보고서 정보
주관연구기관 |
강원대학교 Kangwon National University |
연구책임자 |
김현욱
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2022-06 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
교육부 Ministry of Education |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO202300006778 |
과제고유번호 |
1345351102 |
사업명 |
이공학학술연구기반구축 |
DB 구축일자 |
2023-09-13
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초록
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□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 바이러스 감염 대표적 특성을 모방한 One-Step 양친매성 고분자 기반의 나노 구조체 기술 개발로서, 인플루엔자의 활성 산소 발현 차이에 의한 아형 구분 진단 및 치료하는 것을 최종 목표로 함.
○ 전체 내용
인플루엔자는 사람을 포함한 포유류 및 조류에서 호흡기 감염을 일으키며, 숙주 세포 내 중복감염 등을 통하여 유전자의 교환이 일어나면 종간 장벽을 넘어서는 형질을 획득할 수 있음. 기존 인플루엔자 진단 기술은 신속진단키트, 분자 진단법, 세포 배양
□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 바이러스 감염 대표적 특성을 모방한 One-Step 양친매성 고분자 기반의 나노 구조체 기술 개발로서, 인플루엔자의 활성 산소 발현 차이에 의한 아형 구분 진단 및 치료하는 것을 최종 목표로 함.
○ 전체 내용
인플루엔자는 사람을 포함한 포유류 및 조류에서 호흡기 감염을 일으키며, 숙주 세포 내 중복감염 등을 통하여 유전자의 교환이 일어나면 종간 장벽을 넘어서는 형질을 획득할 수 있음. 기존 인플루엔자 진단 기술은 신속진단키트, 분자 진단법, 세포 배양법이 있지만, 소요 시간 및 기술적인 제한이 있음. 인플루엔자 감염에 의한 염증 반응으로 세포 내 활성 산소가 발현하게 됨. 전도성 고분자는 활성 산소 등 산화 환원력을 갖고 있는 생체 분자에 의해 도핑이 되어 600 내지 1100 nm의 파장 영역에서 흡광을 갖음. 현재, 새로운 인플루엔자 바이러스의 출현에 따른 신속한 진단 및 국가 방역 대책에 대해서 널리 이용할 수 있기 때문에, 인플루엔자 바이러스 아형 구분은 필요함. 인플루엔자 바이러스 아형 별 활성 산소 발현 량은 차이가 있으며, 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 이용하여 아형 구분이 가능 함. 인플루엔자 감염을 억제하는 방법으로는 주로 백신과 항바이러스제가 사용되고 있음. 장기사용시 내성바이러스가 출현할 수 있는 문제점을 가지고 있음. 인플루엔자 바이러스뿐만 아니라, 향후 발생할 수 있는 내성바이러스에 모두 억제 효과를 갖는 방향으로 치료가 이루어져야 함. 바이러스 감염 모방형 나노 구조체는 항원 기반의 치료방법이 아닌, 인플루엔자 바이러스 증식을 억제 방법이기 때문에, 개발이 필요함. 인플루엔자 바이러스 신속한 진단 및 아형 별 구분뿐만 아니라 치료를 하여, 기존 기술과 다른 신규 원천 기술 개발로 국가적 재단대응과 인류 복지를 도모하고자 함. 특히, 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 기반 진단 및 치료시스템은 신속한 진단, 높은 선택성 및 치료능이 중요한 요인으로 뽑히는 만큼, 선택성 및 효율성을 추구함. 과제 수행기간 동안 소재 발굴 및 개발부터 세포 내/외 검증에 이르기까지 바이러스 감염 모방형 나노 구조체의 제어 시스템 개발을 통한 개발/평가/검증 시스템 구축이 매우 중요함. 이를 위해, 1차년도에는 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 형성, 2차년도에는 개발된 나노 구조체를 이용하여 인플루엔자 바이러스 아형 구분 진단, 그리고 3차년도에는 인플루엔자 바이러스 진단 및 치료뿐만 아니라, 다른 바이러스 적용 가능성 확인하는 것을 목표로 함.
