한 총 25,662 건의 뼈스캔을 수집함. - 뼈스캔 영상 질을 평가할 수 있는 간단한 파라미터인 femur-to-thigh ratio를 빅데이터에서 수집하고, 평균, 표준편차 등을 분석함. - 뼈스캔 자료에서 주사 후 대기시간, 환자의 성별, 연령, 진단명, 외상력 등을 수집함. - 이러한 데이터는 향후 뼈스캔 활용 연구에 기본 자료로 사용할 수 있음. 2) 인공지능을 이용한 뼈스캔 화질 개선 기술 개발 - 뼈스캔에서 화질 개선을 위한 인공지능 연구는 현재까지 보고가 없음. - 초기 영상과 지연 영상의 방사성동위원소 분포 차이를 모델링하기 위해 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network, GAN)을 사용함. - 여러 적대적 생성 신경망의 종류 중 최근 발표된 연구인 Contrastive learning Unpaired Translation (CUT)을 이용하여 초기 뼈스캔 영상에서 새롭게 생성된 뼈스캔 영상을 얻었음. - 생성된 뼈스캔 영상은 임상에서 사용할 수 있을 정도의 영상 질을 보여줌. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 뼈스캔에서 실제 초기영상을 얻어 영상의 질을 개선하는 딥러닝 연구는 현재까지 국내외에서 보고된 바가 없으므로 주요 상위 저널에 논문을 발표할 예정임. - 실제 임상에서 사용된다면 뼈스캔 대기 시간 단축으로 환자 만족도가 향상됨. - 핵의학과 감마카메라 회전율을 높여 뼈스캔 검사 건수를 증가시킬 수 있으며, 응급 검사 및 추가 검사를 진행할 수 있음. - 딥러닝으로 뼈스캔 영상 질이 개선되므로 환자에게 투여하는 방사성의약품의 용량을 줄일 수 있으므로 환자의 방사선 피폭량을 감소시키는 효과가 있음. - 다양한 핵의학 감마카메라 영상에 적용해볼 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이수진
• 주관연구기관 : 아주대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 핵의학;뼈스캔;인공지능;딥러닝;화질; 2. Nuclear medicine;bone scan;artificial intelligence;deep learning;image resolution;

□ 연구개요 본 연구의 목표는 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구와 항산화제인 라말린 유도체로 피부 편평 세포암의 새로운 치료제의 개발하는 데 있다. 현재 국내에서는 피부암에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 반면 피부암 유병율이 높은 미국과 유럽 나라에서는 피부암에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 현재 피부암의 치료는 수술적 치료가 대부분이며, 수술적 치료를 할 수 없는 경우나 다발성 병변의 경우 사용할수 있는 다른 치료제가 없다 특히 전암병변의 경우, 다수의 피부암을 가진 경우, 크기 가너무 커서 바로 수술이 어려운 경우 새로운 치료제를 통해 수술 범위를 줄이고 조기에 피부암을 효과적으로 치료할 새로운 치료법 개발이 필요하다. 본 연구에서 한국인 피부암 검체를 이용해 피부 편평세포암의 유전자 변이를 조사하였다. 이 결과 regulation of mitotic cell cycle and nuclear division, morphogenesis of an epithelium, cell-cell adhesion via plasma-membrane adhesion molecules pathway에서 의미있는 변이들을 확인하였고, 각각의 기전에 유의미한 유전자 변이들을 분석하였다. 피부암을 치료하는 새로운 후보 물질로 라말린 유도체를 처리한 결과 편평세포암의 증식이 억제되었고, 반면 정상각질세포는 억제하지 않음을 확인하였다. 이 물질의 안전성을 확인하였으며 피부 편평세포암의 apoptosis 세포 사멸은 증가시키고, cell cycle arrest를 증가시키고, cell adhesion 세포 부착에 변화를 주었며, NF-kB pathway를 억제시킴을 확인하였다. 