초록 ▼

연구의 목적 및 내용
자기공명영상을 기반으로 한 집속초음파를 활용함으로써 중추신경계질환을 위한 표적약물 전달 치료법의 구축을 목표로 함. 그에 따른 세부 연구 개발 목표는 아래와 같음.

• 자기공명영상장비에 대해 호환성을 갖는 초음파구동시스템(MRgFUS) 및 연구시스템을 구축
• 항암제내성의 암세포모델의 확립을 통해 전이성뇌종양과의 유사성 향상
• 확립된 암세포모델을 이용한 전이성뇌종양 동물모델 구축 및 전이성뇌종양 동물모델에 대한 MRgFUS 치료의 효과 검증
• 연구과정을 통해 얻어진 결과로

연구의 목적 및 내용
자기공명영상을 기반으로 한 집속초음파를 활용함으로써 중추신경계질환을 위한 표적약물 전달 치료법의 구축을 목표로 함. 그에 따른 세부 연구 개발 목표는 아래와 같음.

• 자기공명영상장비에 대해 호환성을 갖는 초음파구동시스템(MRgFUS) 및 연구시스템을 구축
• 항암제내성의 암세포모델의 확립을 통해 전이성뇌종양과의 유사성 향상
• 확립된 암세포모델을 이용한 전이성뇌종양 동물모델 구축 및 전이성뇌종양 동물모델에 대한 MRgFUS 치료의 효과 검증
• 연구과정을 통해 얻어진 결과로 MRgFUS를 이용한 중추신경계질환에 대한 새로운 치료법을 제시하고 임상으로의 적용가능성 향상

연구결과
• 자기공명영상 기반의 집속초음파 시스템의 구축: 3T MR system과 MR-compatible FUS system을 이용하여 전임상 연구를 위한 MRgFUS system을 구축함.
• 전이성뇌종양 동물모델 구축: 항암제 약물처리를 통해 종양의 항암제 내성을 유도하고 이를 동물의 뇌에 이식하여 전인성 뇌종양 동물모델을 구축함.
• MRgFUS 시스템을 활용한 반복적 BBB-opening의 안전성 평가: 마이크로버블과 집속초음파를 이용하여 안전하게 BBB-opening을 유도하는 치료조건을 확립하고, 반복적 치료의 안전성을 검증하여 종양동물의 치료프로토콜을 구축함.
• 항암제 내성의 유방암 뇌전이 동물모델 치료: BBB-opening과 항암제의 반복적 병행치료를 통해 종양치료 효율을 검증하고, 치료에 따른 생존율 증가 효과를 검증함.

연구결과의 활용계획
MRgFUS 시스템
• 초음파를 이용한 중추신경계질환 치료 및 진단약물 전달로 활용범위를 확장함.
• 표적약물의 전달뿐만 아니라 acoustic ablation 및 초음파를 이용한 신경제어 연구에도 활용할 수 있음.

항암제내성의 유방암의 동물모델
• 전이성종양을 가진 임상 환자에 대한 동물모델의 유사성을 높이며, 이를 이용한 연구를 통해 임상적용을 향한 단계를 줄일 수 있음.
• 항암제내성의 종양모델 확립의 기술은 개발중인 신약개발 임상 적용 가능성의 검증에 활용할 수 있음

MRgFUS의 BBB-opening을 활용한 뇌종양치료
• 뇌신경질환에 대해서 활용되지 못했던 약물들의 표적전달을 가능하게 하고 효율적인 약물전달 방법을 제시함으로써 치료 효율 증가를 유도함.
• MRgFUS를 이용한 BBB-opening을 활용하여 치료약물의 전달 뿐만 아니라 줄기세포 또는 만능세포와 같은 세포의 표적전달에 대한 가능성을 보여줄 수 있음.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
This study was designed to develop an MR-guided Focused Ultrasound(MRgFUS) system for targeted drug deliver across the blood-brain barrier (BBB) for CNS disease treatment. The specific aims are followed:
• Construction of MR-compatible FUS system
• Developing drug-resistant

Purpose&contents
This study was designed to develop an MR-guided Focused Ultrasound(MRgFUS) system for targeted drug deliver across the blood-brain barrier (BBB) for CNS disease treatment. The specific aims are followed:
• Construction of MR-compatible FUS system
• Developing drug-resistant tumor model & disease animal model
• Evaluation of the effect of the BBB-opening treatment using MR&FUS combined with microbubbles

Result
• MRgFUS system: MR-compatible FUS system has been constructed by using a single element FUS transducer. The system is operatable with 3T MR scanner.
• Breast cancer brain metastasis model: Drug-resistance of human breast cancer has been induced by treating cells with anti-cancer agent. By inoculating drug-resistant breast cancer in the animal brain, breast cancer brain metastasis model has been established.
• BBB-opening protocol: injection dose of microbubbles and operating conditions of FUS to safely opening BBB has been optimized. Safety of the FUS protocol has been evaluated by repeating BBB-opening.
• Therapeutic effects of BBB-opening: Therapeutic effects of chemotherapy combined with BBB-opening by MRgFUS treatment and microbubbles has been evaluated. The enhancement of survival rate has also been evaluated.
Twenty percents of the animals treated with chemotherapy and BBB-opening showed ehanced results in tumor growth control and survival rate.

Expected Contribution
MRgFUS system
• The system can be used in extended research area for central nervous system diseases.
• It can be used in the studies for not only targeted drug delivery but also acoustic ablation and neuromodulation.
Drug-resistant breast caner animal model
• The animal model can be used as a metastasis model which has higher compatability with cancer patients in clinic.
• Drug-regisistant tumor model can be used for evaluating the possibility of newly developed therapeutic agent for cancer treatment.
Brain cancer treatment using MRgFUS의 BBB-opening
• It can enhance the delivery of treatment-agent which have high therapeutic effect but low delivery rate on CNS diseases. Therefor, it can enhance the therapeutic outcomes of new treatment.
• BBB-opening by FUS and microbubbles under the guidance of MR can be used for evaluating targeted delivery of cells such as stem cells and multifunctional cells.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 18
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 20
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 20
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22
• 8. 참고문헌 ... 22
• 9. 연구성과 ... 29
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 30
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 30
• 12. 기타사항 ... 30
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 31
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 36
• 끝페이지 ... 37