□ 연구개요 다양한 암종에서 과발현되어 있는 NQO1은 높은 산화적 스트레스 조건에서도 방사선과 항암제의 독성작용으로부터 암세포를 보호하여 항암요법 저항성을 유도함. NQO1 과발현시 수반되는 내재면역 활성 저해 또한 암세포의 방사선/항암제 저항성을 높이는 원인이라 사료됨. 따라서 본 연구는 1) NQO1의 STING 조절을 통한 면역 활성 기전 규명을 위해 NQO1-STING 매개인자를 발굴하여 2) 발굴인자 조절을 통해 면역 활성과 방사선 저항성 감소를 검증하고 3) 발굴인자 조절시 방사선 감수성 증대를 검증하여 방사선-면역치료효과 최대화를 목표함. □ 연구 목표대비 연구결과 종양세포에서 NQO1의 STING 활성화 조절 기전 규명 - NQO1의 발현량에 따라 STING signaling을 거치는 면역 활성 반응이 조절되는지 확인한 실험에서 인체 폐암세포주의 NQO1 발현을 siRNA를 이용하여 저해시킨후, 내재면역 활성을 유도하는 p(I:C)를 처리하고 이후 STING 및 하위 유전자의 발현을 확인하였을 때, NQO1 의 발현이 낮아진 상태일 때 인산화 된 IRF3가 증가한 것이 확인되었으며 이는 NQO1이 STING signaling에 영향을 주고 있음을 확인함. 발굴인자 조절시 STING 면역활성화 확인 - NQO1과 binding 하는 단백질 IκB-ζ가 STING과의 매개인자임을 확인하고자 종양 세포에 MG132를 처리하여 IκB-ζ를 저해한 조건에서 type I IFN 및 NFκB 활성을 확인하였음. 추가적으로 NQO1 발현 저해시 YAP/TAZ의 핵내 전위를 막아 STING signaling을 활성화 할 수 있는 Ser127 부위 YAP 인산화를 확인하여, 해당 인자 또한 NQO1-STING을 통한 면역활성매개 인자로서 가능성을 시사함. NQO1-STING 조절 면역활성을 통한 방사선 치료효과 확인 - 종양세포의 면역활성 유도물질 type I IFN 분비를 통해 면역세포의 활성이 높아지는지 확인하고자 NQO1 KD 종양세포에 STING 유도를 위한 방사선 처리시 공동배양한 DC에서 면역활성 물질의 발현이 높아짐을 확인함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) NQO1 조절 STING 활성 매개 신규 인자 제시 - 산화스트레스가 많은 암의 특성으로 인해 다양한 암종에서 NQO1이 과발현되어 있으며 방사선/항암제 치료 효과가 미미하며 암의 예후도 좋지 못함. 따라서 해당 암종의 치료효과를 높이기 위해 면역활성화를 유도하고자함. 현재까지 STING에 의한 면역활성을 일으키는 인자는 확실히 알려지지 않았으며 ROS에 의한 dsDNA 생성이 원인일 것으로 예상하고 있음. 그러나 ROS 증가에도 STING 활성이 감소하는 연구 결과로 미루어보아 NQO1-STING 사이의 조절인자가 있을것으로 사료되며 본 연구에서 해당 인자를 2종 발굴하여 이를 면역활성을 조절하는 항암면역치료제 연구에 중요한 기초자료로 이용할 수 있을 것임. NQO1-STING 면역활성으로 방사선 저항성을 줄여 저선량 방사선치료 가능성 제시 - 기존에 치료 효과가 있는 방사선량은 3✕8Gy 수준으로 고선량이며, 고선량의 방사선은 치료목적임에도 정상세포에 영향을 주어 치료 부작용을 유발함. 본 연구의 결과로 면역활성을 조절하는 인자를 발굴하여 면역활성을 조절함으로써 치료 효율을 높인다면 기존에 방사선 치료에 활용되는 선량보다 낮은 선량을 이용하여 같은 치료효율을 낼 수 있을 것이므로 종양 치료의 중요한 기반연구 자료가 될 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김효정
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. STING 신호전달;종양환경;면역활성;방사선치료; 2. NQO1;STING signaling;Tumor environment;Immune activation;Radiotherapy;