(1) 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 형성
활성 산소 감응 양친매성 고분자는 메톡시 폴리에틸렌글리콜 아닐린기를 이용하여, 아닐린 단량체를 중합 시킴. 중합된 고분자를 이용하여, 자기 조립화 활성 산소 감응 나노 구조체를 형성. 활성 산소 감응 나노 구조체에 바이러스 표면 단백질 모방 펩타이드와 시알산을 결합함으로써, 인플루엔자 결합과 세포 감염에 효율적인 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 형성.
(2)개발된 나노 구조체를 이용한 인플루엔자 바이러스 아형 구분 진단
인플루엔자 바이러스 감염된 세포에서 바이러스 감염 모방형 나노 구조체의 활성 산소에 의한 흡광 세기를 측정함으로써, 인플루엔자 감염에 대한 진단을 확인함. 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 이용하여10 종 이상의 다른 아형 인플루엔자 바이러스에 대한 서로 다른 흡광 세기를 확인함으로써 인플루엔자 바이러스 아형을 구분함.
(3)인플루엔자 바이러스 진단 및 치료와 다른 바이러스 적용 가능성 확인
바이러스 감염 모방형 나노 구조체가 인플루엔자 바이러스와 결합하여 세포 내 유입이 이루어지며, 인플루엔자 아형 구분 진단이 이루어짐과 동시에 증식 억제에 의한 치료가 이루어짐. 인플루엔자 외 다른 바이러스 모방형 나노 구조체를 형성하여, 진단 및 치료 가능성 확인함.
○ 1단계
● 목표
본 연구는 바이러스 감염 대표적 특성을 모방한 One-Step 양친매성 고분자 기반의 나노 구조체 기술 개발로서, 인플루엔자의 활성 산소 발현 차이에 의한 아형 구분 진단 및 치료하는 것을 최종 목표로 함.
● 내용
인플루엔자는 사람을 포함한 포유류 및 조류에서 호흡기 감염을 일으키며, 숙주 세포 내 중복감염 등을 통하여 유전자의 교환이 일어나면 종간 장벽을 넘어서는 형질을 획득할 수 있음. 기존 인플루엔자 진단 기술은 신속진단키트, 분자 진단법, 세포 배양법이 있지만, 소요 시간 및 기술적인 제한이 있음. 인플루엔자 감염에 의한 염증 반응으로 세포 내 활성 산소가 발현하게 됨. 전도성 고분자는 활성 산소 등 산화 환원력을 갖고 있는 생체 분자에 의해 도핑이 되어 600 내지 1100 nm의 파장 영역에서 흡광을 갖음. 현재, 새로운 인플루엔자 바이러스의 출현에 따른 신속한 진단 및 국가 방역 대책에 대해서 널리 이용할 수 있기 때문에, 인플루엔자 바이러스 아형 구분은 필요함. 인플루엔자 바이러스 아형 별 활성 산소 발현 량은 차이가 있으며, 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 이용하여 아형 구분이 가능 함. 인플루엔자 감염을 억제하는 방법으로는 주로 백신과 항바이러스제가 사용되고 있음. 장기사용시 내성바이러스가 출현할 수 있는 문제점을 가지고 있음. 인플루엔자 바이러스뿐만 아니라, 향후 발생할 수 있는 내성바이러스에 모두 억제 효과를 갖는 방향으로 치료가 이루어져야 함. 바이러스 감염 모방형 나노 구조체는 항원 기반의 치료방법이 아닌, 인플루엔자 바이러스 증식을 억제 방법이기 때문에, 개발이 필요함. 인플루엔자 바이러스 신속한 진단 및 아형 별 구분뿐만 아니라 치료를 하여, 기존 기술과 다른 신규 원천 기술 개발로 국가적 재단대응과 인류 복지를 도모하고자 함. 특히, 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 기반 진단 및 치료시스템은 신속한 진단, 높은 선택성 및 치료능이 중요한 요인으로 뽑히는 만큼, 선택성 및 효율성을 추구함. 과제 수행기간 동안 소재 발굴 및 개발부터 세포 내/외 검증에 이르기까지 바이러스 감염 모방형 나노 구조체의 제어 시스템 개발을 통한 개발/평가/검증 시스템 구축이 매우 중요함. 이를 위해, 1차년도에는 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 형성, 2차년도에는 개발된 나노 구조체를 이용하여 인플루엔자 바이러스 아형 구분 진단, 그리고 3차년도에는 인플루엔자 바이러스 진단 및 치료뿐만 아니라, 다른 바이러스 적용 가능성 확인하는 것을 목표로 함.
