◻ 연구개발 목표 일차적으로 종양신호전달과 암 대사 특이성을 매개하는 신규 발굴 타겟에 대하여 선도물질(hit) 1종 이상을 도출한다. 이를 위해 예비연구를 통해 발굴된 타겟인 PPARδ 길항제에 관하여는 유효물질 발굴/선도물질최적화 수행까지를, ERRs 등 종양신호전달과 암 대사 특이성을 매개로 추가 개발되는 신규 타겟들에 관하여는 유효물질 도출을 목표로 한다. 추가적으로 본 과제 수행을 통해 암 대사 특이성을 제어하는 차세대 항암제 개발을 위한 플랫폼을 구축하는데 기여한다. ◻ 연구개발 내용 ○ 선행연구와 예비연구를 통해 발굴된 핵수용체의 활성을 억제할 수 있는 길항제를 개발하여 종양신호전달체계와 암 대사 특이성을 제어하는 유효물질 도출 연구 ○ 1단계 연구에서 개발한 PPARδ 핵수용체 길항제 선도물질에 대하여, 2단계에서는 선도물질 최적화 연구 ○ 1단계 연구에서 개발한 ERRs 등의 신규타겟 조절제의 신규 유효/선도물질 도출 ○ 신규 설계/합성된 library의 in vitro binding 활성 및 선택성 평가 ○ 신규 개발 약물의 ADMET 평가 ○ 신규표적의 종양신호전달 및 암 대사 특이성 조절 작용기전(MOA) 심화 연구 위한 주관연구기관에 tool 화합물 제공 ○ 약제 내성, 에너지스트레스 등의 동물모델을 이용한 종양신호전달/암 대사 특이성 제어 유효성 평가용 화합물 합성 ◻ 활용계획 및 기대효과 ○ 후속연구를 통한 비임상/임상 후보물질 개발: 본 과제를 통해 개발된 유효/선도물질에 대해 범부처전주기신약개발사업 등의 후속 신약개발 사업을 통한 비임상/임상 후보물질 개발 선행연구로 활용 ○ 기술이전을 통한 사업화: 도출된 유효/선도물질에 대한 기술이전, 이전기관과 공동연구를 통한 후보물질 도출 및 사업화 활용 모색 ○ 비임상 진입: 임상진입이 유망한 후보물질에 대한 비임상 진입 가능성 타진 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 진정욱
• 주관연구기관 : 대구경북첨단의료산업진흥재단
• 발행년도 : 20220500
• Keyword : 1. 암 대사 특이성;핵수용체;조절제;유효물질 도출;선도물질;최적화;길항제;약물성; 2. Cancer cell metabolism;Nuclear receptor;Modulator;Hit generation;Lead compound;Optimization;Antagonist;Drug like property;