□ 연구개요 국내 소아 환자의 진료 비중이 많은 대학 병원을 대상으로 우리 나라의 소아 경부 CT의 선량 분포를 조사하고, 그 결과를 바탕으로 진단참고선량(Diagnostic Reference Level, DRL)을 설정함. □ 연구 목표대비 연구결과 - 9개 대학 병원을 대상으로 1221건의 소아 경부 CT 검사 영상을 획득한 후 1159 검사를 대상으로 선량 분포를 조사 (62개 검사는 이상치 제거로 배제함) - 각각 5개의 age group, weight group. water equivalent dimater group으로 선량 값의 분포를 제시함 - 선량값의 분포를 바탕으로 진단참고선량 (Diagnostic Reference Level, DRL), Achievable dose (AD), DRR (Diagnostic Reference Range)를 제시함. - 자동화 된 선량관리 프로그램을 통해서 유효 선량을 계산하여 값을 제시함 - Scan mode, rotation time, pitch, scan length, automatic exposure control automatic kV selection, iterative reconstruction 적용과 같은 parameter 값의 현황을 제시함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구는 국내에서 최초로 시행된 소아 경부 CT의 선량 조사 다기관 연구임. - 본 연구의 결과로 현시점 국내 소아 경부 CT의 선량 분포를 파악하고 이를 기반으로 선량 최적화의 기준점이 되는 DRL, AD, DRR등을 제시함. - 유효 선량 계산을 통한 경부 CT의 방사선 피폭으로 인한 소아 환자의 위험도를 제시함. - 최적화의 기준점이 되는 DRL, AD, DRR 등을 제시함으로써 국내 소아 환자의 경부 CT 방사선량 최적화의 벤치마킹 값을 제시하여 소아환자의 경부 CT 방사선량의 감소 효과를 기대할 수 있음. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 황재연
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 소아;단층촬영;경부;방사선량;진단참고수준; 2. Pediatric;Computed Tomography;Neck;Radiation dose;Diagnostic Reference Level;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 포유동물의 난자 성숙에서 fission 억제 및 불균형과 핵 성숙 손상과의 관계를 규명하고 미토콘드리아 분열 유도 물질 또는 spindle assembly 복구 물질을 통해 포유동물 난자의 성숙 회복 기전을 조사하여 새로운 기전을 제시하고자 함. ○ 전체 내용 포유동물 체외성숙 동안 mitochondrial fission 억제에 따른 spindle assembly 손상에 대한 상관관계에 대해 조사하고, 이후 mitochondrial fission 조절 물질을 통해 포유동물 난자의 체외성숙 동안 핵 성숙 손상에 대한 회복 기전을 분석함. ○ 1단계 ◎ 목표 포유동물 난자의 체외성숙 과정 동안 mitochondrial fission 억제 물질인 Mdivi-1과 Drp1 siRNA 처리에 따른 체외성숙의 변화와 spindle aseembly와 mitochondrial fission과의 상관관계 규명 ◎ 내용 ■ 돼지 난자 체외성숙 과정에서 Mdivi-1과 Drp1 siRNA의 노출이 mitochondrial fission 관련 인자에 미치는 영향과 그에따른 meiotic maturation 변화 확인 ■ 돼지 난자의 체외성숙에서 Mdivi-1과 Drp1 siRNA 처리가 spindle assembly 관련 단백질과의 상관관계 규명 ■ 돼지 난자 체외성숙 동안 Mdivi-1 및 Drp1 siRNA 노출에 의한 mitochondrial 유래 ROS 및 기능 조절 변화 확인 ○ 2단계 ◎ 목표 Mitochondrial fission 회복 물질로써 Melatonin 및 MIT-001을 이용하여 Mdivi-1 및 Drp1 siRNA 처리에 의한 mitochondrial 기능 이상 및 spindle assembly 회복 기작 규명 ◎ 내용 ■ Melatonin을 사용하여 mitochondrial fission 관련 단백질과 spindle assembly 회복 정도 확인 ■ Mitochondria 유래 ROS 제거를 도와주는 물질인 MIT-001을 이용하여 항산화 효과가 mitochondrial fission과 spindle aseembly 회복에 미치는 영향 확인 ■ Melatonin과 MIT-001에 의해 mitochondria 기능 회복과 그에 따른 돼지 난자의 체외성숙 회복 효과 검증 □ 연구개발성과 [1차년도] SCI 국외논문 1편, 국내 학술대회 논문발표 2편 [2차년도] 비SCI 국내논문 2편, SCI 국외논문 2편, 국내 학술대회 논문발표 4편, 국제 학술대회 논문발표 