초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
① 인공지능 기반 약물 표적 예측 모듈, ② 인공지능 기반 가상약물탐색 모듈, ③신규 화합물 구조 설계 및 선도물질 최적화 모듈, ④ 약물 초기독성 예측 모듈로 구성된 ⑤ 통합형 인공지능 신약개발 플랫폼을 개발하고 서비스하며 이를 활용한 퇴행성 뇌질환 선도물질 도출

□ 연구개발성과
○ (플랫폼) 인공지능기반 신약 개발을 위한 플랫폼의 구성 모듈의 개발 및 고도화
- 데이터마이닝을 통한 정보 추출, 데이터 수집 및 축적, 표준화: 모델 학습을 위한 화합물 데이터 6,179만개 구축

□ 연구의 목적 및 내용
① 인공지능 기반 약물 표적 예측 모듈, ② 인공지능 기반 가상약물탐색 모듈, ③신규 화합물 구조 설계 및 선도물질 최적화 모듈, ④ 약물 초기독성 예측 모듈로 구성된 ⑤ 통합형 인공지능 신약개발 플랫폼을 개발하고 서비스하며 이를 활용한 퇴행성 뇌질환 선도물질 도출

□ 연구개발성과
○ (플랫폼) 인공지능기반 신약 개발을 위한 플랫폼의 구성 모듈의 개발 및 고도화
- 데이터마이닝을 통한 정보 추출, 데이터 수집 및 축적, 표준화: 모델 학습을 위한 화합물 데이터 6,179만개 구축, 가상 약물 탐색을 위한 화합물은행 50만종 및 구매가능 화합물 9백만 종 라이브러리 구축
- 생물학적 지식을 통합한 그래프 데이터베이스 구축 및 생물학 지식 그래프 기반 표적 탐색 모델 개발
- 오믹스 데이터 및 메타 데이터 기반 표적 발굴 모델 개발
- 제시된 표적 단백질에 결합하는 신규 화합물 구조를 설계하는 딥러닝 기반 합성 약물 설계 모델 개발
- ADME-Tox 중 간 독성, 심장 독성, Androgen Receptor 독성 그리고 BBB 투과도를 예측하는 기계학습 기반 모델 개발
- 개발된 모델/모듈의 API 구축 및 통합 신약개발 플랫폼 구축
○ (실험적 검증) 인공지능 신약 개발 플랫폼을 활용하여 퇴행성 뇌질환 치료 타겟인 Akt activator의 in vitro (cell-based assay) 검증 수행
- 표적 검증 연구: 표적 검증을 위해 알츠하이머병, 헌팅턴병, 실조증 세포 모델 구축. Akt1 activator인 SC-79가 세포 모델에서 cell viability를 향상시킴을 검증. 이로써 표적 발굴 모델의 정확도가 신뢰할만하며, Akt1을 여러 퇴행성뇌질환의 표적으로 사용할 수 있음을 보임.
- 약효평가 연구: 표적관련 AKT activator 및 MAO-B inhibitor 관련 약리효능 평가. 고효율의 AKT1 activator 및 MAO-B inhibitor screening 평가법을 구축하고 빠른 유효성 검증을 통하여 각기 5종의 유효물질 및 7종의 초기선도물질을 도출
○ (연구성과)
- 1단계의 연구성과로 SCI 논문 6편 (Bioinformatics 2편, BMC Microbial Cell Factory 1편 등) 및 특허 3건 (국내특허) 출원.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 인공지능 신약개발 플랫폼은 표적발굴에서부터 전임상단계까지를 모두 가상의 컴퓨터 환경에서 실행되도록 구현되었음. 이의 서비스를 통해 국내 신약 개발분야의 발전을 촉진할 것으로 예상함.
○ 질병에 대한 미충족 수요 (unmet need)가 높은 퇴행성뇌질환 치료제 개발은 신규시장의 개척가능성이 매우 높은 분야로 효과적인 치료제 개발 시 거대품목으로 성장이 예견됨
- 1단계를 통해 도출된 MAO-B 관련 7종의 초기 선도물질은 안전성, 약물성 예측에서 우수한 약물학적 profile을 보이는 것으로 분석되어 2단계 연구를 통해 신약 후보물질을 도출할 예정
○ 연구개발과정에서 확보한 양질의 신약정보 빅데이터와 구축된 인공지능 기반 예측기술은 퇴행성 뇌질환 뿐 아니라 다양한 질병의 선도물질을 도출하는데 활용될 수 있는 범용 기술로, 이를 활용하여 후속 치료제 (Next Generation) 개발을 가속화하고, 국내 신약 개발 경쟁력을 높일 것임
○ 선도 물질 탐색용 인공지능 플랫폼의 비즈니스 가치 확보
- 개발된 플랫폼 활용을 통해 수요자(제약회사)들과 신약개발 공동연구

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-1. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-2. 대표적 성과 ... 51
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 52
• 3-1. 목표 ... 52
• 3-2. 목표 달성여부 ... 52
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 53
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 54
• 붙임. 참고문헌 ... 55
• 끝페이지 ... 56