□ 연구개요 콩팥(신장)CT 영상데이터셋의 머신러닝을 통해, 신실질을 자동분할하고 미래의 잔존 신기능을 정확히 예측하는 ‘CT기반 신기능 예측모델’을 선행연구에서 구축한 바있는 본 연구팀은, CT 검사의 단점인 방사선 피폭과 주사조영제의 부작용에서 자유로운 자기공명영상(MRI)을 이용하여 ‘인공지능 기반 신기능예측모델’을 추가개발하고자 연구개발을 제안함. 최근 상급종합병원에서 CT영상을 빠르게 대체하고 있는 디지털 MR 영상을 수집하고, 영상의학자들의 도움으로 라벨링 된 학습 및 테스트용 대규모 데이터셋을 구축함. 신실질분할 및 신기능분석의 자동화와 신장치료 후 장기간 잔존 신기능 예측인자 분석실험을 위해 MRI 데이터셋에서 생성대립네트워크(GAN) 기반 훈련데이터 증강을 수행하고, 최신 머신러닝 기법을 적용하여 최종 신실질 분할 모델의 성능 향상을 이룸. 개발된 최종 “MRI-기반 신기능 예측 모델”을 신장치료 후 장기 추적된 영상-임상데이터셋으로 확장 분석하여, 통합 임상예측모델을 구축함. 기존 임상에서 사용하던 통계기반의 임상 노모그램과 예측력 비교와 상호 개선을 통해, 최종 예측 모델의 프로토타입을 제시하고 임상적인 가치를 입증함. □ 연구 목표대비 연구결과 1)3D U-Net응용 딥러닝기반 캐스케이드네트워크를 이용한 신실질 분할모델 개발 : 신실질분할정확도 94.59%; 국제학술대회 발표 2, 특허출원 1건; (평가 100%) 2)장기(5-8년) 추적 영상-임상데이터셋 확보 (평가 100%) : 총 365례 추적 MRI전체 영상자료와 레이블링 데이터셋 확보 3)훈련데이터 증강(GAN) 후 Attention 기반 신실질 분할모델의 개선 (평가 100%) - 정확도 91.43%, 국제 학술대회 발표 3건 4) MR-임상인자 통합 신기능 예측모델 구축: (평가 100%) : MRI기반 자동추출 체적(Volume)을 기존임상예측인자 표에 추가 5) 영상기반 신기능예측모델의 전향적 연구기획 및 환자등록 시작(평가 100%) : 국제 학술대회 발표 2건, 국내 학술대회 발표 2건, SCI 등재 논문 2편 6) 방사선노출/조영제 안전이슈를 포함한 두영상(CT-MRI)간 예측모델의 비교분석(평가 70%) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 현재 세계적으로 많은 연구가 이뤄지고 있는 CT영상기반의 신기능예측 머신러닝 모델 개발에서 한 걸음 나아가 MRI 기반 신기능예측 모델을 개발하였음. MRI는 CT 검사의 단점인 방사선 노출 이슈를 극복할 수 있어 최근 장기간 반복 추적검사가 필요한 만성질환의 임상상황에서 빠르게 CT 검사를 대체하고 있음. MRI 데이터수집이 용이해지면서 데이터기반 모델 성능향상이 기대되므로, 연구진이 최초개발한 MRI 기반 신기능 예측 모델은 큰 확장성을 가지게 됨. CT-MRI 신기능 예측 모델의 비교 분석이 활발해지는 여건이 조성되면 기술개선을 가속시킬 수 있고 영상-agnostic 모델로도 발전가능성이 충분함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 나군호
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20220900
• Keyword : 1. 신장암;자기공명영상;신기능 예측; 2. kidney cancer;MRI;Prediction of renal functional;

□ 연구(기획)의 목적 및 내용 본 연구의 목적은 인공지능기반 방사선 영상치료 협력 논의를 위한 국제 워크샵 개최로 제안 기술의 고도화된 구현을 위해서는 서로 다른 학문적 배경을 가지는 각 기관간의 참여 교수 및 연구원들간의 이해도 향상을 위해 워크샵을 진행하여 인공지능기반 방사선 영상치료기술에 대한 참여 연구원들의 이해도를 높이고, 이를 통해 공동 연구의 활성화를 도모함 □ 연구(기획) 성과 • 기존 시장의 전 세계 점유율 1위 기업과 인공지능 연구를 다수 진행한 대학을 포함한 공동연구개발 기관들을 방문함. • 스위스측 개발 담당인 Reconstruction algorithm에 대한 선행 연구 및 국내 주관기관 담당인 auto segmentation 기술에 대해서 기초 연구 및 선행연구 결과를 공유함. • 각 국 연구팀들과의 교류 및 진행사항들을 공유하는 세미나 통해 연구 협력사항들을 확인함. • 이 외에도 공동연구개발기관간 매달 정기미팅 진행함으로써 성공적인 공동기술개발을 위해 노력하고 있음. □ 연구(기획) 성과의 활용계획(기대효과) 1) 시장 선도적인 AI 기반 CBCT 영상화 기술개발 : • 공동연구를 통해, AI 기반 CBCT 영상화를 개발하여, 치료계획의 계산적, 절차적 복잡도를 감소시켜 보다 우수한 적응형 정밀 암 치료라는 기술 혁신을 하고자 함. • 또한, planning CT를 쓰지 않고 CBCT를 AI로 개선하여 활용함으로써, 저선량 저비용 효과를 볼 수 있음. 이를 통해 에너지 절약이 가능하며, 환자에게 부담이 될 수 있는 방사선 피폭량을 줄이고, 기존 장비 절반의 판매단가로 환자의 금전적 부담을 감경하는 등 치료환경을 개선할 수 있음. 2) 암 환자를 대상으로 하는 신약, 시술, 수술, 방사선치료 임상 연구에서 표준 치료로 방사선치료의 시행 시 방사선치료 질 관리 프로그램에 활용 가능 • 연구자가 임상 연구에 맞는 치료 표적과 정상 장기 체적을 정의하여 방사선치료 자동화 플랫폼을 활용한다면, 의사 간 방사선치료의 편차가 감소 될 수 있고 효율적인 질 관리 프로그램이 가능하며, 임상 연구의 결과 신뢰도 향상에 중요할 수 있음 3) 영상 유도 신속 적응 재치료계획 수립 기술에 활용 • 영상을 획득하여 다시 치료할 때까지 치료 표적과 정상 장기를 그리는 작업과 치료계획을 세우는 작업이 반복되기 때문에 여기에 방사선치료 자동화 플랫폼을 접목할 경우 치료 시간을 획기적으로 줄일 수 있음 (출처 : 요약문 8p)

