초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
조지아주 대학은 미국 애틀랜타에 위치한 연구중심의 종합대학 중 하나로 질병 및 전염병에 대한 활발한 연구를 수행하고 있음. 또한 COVID-19를 유발하는 SARS-CoV-2의 연구에 필요한 생물안전 3등급의 우수한 연구시설을 갖추고 있으며 최첨단 실험 장비를 보유한 갖춘 글로벌 선도기관임.
Mukesh Kumar 교수 연구팀은 바이러스학, 면역학 등의 바이러스 감염연구를 진행하며 조지아주 대학의 우수한 연구 시설을 이용하여 10년 이상의 생물안전 3등급 시설을 통한 고위험병

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
조지아주 대학은 미국 애틀랜타에 위치한 연구중심의 종합대학 중 하나로 질병 및 전염병에 대한 활발한 연구를 수행하고 있음. 또한 COVID-19를 유발하는 SARS-CoV-2의 연구에 필요한 생물안전 3등급의 우수한 연구시설을 갖추고 있으며 최첨단 실험 장비를 보유한 갖춘 글로벌 선도기관임.
Mukesh Kumar 교수 연구팀은 바이러스학, 면역학 등의 바이러스 감염연구를 진행하며 조지아주 대학의 우수한 연구 시설을 이용하여 10년 이상의 생물안전 3등급 시설을 통한 고위험병원체 연구 경험을 보유함. 특히 Kumar 교수 연구팀은 COVID-19의 새로운 치료제 개발에 힘쓰고 있으며 코로나 바이러스 감염 mouse 모델을 구축하였으며 이는 COVID-19 감염 연구에 선도적인 연구 수행이 가능한 실험 모델로 주목받고 있음.
본 연구자는 해당 해외연수기관에서 보유하고 있는 생물안전 3등급 시설을 적극 활용하여 높은 수준의 연구 실력을 겸비한 해외 멘토의 지도 아래 다양한 세포 및 동물 모델을 이용한 코로나 바이러스 감염 기술 및 면역 세포 분리 방법 등 수준 높은 실험 기술을 습득하고 이를 적용하여 코로나 바이러스 감염 기전 및 숙주세포의 면역반응 연구에 대한 기술과 면역노화와 COVID-19의 병인적인 특성 상호작용을 연구하고자 함. 또한 해외연수연구를 토대로 다학문적 접근시도가 가능한 융합형 인재로서의 역량과 능력을 수양하고자 함.

◼ 전체 내용
조지아주 대학이 보유한 우수한 연구시설과 선도적인 코로나 바이러스 연구를 수행하고 있는 Mukesh Kumar 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 다음과 같은 두 가지의 연구 목표를 가지고 연구를 진행하고자 함. 코로나 바이러스 감염 동물 모델을 통한 병리학적 특성 규명에 관한 기술 관찰 및 습득과 코로나 바이러스 감염에서의 면역 노화 역할 및 기전 연구를 수행하고자 함.
코로나 바이러스 감염 동물 모델을 통한 병리학적 특성 규명에 관한 기술 관찰 및 습득을 위하여 조지아주 대학이 보유한 생물안전 3등급 시설의 시설 이용 교육을 수료하고자 함. 또한 Kumar 교수 연구팀이 확립한 코로나 바이러스 감염 세포 및 동물 모델에서의 다양한 실험 기법을 습득하여 익히고자 함.
코로나 바이러스의 병리학적 특성을 규명하기 위하여 코로나 바이러스 감염 세포 및 동물 모델에서 습득한 실험기술을 통하여 코로나 바이러스를 감염시킨 후 숙주세포에서 유도되는 다양한 선천면역 반응의 변화 (면역 유도 및 면역 회피)를 분자생물학적 방법을 통하여 확인하고자 함.
정상 동물 모델과 노화 동물모델에서 나타나는 코로나 바이러스 감염에 따른 임상증상 차이를 확인하고 면역 노화가 COVID-19의 중증도를 심화시키는 요인임을 확인하고자 함. 노화 동물모델에서 코로나 바이러스 감염에 의한 면역 세포 분리 기술을 습득하여 익히고자 함. 습득한 실험 기술과 조지아주 대학 보유의 최첨단 실험장비를 이용하여 분리한 면역세포가 발현하는 사이토카인 등의 분석을 통하여 면역세포의 정량적 정성적 차이를 확인 및 규명하고자 함. 이후 이런 면역반응의 차이에 따른 코로나 바이러스의 감염 패턴 및 증식능의 차이를 확인하고자 함.
코로나 바이러스 감염에 의한 사이토카인 폭풍은 코로나 바이러스 감염증의 중증도를 심화시키는 또다른 요인으로 아직까지 그 원인과 면역노화에 관련된 메커니즘이 규명되지 아니함. 이에 대한 연구 수행을 위하여 시스템면역학 기반 플랫폼을 통한 사이토카인 폭풍 관련 사이토카인 및 케모카인 프로파일링 분석을 진행하고 다양한 빅데이터를 이용하여 생명정보 분석을 진행하고자 함.
