초록 ▼

※ 연구개발 목표 및 내용
□ 최종 목표
● 새로운 생물 의학 기반 나노물질의 개발이 증가함에 따라, 질병 진단에서 치료를 위한 백신 개발에 이르는 생물 의학 임상 응용을 위한 생물학적 시스템의 면역학적 독성 반응 및 분자 표적화 결로 매커니즘에 대한 더 많은 이해가 요구됨.
● 질량기반 유세포분석법(CyTOF)과 다중오믹스 데이터 분석법(단일 세포 RNA 시퀀싱)은 1차 인간 세포주 속 나노물질 기반의 QSAR 모델을 통한 이종면역군의 독성 및 유의발현유전자의 반응을 조사하기 위해 상호보완적으로 사용됨.
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※ 연구개발 목표 및 내용
□ 최종 목표
● 새로운 생물 의학 기반 나노물질의 개발이 증가함에 따라, 질병 진단에서 치료를 위한 백신 개발에 이르는 생물 의학 임상 응용을 위한 생물학적 시스템의 면역학적 독성 반응 및 분자 표적화 결로 매커니즘에 대한 더 많은 이해가 요구됨.
● 질량기반 유세포분석법(CyTOF)과 다중오믹스 데이터 분석법(단일 세포 RNA 시퀀싱)은 1차 인간 세포주 속 나노물질 기반의 QSAR 모델을 통한 이종면역군의 독성 및 유의발현유전자의 반응을 조사하기 위해 상호보완적으로 사용됨.
● 연구결과의 참신함을 바탕으로, 양측 연구단은 연구방법론의 교류, 자료내용의 정량분석, 사업화 방안, 법적문서, 연구기관의 정책, 다양한 실천전략 등을 논의함.

□ 전체 내용
● 생체 의학 나노물질이 인체에 미치는 악영향, 특히 면역 체계에 미치는 독성을 평가하기 위해 나노물질의 노출에 따른 이종면역세포군의 형질을 볼 수 있는 고차원 단세포 분석 기법인 질량기반 유세포분석기(Mass Cytometry)를 사용함.
● 다중오믹스(전사체학, 독성유전체학, 단백질체학) 분석 도구는 나노물질 독성학의 물리적, 화학적, 환경적 성질을 탐구할 수 있어 1차 인간 세포주 ex vivo 모델에서 나노물질의 작용기전(MOA) 및 독성발현경로(AOP)를 특성화 할 수 있음.
● 따라서, 이러한 새로운 전략은 나노독성 평가에 사용되는 in vivo 동물 실험 모델의 감소를 지원하는 새로운 예측 모델, 연구방법론, 정량/정성적 분석을 구축하기 위한 생물학 기반 접근방식 시스템 분석을 위해 필요하며, 마찬가지로 이 전략은 실제 적용을 위해 인체 건강의 부작용에 대한 ex vivo 연구의 전조가 될 수 있음.

□ 1년차
● 목표
○ 질량기반 유세포 분석법 및 유도결합플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)를 통한 나노 물질의 세포 연관성 및 독성 메커니즘의 생체 외 분석
○ 나노 물질 처리에 의해 다르게 표현된 유전자 (DEG) 의 다중 오믹스 분석
● 내용
○ 단일 세포의 질량기반 유세포 분석법 및 유도결합플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)를 통한 1차 인간 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)와 같은 다양한 세포주에서 나노입자와 세포 간의 상간관계 및 독성 메커니즘에 대한 생체 외 분석은 세포 내의 나노입자의 침투에 대해 특성화 하는 데 필요.

○ 다중 오믹스 분석과 mRNA 서열 분석, 단일 세포 RNA 시퀀싱 분석(sc-RNA seq) 및 빅데이터 전사체 분석과 같은 in silico 생물 정보학 분석을 통해 나노물질을 처리했을 때 다르게 발현된 유전자(DEG)의 전사체 분석.

※ 연구개발성과
인간 말초 혈액 골수 세포(PBMC) 및 인간 폐암 세포주와 같은 인간 세포주에서 나노입자와 세포의 상호 작용에 대한 이전 연구가 보고됨. 질량기반 유세포분석법과 단일 세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq)은 은 나노입자(AgNP)와 1차 면역 세포 사이의 이질적인 상호 작용을 조사하기 위해 보완적으로 사용됨. 이 질량기반 유세포분석법은 다양한 세포 유형에서 양전하를 가진 폴리에틸렌 이민 코팅된은 나노 입자의 이질적인 생체 분포를 보여 주며 단핵구와 B 세포가 다른 집단보다은 나노 입자와 더 높은 연관성을 가짐을 발견하였음. 또한, 이 두 세포 유형의 단일 세포 RNA 시퀀싱 데이터는 각 유형이 은 나노 입자 처리에 대해 뚜렷한 반응을 나타냄을 확인함

※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
분자 메커니즘을 특성화하려면 다중 오믹스 분석이 필요하므로 mRNA 시퀀싱, 단일 세포 RNA 시퀀싱 분석(sc-RNAseq) 및 고차원과 같은 in silico 생물 정보학 분석을 통해 나노 입자 독성을 추가로 예측하고 다르게 발현된 유전자(DEG)를 분석할 수 있음. 성적표 분석. 기본 인간 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)에서 세포와 나노물질 독성 매커니즘간의 관계에 대한 시험관 내 분석을 연구하려면 시험관 내 및 in silico 분석을 대체하여 동물 실험을 줄일 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발의 개요 및 중요성 ... 5
• 2) 연구개발 대상의 국내·외 현황 ... 5
• 3) 선행 연구의 내용 및 결과 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 10
• 1) 연구개발과제의 목표 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
• 1) 연구 수행 결과 ... 11
• 2) 목표 달성 수준 ... 30
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 31
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 31
• 2) 자체 보완활동 ... 31
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 31
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 31
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 32
• 끝페이지 ... 33