• 연구책임자 : 김진성
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 의료 인공지능;협력;방사선 치료;공동 세미나;연구 협력;의료영상처리; 2. AI in medicine;collaboration;Radiation Therapy;Joint Seminar;Collaborative work;Medical Image Processing;Artificial intelligence;

□ 연구개발 목표 ◼ 본 과제는 확립된 망간기반 암치료 나노플랫폼 기술을 바탕으로 1)방사선 병합치료 기술과 2)면역조절 병합기술의 심화기술을 개발하고자 하며 이를 위해서 다양한 종양 이식 동물 모델 (피하 이식 모델/ 동소 이식 모델/전이 모델 등)을 활용하여, 항암 효과를 검증하고 그 특성을 규명하여, 최적의 망간기반 암치료 나노 플랫폼 기술을 도출하고자 함. ◼ 개발된 심화기술에 기반한 지식재산권 확보 및 창업에 필요한 핵심 요소기술들을 위한 개발 완료하여 상용화를 위한 과학적/임상적 근거를 제시하는 연구임. □ 연구개발 내용 ◼ 1단계 (1년6개월) : 확립된 망간기반 암치료 나노플랫폼 기술을 바탕으로 1)방사선 병합치료 기술과 2)면역조절 병합기술의 심화기술 개발 ◼ 2차년(2021년)까지 “암 치료용 유해 활성산소 제어 나노입자”의 개발을 완료하여 나노과학 또는 의료분야에서 최고권위를 자랑하는 학술지에 논문을 게재할 예정이며, 원천기술에 대한 국내 및 해외 출원을 진행하여, 원천 특허를 확보할 예정 ◼ 2단계 (2년) : 핵심기술을 기반으로 벤처창업과 사업화를 위한 대량생산, 표준화 기술 개발/항암제 및 종양표적 박테리아 병합치료 심화기술 개발 및 기술이전. ◼ 3차년(2022년)까지 연구소 기업을 설립하고, “암 치료용 유해 활성산소 제어 나노 입자”의 상용화를 위해 창업 기업에 원천기술을 이전할 예정 ◼ 4차년(2023년)까지 창업기업의 가치를 높이기 위해, 개량기술에 대한 연구 및 IP 포트폴리오를 확장하고, 개량기술의 사업화를 위하여 추가 기술이전을 수행할 예정 □ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함) ◼ 본 기술의 상용화를 위해 1) 임상연구 진행단계와 절차, 2) 임상시험 승인절차를 확인하여 본 사업 이후(2024년~)에 실질적인 수익 및 일자리를 창출하기 위한 노력을 수행할 예정임. ◼ 항암 병합요법의 플랫폼이 완성될 경우 다양한 암종에 적용할 수 있음 => 응용 범위 확대, 높은 가치 창출, 연구 활성화의 선순환 도출 (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 박인규
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 산소발생 나노입자;방사선치료;면역치료;암 저산소증;활성산소종; 2. Oxygenic nanoparticles;Radiation therapy;Immunotherapy;tumor hypoxia;Reactive oxygen species;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 가. 최종 목표 : HL301의 방사선 폐렴에 대한 국내 임상2b상의 IND 승인 나. 세부 목표 : - 본 국내 임상2a상 시험을 통해 항암화학방사선치료를 실시하는 비소세포폐암 환자를 대상으로 HL301 투여 시, 방사선 폐렴에 대한 안전성을 평가하고 유효성에 대한 POC(Proof Of Concept)을 확인하고자 함. - 본 국내 임상2a상 시험 결과를 바탕으로 임상2b상 시험디자인을 개발하고 해당 2b상에 대한 IND 승인을 득하고자 함. ○ 전체 내용 가. 1차 년도 : - 전체 임상시험실시기관에 대한 IRB 승인 및 계약 진행 - 임상시험약 생산 및 포장 - 개시 모임 실시 및 시험대상자 등록 개시 나. 2차 년도 : - 시험대상자 등록 완료 - 기관 모니터링 - 2b상 시험계획서 작성 준비 다. 3차 년도 : - 마지막 시험대상자 종료방문 완료 - DM/통계 및 결과보고서 완료 - 2b상 시험계획서 작성 완료 및 식약처 사전검토 - 2b상 CI(Coordinating Investigator) 미팅 및 기관 선정 - 2b상 IND 신청 및 승인 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 본 연구를 통해 폐암 환자의 흉부 방사선 치료로 인해 발생하는 방사선 폐렴에 대한 HL301의 임상2a상 시험을 실시하고, 해당 결과에 근거하여 후속 연구인 임상2b상 시험계획서 개발 및 임상 2b상 IND 승인 획득함. - 나아가 HL301(제품명: 브론패스정)의 방사선 폐렴에 대한 적응증을 추가하고 제품화하여 대상 환자들에 대한 치료법을 제공하고자 함. 가. 활용계획 - 본 연구를 통해 HL301이 방사선 폐렴 치료에 유효하고 안전한 약물임을 임상적으로 확인함으로써 임상 기초자료로 활용될 수 있음. - 본 연구를 통해 HL301의 임상적 최적 투여 용량을 확인하고, 방사선 폐렴 환자 대상의 후속연구로써 임상 2b상 및 임상 3상(치료적 확증 시험) 추진의 근거자료로 활용할 것임. - 국내외 최초 방사선 폐렴 예방 및 치료에 효과적이고 안전한 신규 천연물 의약품을 개발할 수 있음. 나. 기대 효과 - 본 연구를 통해 항암치료 또는 항암치료의 부작용 치료에 있어 천연물 의약품과 양방의 복합 치료를 할 수 있는 임상적 기초자료를 제공함. - 항암치료에서의 임상자료가 부족한 천연물 의약품에 대한 임상 연구 및 제품화의 견인차 구실을 할 것임. - 항암 방사선 치료시 불가피하게 발생하는 폐 독성을 감소시키고 치료를 촉진하여 폐암 환자의 사망률을 낮추고 삶의 질을 향상시킬 수 있음. 또한, 부작용 치료에 소요되는 의료비 지출을 감소시킬 수 있음. - 항암치료 부작용에 있어 천연물 의약품의 유효성 입증은 기초·임상 연구의 촉발, 의료·제약 부분의 산업화에 중요한 자료를 제공하여 천연물 의약품 수요 증가의 원동력이 될 것임. 이는 천연물 의약품 개발의 국가 경쟁력 향상 및 미충족 의료영역에 대한 치료법을 제시하여 한국형 바이오 산업의 육성에 기여할 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 오미진
• 주관연구기관 : 한림제약(주)
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 방사선 폐렴;항암화학방사선치료;폐암;천연물 의약품;임상2a; 2. Radiation Pneumonitis;Chemoradiotherapy;Lung Cancer;HL301;Phase 2a;