시스템 생물학 기반 면역학적 프로파일링 연구 결과를 토대로 중증 COVID-19에서 분비능이 증가한다고 알려져 있는 인터페론이 사이토카인 폭풍에 미치는 영향 및 역할을 규명하고 인터페론 분비능 조절에 따른 면역노화의 표현형 변화 및 사이토카인 폭풍의 조절을 통한 COVID-19 중증도 조절을 시도해보고자 함.
해당 분야에 권위있는 학술대회에 참가하여 연구분야의 배경지식을 확대하고 논리적인 타당성을 확보하고자 함. 또한 해외멘토와 국내 지도교수님과의 지속적이고 활발한 논의를 통해 연구의 올바른 방향성에 대해 토의하고 해당 연구에 적용시켜보고자 함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
Mukesh Kumar 교수 연구팀이 확립한 코로나 바이러스 감염 동물 모델 기술 및 코로나바이러스 연구에 필요한 수준 높은 실험 기술을 익히고 추후 이러한 실험 기술을 활용한 추가 연구 계획 및 진행이 가능함.
코로나 바이러스의 감염면역학과 분자생물학적 특성 및 병원성 인자에 대한 심도있는 연구가 가능하며 코로나 바이러스감염에 따른 숙주세포의 면역반응 메커니즘 및 특성에 대한 기초연구자료를 제시할 수 있음.
노화세포모델 혹은 노화동물모델에서의 코로나 바이러스의 감염 연구를 통하여 면역노화가 코로나 바이러스 감염에 대해 미치는 영향 규명이 가능함. 이러한 기초연구는 코로나 바이러스감염증 치료제 및 백신의 개발 등의 연계 연구로 확대 가능하며 고령인구을 위한 효율적인 치료 전략을 수립하는데 도움을 줄 수 있음.
코로나 바이러스 감염에 따른 사이토카인 폭풍의 원인 및 기전을 확인할 수 있음. 중증 COVID-19환자에게서 특이적으로 분비능이 증가했다고 알려진 인터페론의 역할을 확인하고, 인터페론 조절을 통한 COVID-19 중증도 조절에 대한 연구 결과는 향후 사이토카인 폭풍 제어를 통한 치료제 개발 등의 연구에 핵심적인 근거자료로서 활용 가능함.
해외연수기관에서 해외멘토와 국내 지도교수님의 지도 하에 도출된 연구결과를 국외 SCI급 학술지에 투고하고 해당 연구결과를 권위있는 학술대회에서 발표하고자 함.
Mukesh Kumar 교수 연구팀이 확립한 코로나 바이러스 세포 및 동물 모델에서 코로나 바이러스 감염실험기술을 습득하고 이를 통해 코로나 바이러스 감염에 따른 숙주세포의 면역반응에 대한 연구를 수행하므로써 코로나 바이러스 감염의 병원성기전에 대한 중요한 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 사료됨.
노화 동물 모델에서의 코로나 바이러스 감염에 의한 면역세포의 정성적 및 정량적 분석을 진행하고자 하며 이는 면역저하환자 특히 고령인구에서 나타나는 중증 COVID-19의 기전 규명에 중요한 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 사료됨. 뿐만 아니라 면역저하환자의 COVID-19 치료 및 백신 전략 수립에 핵심자료를 제공할 수 있을 것으로 사료됨.
시스템면역학 기반 플랫폼을 통한 사이토카인 및 케모카인 프로파일링 분석방법을 습득하여 중증 COVID-19 환자에게서 특이적으로 나타나는 인터페론 등의 사이토카인 폭풍의 원인 및 기전에 대하여 규명할 수 있을 것으로 사료됨. 사이토카인 폭풍에서의 인터페론의 역할 확인 및 인터페론 조절을 통한 COVID-19의 중증도 조절 여부 확인 연구는 COVID-19의 치료제 및 백신 개발 등의 연계연구로 확대가 가능하며 고령인구를 위한 효율적인 치료 전략 수립에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료됨.
우수 연구 시설을 보유하고 있는 글로벌 선도기관과의 지속적인 국제 공동 연구 가능성을 높일 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서 요약 ... 2
• 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 6
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 1) 동물 모델에서 SARS-CoV-2 바이러스 감염에 따른 뇌 염증 반응 유도 연구 ... 9
• 2) 저연령 및 고연령 동물 모델에서 코로나 바이러스 감염에 따른 염증 반응 활성화 연구 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 15
• 1) 연구수행 결과 ... 15
• 2) 목표 달성 수준 ... 22
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 23
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 23
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 24
• 끝페이지 ... 30