또한, 피부 편평세포암 마우스 모델을 이용하여 라말린 유도체가 피부편평세포암의 증식을 억제하고, 세포사멸을 증가시킴을 확인하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구자는 1차, 2차, 3차년도에 각각 계획한 in vitro, in vivo, gene study를 모두 목표한대로 진행하고 결과를 얻었다. 현재 연구결과는 논문에 투고하였고 리뷰에 대한 revision 중이며, 특허신청 과정 중에 있다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 한국인 피부 편평세포암의 유전체 연구 결과를 얻을 수 있으며 발생 기전을 이해하고 새로운 결과를 얻을 수 있었다. 피부편평세포암의 새로운 치료제로 라말린 유도체를 실험하였고, 치료효과와 안전성을 확인함으로서 새로운 치료제의 개발을 기대할 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변지원
• 주관연구기관 : 인하대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 피부 편평세포암;항산화제;차세대 염기서열분석; 2. Cutaneous squamous cell carcinoma;Antioxidant;Next generation sequencing;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김준영
• 주관연구기관 : (주)에네스지
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 비파괴검사;등가열부하;지능형 보상;디지털 신호처리;자동화 탐상; 2. Nondestructive testing;Equivalent heat transfer;Smart compensation;Digital signal processing;Automated inspection;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 원전 운영조직, 규제조직, 행정조직의 안전문화 평가 및 환류기술과 운전/작업자 인적오류 근본원인분석 방법론 개발 ◼ 전체 내용 1. 현장 원자력안전문화 평가절차 개선을 위한 안전문화 평가시스템 실태 분석 및 개선점 도출 ❍ 안전문화 평가 및 환류시스템 실태조사 및 분석 - 국내 원전 운영자의 안전문화 측정 및 평가 실태조사 - 규제기관의 안전문화 규제 요건/지침 조사 - 사건(사고·고장)기록의 안전문화 관점 분석 방법 조사 - 안전문화 선행연구 조사 및 측정방법 사례 분석 - 원전 안전문화 평가관련 국내외 연구 및 적용사례 조사 - 타 분야 안전문화 접근방법 및 사례 조사 - 원전 안전문화 강화를 위한 근본 원인 점검 및 환류를 위한 개선 전략 도출 ❍ 안전문화 평가시스템 개선 - 원전 사고·고장 사례 중 안전문화 관점 원인분석 및 DB 구축 - 원전 안전문화 평가방법 개발 - 원자력 안전문화/안전운영 증진을 위한 전문가 협의체 교류활동 2. 안전문화 환류방법 개선을 위한 한국형 평가절차 및 방법론 개발 ❍ 우리나라 환경에 적합한 안전문화 평가방법 정립 및 국내 원전 대상 시범 적용 및 개선 ❍ 원자력 안전문화 사건조사 지침 개선/개발 ◼ 1단계(2020.04.01 ~ 2021.12.31) ❏ 목표 안전문화 평가시스템의 객관화 및 체계화 ❏ 내용 ❍ 안전문화 평가시스템의 객관화 ① 원전 안전문화에 관한 측정 및 평가시스템 조사 및 분석 • 국내 원전 운영자의 안전문화 측정 및 평가 실태조사 • 규제기관의 안전문화 규제 요건/지침 조사 • 사고·고장기록의 안전문화 관점 분석방법 조사 및 시범적용 ② 원전 안전문화 평가에 관한 선행연구자료 조사 및 분석 • 안전문화 선행연구 조사 및 측정방법 사례 분석 • 원전 안전문화 평가관련 국내외 연구 및 적용사례 조사 • 타 분야 안전문화 접근방법 및 사례 조사 ① 원전 안전문화 강화를 위한 근본 원인 점검 및 환류를 위한 개선 전략 도출 ③ 원자력 안전문화/운전운영 증진을 위한 전문가 협의체 구성 ④ 연차성과 발표 및 보고서 작성 ❍ 안전문화 