생명체가 활동을 유지하기 위한 거의 모든 생명활동은 아미노산으로 이루어진 단백질이 매개한다. 세포 내에서 여러 대사 반응을 촉매하고 조절하는 효소들뿐만 아니라, 세포 외부에서의 자극 및 환경 변화에 대한 적응을 유도하는 신호전달체계 또한 단백질에 절대적으로 의존하고 있다. 따라서 단백질의 변이, 결실, 과다, 부족 등은 때때로 중요한 질병의 원인이 되며, 이를 파악하고 치료제를 개발하기 위한 노력이 다방면으로 진행 중이다. 단백질은 20개의 아미노산(amino acid)의 조합으로 이루어져 세포 내 DNA로부터 전사(transcription)된 RNA와 리보솜으로부터 번역(translation) 과정을 거쳐 3차원 구조를 형성한다. 이때 각 아미노산 주형 및 잔기에 존재하는 다양한 쌍극자에 의해 수소결합이 형성되며 각 단백질은 고유한 삼차원 구조를 형성함으로써 고유한 기질에 대한 특이적 활성을 띤다. 따라서 단백질의 구조를 파악하는 것은 단백질이 가지는 고유한 기능이 작동하는 메커니즘을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 이를 기반으로 하여 활성을 제어할 수 있는 약물 설계 및 발굴에 중요한 기초를 제공한다.
이를 위해 X선 결정학(X-ray crystallography), 핵자기공명분광법(Nuclear Magnetic resonance, NMR), 초저온투과전자현미경(Cryo-electron microscopy) 등 여러 기술이 개발되어 활용되고 있다. 보다 최근에는 딥러닝(Deep learning) 기술을 활용한 AlphaFold I, II가 개발되어 전 세계적인 충격을 주고 있다. 본 보고서에서는 이 기술들에 대해 간단한 소개와 최신 결과에 대해 논의하고자 한다.
 