2편 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ■ 포유동물 난포란의 체외성숙 동안 mitochondrial fission의 조절을 통해 핵 성숙에 mitochondrial dynamics의 중요성을 제안함. ■ 포유동물 난자성숙에서 항산화제를 이용하여 mitochondrial fission의 조절을 도와줌으로써 mitochondria 유래 손상에 의한 핵 성숙 극복 기전을 규명하고 체외 성숙 효율 개선을 위한 새로운 방법 제시할 수 있음. ■ Mitochondrial dynamics 조절 물질을 이용한 새로운 체외배양액 제조 가능성을 확인하고 인간의 난임 보조생식술을 위한 새로운 회복 매커니즘을 제시함. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 양슬기
• 주관연구기관 : 대구대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 미토콘드리아 분열;스핀들 조립;다이나민 관련 단백질 1;멜라토닌;체외성숙; 2. Mitochondrial fission;Spindle assembly;DRP1;Melatonin;In vitro maturation;

□ 연구개발 목표 및 내용 ㆍ 최종 목표 본 연구에서는 선행 연구를 통해 제올라이트 동공 내에 도입될 수 있음이 확인된 1) 수분에서도 안정한 발광 특성을 가진 나노구조체를 세슘 흡착 능력이 높은 차바자이트(CHA), 모데나이트(MOR), 제올라이트 RHO 및 제올라이트 LTA에 도입하고자 한다. 2) 이러한 나노구조체가 도입된 다공성 물질의 세슘 흡착에 의한 발광 특성을 관찰하여, 3) 궁극적으로 방사성 폐수중에서 선택적으로 세슘 흡착 능력이 뛰어나고, 세슘 흡착에 따라 발광 특성을 보여 센서 역할을 할 수 있는 발광 세슘 흡착제를 개발하는 것을 목표로 하였다. ㆍ 전체 내용 연구의 전체 내용은 다음과 같다. 먼저 세슘 흡착능력이 좋은 차바자이트(CHA), 모데나이트 (MOR), 제올라이트 RHO 및 제올라이트 LTA를 합성하였다. 다공성 물질의 합성은 기존에 알려진 방법을 토대로 수행하였다. 제조된 다공성 물질을 이용하여 용액이온교환 반응과 더불어 기체이온교환반응을 이용하여 발광 특성이 있는 나노구조체를 다공성 물질의 동공내에 도입하는 방법을 고안하였다. 본 연구에서 사용하고자 하는 차바자이트(CHA), 모데나이트(MOR), 제올라이트 RHO 및 제올라이트 LTA는 각기 다른 형태의 다공성 물질이기 때문에, 발광 특성이 우수한 최적의 조건을 찾기 위해서 다양한 조건에서 다공성 물질 내의 나노구조체 도입 연구를 수행하였다. 다양한 조건에서 다공성 물질 내에 나노구조체를 도입하는 방법을 확립한 후에는 안정적으로 발광 나노구조체가 도입된 다공성 물질의 물리화학적 특성을 분석하였다. 나노구조체가 도입된 물질의 구조적 특성은 single-XRD와 powder-XRD 장비를 활용하여 분석하였고, 이들이 가지는 발광 특성은 교내 공동실험실습관과 기초과학연구지원 대구센터의 기기 장비를 이용하여 분석하였다. 또한, 나노구조체가 도입된 물질이 여전히 우수한 Cs 흡착능을 가지고 있는지 평가하기 위하여 다양한 농도를 가진 Cs용액을 이용하여 다공성물질의 흡착능을 확인하였다. □ 연구개발성과 본 연구과제에서 1)높은 세슘흡착 능력을 보이는 차바자이트(CHA), 모데나이트 (MOR) 제올라이트 RHO 및 제올라이트 LTA에 발광 나노구조체를 도입하여 2) Cs 흡착에 따라 발광 특성이 변하는 다공성 물질을 개발하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 이를 활용하여 실질적으로 방사성 폐수에서 선택적으로 Cs을 흡착하는 동시에 Cs 흡착에 의한 발광 특성을 보이는 흡착제를 개발할 수 있을 것이다. 더 나아가, 방사성 폐수에서의 Cs이 어느정도 남아있는지를 가시적으로 확인하면서, 흡착제의 사용 빈도 및 사용 양을 조절할 수 있는 Cs 흡착 센서로 활용될 수 있다. 이렇게 Cs 흡착에 따라 발광 정도가 변하는 흡착제가 개발된다면, 불필요한 흡착제의 사용을 저지할 수 있기 때문에 비용절감 효과를 가져올 뿐만 아니라, 환경보호 측면에서도 큰 효과를 가져올 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임현승
• 주관연구기관 : 안동대학교
• 발행년도 : 20230900