평가시스템의 체계화 ① 원전 사고·고장 사례의 안전문화 관점 원인 분석 및 DB 구축 • 국내 및 국외 사고·고장 데이터 추출 • 안전문화 인자기반 원인 분석방법 수립 ② 원전 안전문화 평가방법 개발 • 안전문화 안전성 영향 직접인자 (인적오류 포함) 중요도 분석 • 안전문화 안전성 영향 간접인자 중요도 분석 • 안전문화 평가 인자별 중요도 인식 조사 및 분석 • 국내 환경 기반 안전문화 평가방법 및 평가기준 수립 (중요도 매트릭스 설정 등) ③ 원자력 안전문화/안전운영 증진을 위한 전문가 협의체 교류활동 • 규제기관, 사업기관, 연구기관 전문가 및 타 분야 전문가 협의체 운영 (전문가회의, 워크샵 등 개최) ④ 연차성과 발표 및 보고서 작성 ◼ 2단계(2022.01.01. ~ 2022.12.31) ❏ 목표 한국형 안전문화 평가 및 환류방법 정립 ❏ 내용 ① 우리나라 환경에 적합한 안전문화 평가방법 정립 및 국내 원전 대상 시범 적용 및 개선 • 전문가 자문단(TFT) 구성 현장 시범적용 및 필요시 개선 • 향후 실제 적용을 위한 방안 (제도개선 등) 수립 ② 안전문화 인자요인 사고·고장 조사지침 개선/개발 • 현행 사건조사 체계의 보완사항 도출 및 개선방안 수립 • 실무 적용을 위한 방안 (제도개선 등) 수립 ③ 최종성과 발표 및 최종 보고서 작성 □ 연구개발성과 ❍ SCI(E)급 논문 게재: - (1단계) 국외 SCI급 논문 2건 - (2단계) 국외 SCI급 논문 2건 (2건 중 1건 제출) ❍ 국내외 학술대회 논문발표: - (1단계) 국내/외 학술대회 논문발표 6건 (KNS 4건, ESK 1건, ANS 1건) - (2단계) 국내/외 학술대회 논문발표 5건 (국내 2건, 국외 3건) ❍ 보고서 발간: - (1단계) 안전기술보고서(N-STAR) 4건 • 원자력 안전문화 측정 및 평가 연구에 대한 동향 분석 • 원자력 안전문화 특성요소의 난이도: 안전문화 난이도 정량화 방법 • 원자력 안전문화 심층분석 도구: F-D 매트릭스 • 사회관계망분석을 이용한 사건/고장의 안전문화 취약 전조요소 평가 - (2단계) 안전기술보고서(N-STAR) 2건 • 안전문화 환류를 위한 안전 정보의 수집 및 활용: 잠재오류에 대한 재조명 • 안전문화 특성요소 난이도 평가방법론 개발 ❍ 정책 활용: 국내 원전 안전문화 증진 및 인적오류 저감을 위한 규제기관의 심사검사 시 활용 ❍ 다양한 기관의 전문가 협의체 운영을 통한 안전문화 중요성 공감대 형성 ❍ 원전의 종합적인 안전점검과 문제해결을 위한 수행능력 함양의 근거가 되는 안전문화 증진 시스템의 객관화 및 체계성 확보 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ❍ 활용방안 • 안전 목표 달성 수준실태를 측정하여 안전문화 증진을 위한 방향을 제시 • 규제기관의 안전문화 평가기술지침으로 활용가능 • 현장의 안전문화 평가를 점검하는 절차 및 방법 개선방안과 안전문화 평가 요소에 적용할 수 있는 정책 및 안전관리 개선방안의 근거로 활용 가능 ❍ 기대효과 • 원전의 종합적인 안전점검과 문제해결을 수행할 능력함양의 근거가 되는 안전문화 증진시스템의 객관화와 체계성이 확보에 기여함. • 국제표준의 기술기준과 국내 실정에 부합하는 안전문화 정착에 기여함. • 원자력발전의 안전문화 강화를 위한 근본 원인 점검과 환류 시스템의 보완에 기여함. • 규제기관의 안전문화 평가 기술지침으로 활용함으로써 국내 실정에 부합하는 안전문화 평가방법 개선에 기여함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 안상준
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 안전문화;차등적 접근;원자력 규제감독;인적·조직적 요인;종합평가; 2. Safety culture;Graded Approach;Nuclear Regulatory Oversight;Human and Organizational factors;Comprehensive evaluation;