(1) 바이러스 감염 모방형 나노 구조체 형성
활성 산소 감응 양친매성 고분자는 메톡시 폴리에틸렌글리콜 아닐린기를 이용하여, 아닐린 단량체를 중합 시킴. 중합된 고분자를 이용하여, 자기 조립화 활성 산소 감응 나노 구조체를 형성. 활성 산소 감응 나노 구조체에 바이러스 표면 단백질 모방 펩타이드와 시알산을 결합함으로써, 인플루엔자 결합과 세포 감염에 효율적인 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 형성.
(2)개발된 나노 구조체를 이용한 인플루엔자 바이러스 아형 구분 진단
인플루엔자 바이러스 감염된 세포에서 바이러스 감염 모방형 나노 구조체의 활성 산소에 의한 흡광 세기를 측정함으로써, 인플루엔자 감염에 대한 진단을 확인함. 바이러스 감염 모방형 나노 구조체를 이용하여10 종 이상의 다른 아형 인플루엔자 바이러스에 대한 서로 다른 흡광 세기를 확인함으로써 인플루엔자 바이러스 아형을 구분함.
(3)인플루엔자 바이러스 진단 및 치료와 다른 바이러스 적용 가능성 확인
바이러스 감염 모방형 나노 구조체가 인플루엔자 바이러스와 결합하여 세포 내 유입이 이루어지며, 인플루엔자 아형 구분 진단이 이루어짐과 동시에 증식 억제에 의한 치료가 이루어짐. 인플루엔자 외 다른 바이러스 모방형 나노 구조체를 형성하여, 진단 및 치료 가능성 확인함.
□ 연구개발성과
바이러스 감염 대표적 특성을 모방한 One-Step 양친매성 고분자 기반의 나노 구조체 기술 개발로서, 인플루엔자의 활성 산소 발현 차이에 의한 아형 구분 진단 및 치료의 연구개발 성과를 달성하였음.
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
인플루엔자 아형 구분 및 치료 시스템을 제품화함으로써 동물 의료계 시장뿐만 아니라 인간 의료계 시장에 대한 공략이 확대할 것으로 기대할 수 있음. 또한 본 과제로 개발된 기술을 통한 우월성, 진보성 및 신규성 확보로 진단 및 치료 시장에 독보적 기술을 구축할 수 있음. 검역/방역 전문기관 등에서의 인플루엔자 진단 및 치료 기법으로 활용하여 신속한 대응 능력 제고. 진단 및 치료 시장 진입 확보에 있어서, 아형 구분의 소요 시간이 오래 걸리는 상황에서 기술적 우위를 선점이 가능하며, 동시에 치료가 이루어짐으로써, 시장 진입 확보로 가능함. 바이러스 감염 모사 나노 구조체로 응용된 진단 및 치료 시스템을 통해 신속한 진단 및 치료가 가능하며, 더 나아가 나노 구조체 감응 특성을 통해 인플루엔자 아형 구분이 가능함. 기존 시장과 다른 진단 및 치료 시스템으로 기술적 측면에서 우수하며 신진기술 확보를 통하여 국가 신성장 기술로 기대됨. 바이오 진단 및 치료 시장이 지속적으로 성장하고 있고 국내 기업들의 많은 투자를 하고 있는 실정에 신규 진단 및 치료 기술을 제공하고 국내 기업의 기술 경쟁력 증진에 기여할 수 있음. 기존 진단 및 치료 시스템 대비 동시 진단 및 치료가 가능함으로써, 산업적/경제적 가치가 우수함. 최근 매년 지속적으로 인플루엔자 창궐이 이루어지고 있으며, 감염병 진단 및 치료에 대한 관심이 증가하고 있어 신진기술로서 국가경쟁력을 제고시킬 수 있음.
(출처 : 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요약문 ... 2
- 목차 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
- 1) 연구수행 결과 ... 9
- 2) 목표 달성 수준 ... 9
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 11
- 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 11
- 1) 연구성과 ... 11
- 2) 연구성과 활용계획 ... 14
- 6. 참고문헌 ... 14
- 끝페이지 ... 14
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