• Keyword : 1. 방사성 세슘 제거;결정분석;발광 나노구조체; 2. removal of radioactive cesium;crystallography;luminescent nanoparticle;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이세헌
• 주관연구기관 : 케이티이
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 비파괴검사;방사선 투과시험;디지타이저;인공지능;이미지 프로세싱; 2. Non Destructive Testing;Radiographic Test;Digitizer;Artificial Intelligence;Image Processing;

본 과제의 목표는 방사선기기팹 공정장비 표준화 및 의료진단기기 전략제품 기반 한국형 강소 방사선기기 기업 육성 지원을 통한 방사선기기 지역 클러스터 조성이다. 과제 달성을 위해 한국형 방사선의료기기 기업육성 지원, 방사선기기 산업생태계 조성을 위한 클러스터 구축/운영, 방사선기기팹 연구장비 이용서비스 및 성능개선을 수행하였다. 그 결과 나노반도체/방사선 센서 공정기반 구축, 단결정 소재 성장 표준공정 확립, 반도체센서 표준공정 확립, 기술지원 26회, 실무교육 2회, 융복합 클러스터 협의체 운영 4회, 기업연계 기술사업화 R&D 아이템 발굴 1건, 기술사업화 지원 1건, 이용실적 239건, 단결정 소재 성장 장비 모니터링 시스템 구축, 연구장비 점검 및 검교정 15건, 연구장비 업그레이드 2건을 수행하였다. 본 연구에서는 기술사업화 지원을 통해 방사선의료진단기기용 방사선계측 소재 기술사업화, 방사선기기 인프라 조성 및 산업 생태계 조성에 기여하였다. 또한 지속적이고 안정적인 방사선기기팹 시설/장비 지원을 통해 국가 방사선기기 기업 육성에 기여할 계획이다. (출처 : 서지정보양식 59p)

• 연구책임자 : 강창구
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230800
• Keyword : 1. 방사선기기;사업화 지원;반도체 공정;화합물 반도체; 2. Radiation Equipment;Commercialization Support;Semiconductor Fabrication Process;Compound Semiconductor;

□ 연구개요 초고선량률 방사선 조사인 FLASH Radiation을 이용, 기존 Conventional 방사선 조사 방식 대비 마우스 심장에 미치는 영향을 조사하여 향후 FLASH 방사선 치료의 인간 대상 임상 시험 적용에의 기반 자료로 삼는다. □ 연구 목표대비 연구결과 C57BL/6 male 마우스를 대상으로 총 3개의 그룹으로 나누어 심장에 방사선 조사를 시행하였다. 대조군 그룹은 총 마우스 생존기간 조사목적으로 관찰하였으며, 나머지 두 그룹은 FLASH 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy 조사 군과 Conventional 10 Gy, 20 Gy군으로 관찰하였다. 각 군별 마우스 부검은 6개월, 12개월 그리고 16개월에 시행하였다. 방사선 조사를 받은 심장조직은 기존 치료 방식인 Conventional 군에서 FLASH 군에 비해 전반적으로 통계적으로 유의한 정도 차이의 섬유화가 발생됨이 관찰되었다. 또한 FLASH 방사선 조사 그룹의 경우 마우스 심장 세포가 Conventional 군에 비해 전체적으로 비대해짐을 각종 염색을 통해 확인할 수 있었고 심장 내 혈관 주변조직의 경우도 Conventional 그룹에서 FLASH 그룹에 비해 섬유화가 더 많이 일어난 것을 조직 염색을 통해 확인할 수 있었다. 생존기간 분석에 있어서는 두 그룹의 명확한 차이가 실험 개체수가 적은 관계상 통계적으로 유의하게 드러나지는 않았으나 20 Gy 조사 군에서는 FLASH 군이 Conventional 군에 비하여 더 장기간 생존하는 것이 관찰되었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구를 통해 마우스 심장에서의 FLASH 방사선 조사가 기존 Conventional 조사 방식 대비 더 적은 섬유화를 일으키는 것을 볼 수 있었다. 또한 20 Gy 이상 고선량 조사군에서는 FLASH 그룹이 더 긴 생존 기간을 보임을 확인하였다. 본 연구 결과는 이후 다양한 소동물 및 중동물의 심장 주변 종양 모델에 대해 FLASH 방사선 치료시 심장 반응에 대한 참고자료로 활용될 수 있으며 궁극적으로 향후 FLASH 방사선 조사의 인간 대상 임상 시험시 안정성에 대한 근거 자료 중 하나로 제시될 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 전완