□ 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 본 연구에서는 높은 광발광 양자수율, 좁은 반치폭 및 높은 전하 이동 특성으로 태양전지, 방사선 검출과 영상 분야에서 강력한 후보물질로 연구되고 있는 페로브스카이트양자점를 치료방사선분야에서 방사선 검출기로써 활용가능성을 연구함. 이를 위해 양자점이 도핑된 유기액체신틸레이터를 제작하였으며 방사선에 대한 섬광학적 특성을 확인함. 브롬과 톨루엔 그리고 유기분자를 조합한 액체신틸레이터에서 방사선에 대한 반응성이 가장 우수하였으며 해당 샘플에 대한 선량학적특성에 대하여 연구하였으며 환자치료 정도관리를 위한 2차원 및 3차원 방사선량 측정에 대한 활용가능성에 대한 연구를 수행함. □ 연구 목표대비 연구결과 페로브스카이트 양자점(CsPbX3, X= Br, I, Cl), 유기분자(PPO)와 무극성용매(Cyclohexane, Toluene, Octane)를 혼합하여 기존 Core/shell 구조 양자점 및 페로브스카이트 양자점 대비 섬광효율이 우수한 유기액체신틸레이터 개발하였음. 치료방사선에 대한 양자점 할로겐화물 조성비, 용매의 종류 및 유기분자 비율에 따른 반응성을 확인, 반응성이 우수한 샘플에 대한 물리적·광학적 특성연구를 수행하였음. (균일성, 노화도, 방사선에 대한 내구성, Quenching 효과 등) 치료방사선 분야의 다양한 방사선 조사 조건에 따른 선량계 특성 측정을 위해 섬광신호를 집적할 수 있는 테프론에 광섬유를 연결하여 제작된 신틸레이터의 섬광신호 수집시스템을 구축하였음. 방사선량에 대한 섬광신호의 선형성 및 포화정도, 분당선량률, 방사선의 종류(Photon & electron), 선질에(4 - 15 MV, 6 - 20 MeV) 따른 섬광신호 특성 측정하였고 치료방사선에 대하여 제작된 양자점 선량계와 이온전리함등 상용선량계의 비교를 통한 선량 측정 정확도 및 실무활용성을 평가하였으며 50Gy 미만의 방사선에 대해 선형성과 재현성을 확인하였고 이후 선형적으로 섬광신호 감소함을 확인하였음. Charge-Coupled Device(CCD) 및 Plenoptic Camera를 이용하여 2D 및 3D dosimetry를 위한 측정기구 제작 및 분석 프로토콜 수립하였고 이를 활용하여 치료용 전자선형가속기에서 신틸레이션 영상획득·영상평가를 수행하여 선량평가 시스템을 구축하였음. 양자점이 용해된 신틸레이터를 이용하여 획득된 2차원 영상의 선량변환, Gamma evaluation 방법을 이용한 치료계획 선량과 비교·평가, EPID를 이용한 Portal dosimetry 방법과 비교를 통하여 임상적 활용가능성 평가를 수행하였으며 Plenoptic 카메라를 이용한 3D 차원 선량측정방법 개발·측정시스템 구축 및 임상활용가능성 평가를 수행하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통하여 페로브스카이트 양자점과 유기물질을 혼합하여 저단가, 고효율, 대량생산이 가능한 유기액체신틸레이터를 제작되었으며 이에 대한 방사선에 대한 선량계적 특성을 연구함으로써 기존 상용 선량계보다 편의성이 높고 실시간 선량측정이 가능하며 2차원 및 3차원 방사선량 측정이 가능한 액체섬광체를 개발하였음. 특히 연구된 2차원 및 3차원 선량측정은 방사선치료영역 전반에 대한 방사선 전달정도를 확인가능하도록 하고 측정에 대한 단가를 낮추어 방사선치료 질을 향상 및 경제적이득이 있을것으로 기대함. 저단가·고효율로 태양전지분야에서 핵심미래기술로 연구되고있는 페로브스카이트 양자점기술과 유기물을 혼합한 형태의 방사선량측정방법은 기존기술보다 광효율이 8배이상 우수하기 때문에 저선량의 방사선까지 측정가능하고 다양한 방사선검출산업 분야에서 활용 가능할 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김성우
• 주관연구기관 : 서울아산병원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선치료;방사선량측정기;페로브스카이트 양자점;유기신틸레이터;선량측정기기; 2. Radiation therapy;Radiation dosimeter;Perovskite quantum dot;Organic scintillator;Dosimetry device;