초록 ▼

□ 연구개요
노화에 의해 발생하는 혈액-뇌장벽(blood-brain barrier, BBB) 손상이 노년기 인지장애 및 치매에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있음. 본 연구는 정교하게 자극패턴과 자극부위를 조절할 수 있는 동물용 초소형 LED기반 광자극 기기를 개발/적용하여 BBB 손상 표적인자를 조절함으로써 인지기능장애 조절과 치매 예방에 대한 새로운 융합치료기술을 개발, 임상적 근거를 마련하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 1차년: 동물용 초소형 LED기반 광자극기기 개발
1) 동물용

□ 연구개요
노화에 의해 발생하는 혈액-뇌장벽(blood-brain barrier, BBB) 손상이 노년기 인지장애 및 치매에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있음. 본 연구는 정교하게 자극패턴과 자극부위를 조절할 수 있는 동물용 초소형 LED기반 광자극 기기를 개발/적용하여 BBB 손상 표적인자를 조절함으로써 인지기능장애 조절과 치매 예방에 대한 새로운 융합치료기술을 개발, 임상적 근거를 마련하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 1차년: 동물용 초소형 LED기반 광자극기기 개발
1) 동물용 초소형 LED기반 광자극 실험장치 1건 제작함: 정교한 자극이 가능하고 쥐의 머리구조에 맞는 자극장치이자 행동실험에 적합한 자극장치임
2) 인지장애 동물모델 2건 제작
2. 2차년: 자극패턴과 자극부위를 조합한 초소형 LED기반 광자극 기술의 인지기능 손상 치료효능 평가
1) 인지장애 동물모델에서 광자극을 통한 인지기능 개선 효능을 평가함
- 스펙트럼에 따른 효능평가 3건: 630nm, 850nm, 940nm
- 자극패턴에 따른 효능평가 2건: 예방효과, 치료효과
- 동물모델에 따른 효능평가 2건: photothrombosis, MCAO
3. 3차년: 초소형 LED기반 광자극 기술의 BBB 손상 표적인자 조절, 인지기능 장애 개선과 치매예방에 관여하는 분자·의학적 기전규명
1) 광자극 기술이 뇌손상 표적인자를 조절하는 분자·의학적 기전규명
- 병리조직학적 기능성 분석 4건: NeuN, GFAP, Iba-1, CD31
2) 광자극이 인지기능 장애 개선과 치매예방에 관여하는 분자·의학적 기전규명
- 신호전달 표지인자 분석 2건: AIM2, IL-1β, arginase-1과 IL-10
- 광자극을 통한 인지장애 병리과정 조절에 관여하는 기전규명 2건: AIM2 inflammasoem- mediated pyroptosis, microglia polarization
4. 4차년: 인지기능 장애 개선과 치매 예방을 위한 최적의 LED기반 융합 광자극기술 도출 및 적응증 확대 가능성 연구
1) 도출된 최적의 LED기반 융합 광치료기술의 임상적용 가능성 검토 및 근거 확보
– 본 연구진행 시 밝혀진 비임상 결과를 근거로 임상적용 연구진행 1건
2) 다른 인지기능저하 관련 뇌질환(예: 우울인지장애 등)으로 LED기반 광치료기술의 적응증 확대 가능성 검토
– 우울인지장애모델에서 LED기반 광치료기술의 인지기능 개선 가능성 연구 1건: 850-nm LED기반 광자극은 스트레스 저항력을 촉진하고 CSDS에 의해 활성화 된 microglia를 부분적으로 억제함으로써 우울증상을 완화시킴을 확인

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
– LED기반 융합 광자극기술 개발은 인지장애는 물론 치매, 파킨슨병, 뇌전증, 정신장애 등의 난치성뇌질환에 적용할 수 있음.
– 융합치료기술을 이용하여 항치매제로 치료되지 않는 다양한 원인의 인지장애의 치료에 기여할 수있음.
– 본 연구에서 개발된 기기 및 근거자료는 치매치료 분야에서 고부가 가치형, 기술집약형 국내 산업기반의 활성화, 고급인력 배출, 과도한 수입우위 산업구조 정상화 등의 다양한 산업적 효과가 기대됨.
– 빅데이터, 인공지능(AI) 등 첨단기술과 융합을 통한 미래선도 기술을 확보하고, 관련 분야의 신산업 창출을 기대할 수 있음.
– 인지장애로 고통 받는 환자들의 경제적 부담을 경감시키고 국가 건강보험 재정 감소 역시 완화시키는 효과를 거둘 수 있으므로, 궁극적으로 국가적 의료복지 수준 향상에 기여할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 ... 4
• 나. 연구의 목표 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 가. 1차년도 연구목표: 자극패턴과 자극부위를 조합한 복합치료 기술의 인지기능 손상 치료효능 평가 ... 7
• 나. 2차년도 연구목표: 자극패턴과 자극부위를 조합한 복합치료 기술의 인지기능 손상 치료효능 평가 ... 8
• 다. 3차년도 연구목표: 초소형 LED기반 광자극 기술의 BBB 손상 표적인자 조절, 인지기능 장애 개선과 치매예방에 관여하는 분자·의학적 기전규명 ... 10
• 다. 4차년도 연구목표: 인지기능 장애 개선과 치매 예방을 위한 최적의 LED기반 융합 광자극기술 도출 및 적응증 확대 가능성 연구 (Manuscript preparation) ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 가. 연구개발 결과의 중요성 ... 15
• 나. 기술적 측면의 기대효과 ... 15
• 다. 경제적·산업적 측면의 기대효과 ... 15
• 라. 융‧복합 뇌과학자 양성에 기여 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 가. 성과관리 추진체계 및 활용방안 ... 15
• 나. 추가연구의 필요성 ... 15
• 다. 타 연구에의 응용 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 17
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 27