• 연구책임자 : 이병진
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20211129
• Keyword :

◆ 장소 : online
◆ 일시 : 2021/11/22 ~ 2021/11/24
◆ 회의개요
유럽 방사선 분야 주요 기구들이 주관하는 European Radiation Protection Week(ERPW)가 2021년 11월 22일부터 24일까지 온라인 비대면 회의로 개최되었다. 이번 제5회 ERPW는 MEENAS group (ALLIANCE, EURADOS, EURAMED, MELODI, NERIS, and SHARE)을 대신하여 EURAMED에서 주관하였고, 학술대회는 초청 강연, 심포지엄, 디지털 포스터 발표, EURAMED Rocc-n-Roll Project Workshops으로 구성되었으며 방사선방호 분야의 다양한 연구 성과를 발표하고 토론하였다.

◆ 차례
1. ERPW 학회 소개
2. 초청 강연 세션
3. Radioecology and Emergency Preparedness 세션
4. Dosimetry in the Medical Context 세션
5. Low-Dose Research 세션
6. General Dosimetry and Various Topics 세션
7. Medical Radiation Protection 세션
8. 디지털 포스터 발표 세션
9. 기타 워크숍
10. 분석을 마치며
* 참조: 학회에 참가했던 국내외 한인 과학자와 해외 과학자(일부)의 소속
 

• 연구책임자 : 이영현
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20211228
• Keyword :

○ Hypoxic condition에서 endothelial cell이 tumor cell의 HIF-1α 단백질 발현에 미치는 영향 규명 및 기전 연구 ▪ 저산소 환경에서 혈관내피세포에 의해 증가되는 종양세포의 악성화 지표 관찰 ▪ 저산소 환경에서 혈관내피세포에 의해 유발되는 종양세포의 악성화에 기여하는 인자 및 기전 발굴 연구 ▪ 저산소 환경에서 발굴된 종양세포 악성화 관련 인자의 표적화에 따른 방사선 치료 저항성 극복 연구 ○ 방사선 조사된 대식세포에 의한 종양세포의 성상변화 연구 ▪ 방사선 조사에 의한 대식세포의 생리활성물질 생성 변화를 유발하는 표적 유전자발굴 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 김성대
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 대식세포;혈소판;저산소;기질세포;혈관내피세포; 2. macrophage;platelets;hypoxia;stromal cell;endothelial cell;

▢ 세포주 및 동물모델을 이용하여 저선량 및 저선량률 방사선에 의한 생체 영향 확인 및 기전 연구 수행 ○ 저선량률 chronic exposure (3.4mGy/h)그룹이 고선량률 조사 (50.9Gy/h) 그룹보다 정자의 생성 및 기형률에 더 많은 피해를 준다는 사실을 확인함 ○ 생쥐 소장에서 저선량 방사선에 의해 발현이 유도되는 G6PC2와 MUC6가 저선량 방사선 (100mGy 이하) 특이적으로 발현이 유도됨을 확인함 ○ 저선량 방사선 생체 영향 연구를 위해, extracellular vesicle의 분리 조건 및 검증조건을 확립함 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이창근
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 저선량 방사선;선량률;고환;세포바깥소포체; 2. low-dose radiation;dose-rate;testis;extracellular vesicles;

원전사고 및 방사능 테러 등 다목적 방사능 재난 상황에 대응이 가능한 방사능 영상화 검출기를 개발하기 위해 줌 기능을 구현하기 위한 가변형 콜리메이터와 고해상도 감마선 영상화 검출기를 개발하였으며, 광학 및 열영상 장비와 융합하여 그 성능을 정량적으로 평가함. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이학재
• 주관연구기관 : 아라레연구소
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : 1. 줌 콜리메이터;모니터링 시스템;감마 카메라;방사선 계측기;방사선 재난; 2. Zoom Collimator;Monitoring System;Gamma Camera;Radiation Detector;Radiation Accident;