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 초고선량률방사선;방사선치료;심장조직손상; 2. FLASH radiation;Radiotherapy;Cardiac tissue damage;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 연세대학교 암센터의 중입자 가속기 치료 시설 가동(2023) 및 서울대학교 기장암센터에 중입자 가속기 치료 시설 설치 및 가동 예정(2025) ○ 중입자 가속기 기술과 입자 검출기 기술이 발달한 유럽입자물리학연구소 및 이를 활용하는 스위스/유럽 병원들과 국내 관련 연구기관의 공동 연구안 도출 □ 연구개발성과 ○ 유럽입자물리학연구소(CERN)의 특수방사선검출기 연구실 방문, 전반적인 검출기 개발 연구 현황 파악 ○ 입자 치료시 TOF-PET를 사용하여 치료 장비가 보다 정확히 암을 파괴하고 정상세포에 미치는 영향이 최소가 되도록 하는 연구가 스위스의 대학, 연구소, 기업, 병원에서 활발히 진행되고 있음을 확인, 전문가들의 자문 자료 확보 ○ 스위스의 기업 TERAPET과 가속기 빔을 사용한 암 치료시 실시간으로 빔 도달 위치를 측정하는 장치 개발을 위한 한-스위스 공동연구 추진 (분당서울대학교 병원, 연세대학교 암센터) □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 국내 중입자 치료 관련 의료 인력들과 스위스 및 유럽의 중입자 암센터 연구 인력의 교류 추진 ○ 가속기 빔을 이용한 방사선 치료 시 “실시간 모니터링 체계 기술”을 중입자 치료에 적용하여 치료 검증의 효율 증대 및 안전성 향상에 기여 ○ 국내 중입자 치료의 안전성과 신뢰성 확보를 통한 고부가가치 해외 환자유치 증대 ○ 중입자 치료를 위한 실시간 모니터링 체계 구축을 통하여 잠재적인 국민의료 비용 지출 감소 ○ 세계적으로 아직 초기 연구 단계에 머물러 있는 중입자 치료 실시간 모니터링 기반 기술을 확보하여 제품화, 해외시장 진출 ○ 방사선 치료에 대한 부정적 인식의 해소, 국민 건강 증진 (출처 : 국문 요약문 7p)

• 연구책임자 : 김도원
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 중입자치료;입자가속기;입자검출기;방사선;브래그 피크; 2. Hadrontherapy;particle accelerator;particle detector;radiation;Bragg Peak;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 윤종원
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 무전원;열복사 스위칭;에너지 절감;이산화바나듐;Fabry-Perot 간섭계; 2. thermal radiation switching;energy saving;vanadium dixoide;Fabry-Perort interferometer;

Ⅳ. 연구개발결과 - 금속, 세라믹 소재에 대한 비파괴 내부 구조 가시화 가능성 평가 완료. 특히, 국내에서는 시도된 적이 없는 금속 소재 결정립 가시화 및 고온 실시간 거동 가시화 분석 인프라 구축 - 상용화된 X-선 장비에서 제약을 가지는 실시간 구조 분석 및 미세 구조 분석 기술의 적용 가능성 평가 완료 - 또한, 방사광 X-선 리소그래피 기법을 적용한 초정밀 미세패턴 제작 가능성 평가 완료 - 방사광 기반 분석 기술 이해도 제고를 위한 기술교류회 및 방사광 분석 가능 정보 가시화 추진. 또한, 방사광가속기 인프라 구축을 위한 소재 이해도 제고 및 협력 체계 구축을 위한 실무 협의 추진 (출처 : 요 약 문 3p)

• 연구책임자 : 박이호
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 방사광;X-선 이미징;소각 X-선 산란;X-선 회절 이미징;고분해능 분말 회절;X-선 리소그래피; 2. Synchrotron radiation;X-ray imaging;Diffraction computed tomography;Small angle X-ray scattering;High resolution powder diffraction;X-ray lithography;