초록 ▼

□ 연구개요
AMD 진단을 위한 라만분광신호 기반 바이오마커를 4종 이상 발굴하고 다변량 라만분광신호 분리 기술을 활용한 AMD 다중 바이오마커 분자진단 기술과 고감도 무표지자 라만분광 분자감지 분석 플랫폼 기반의 AMD 진단 및 치료 후 예후 예측 분석 프로그램을 개발하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
AMD 분자감지 바이오마커 발굴
- (1차 총 6개 후보군 발굴) 853 cm^-1 (tyrosine ring breath); 926 cm^-1 (C-C backbon

□ 연구개요
AMD 진단을 위한 라만분광신호 기반 바이오마커를 4종 이상 발굴하고 다변량 라만분광신호 분리 기술을 활용한 AMD 다중 바이오마커 분자진단 기술과 고감도 무표지자 라만분광 분자감지 분석 플랫폼 기반의 AMD 진단 및 치료 후 예후 예측 분석 프로그램을 개발하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
AMD 분자감지 바이오마커 발굴
- (1차 총 6개 후보군 발굴) 853 cm^-1 (tyrosine ring breath); 926 cm^-1 (C-C backbone in proteins); 1002 cm^-1 (phenylalanine symmetric ring breath); 1043-1062 cm^-1 (C-O stretching, C-O-H bending modes in carbohydrates); 1454 cm^-1 (CH₂ bending modes and CH₃ deformation in proteins); 1656 cm^-1 (amide I α-helix protein structure)
- (2차 총 4개 후보군 발굴) 620~680 cm^-1 (Tyrosine ring breathing, C-C twisting mode, T와 G (DNA/RNA), Amino acid); 1004 cm^-1 (Phenylalanine); 1410 cm^-1 (IgG); 1448 cm^-1 (CH₂ CH₃ deformation)
다변량 라만분광신호 분리 기술 개발
- 다변량 분광신호 분리 기술 중 Multivariate curve resolution alternating least squares (MCR-ALS) 방법을 사용하여 측정된 라만분광신호를 분리 분석하는 바이오마커 기반의 진단 기술을 개발함.
AMD 다중 바이오마커 분자진단 기술 개발
- AMD-Cataract 라만분광신호의 PC1과 PC2 주성분의 분류 영향력을 확인하기 위해서 PC1과 PC2의 eigenvalue를 구했을 때 PC1의 eigenvalue가 독보적으로 높아 다른 주성분들(PC2 이하)에 비해 분류 영향력이 가장 높은 것은 확인함.
- 주성분분석의 결과를 이용하여 AMD-Cataract 두 그룹 간의 분류가 가능한지를 파악하기 위해 PC1과 PC2 값을 이용하여 cluster plot를 했을 때 두 그룹이 겹치는 영역 없이 명확하게 분류될 수 있음을 확임함.
AMD 진단·치료 예후 예측 분석 프로토콜 개발
- 딥러닝 데이터 처리 기법 중 Convolutional Neural Network(CNN) 방법을 활용하여 AMD-Cataract 두 그룹 간의 라만분광신호 차이와 특징을 분석함.
- Portable Raman system과 본 연구에서 개발한 single-layer multi-kernel CNN 알고리즘 조합을 통한 병원 현장 AMD 진단 및 치료 모니터링의 가능성 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 라만분광-분자감지 바이오마커를 활용한 진단은 눈물/방수 등의 검체 내에서 질환으로 인한 화학성분의 미세변화를 검출할 수 있어 AMD 질환 초기에 선제적 진단이 가능함.
- 다중 바이오마커 분자진단 기술은 진단의 시간/비용을 감소시키고 정확성을 향상시킬 수 있어 AMD 선제적 진단에 대한 원천기술 확보가 가능함.
- 다중 바이오마커 분자진단은 AMD 질환 기전의 규명을 통한 새로운 치료법 제시가 가능하며 질환 경과, 치료 효과 평가, 치료 후 경과 및 위험 요소 평가 등에 유용함.
- 노인 실명 원인 1위인 AMD 질환을 조기 진단하여 치료의 효과를 극대화함으로써 노령 인구 삶의 질 향상에 큰 도움을 줄 것으로 예상됨.
- AMD와 같은 안과 질환에서 눈물/방수 등과 같은 액체 검체를 활용한 진단이 가능해져, 현장 진단의 새로운 길을 열어줄 것으로 기대됨.
- 공학, 임상의학, 의생명공학, 나노공학 등이 융합된 연구주제로 본 연구자의 선행 연구 결과들과 함께 망막질환 진단분야에서 고부가가치 의료진단 플랫폼을 확보할 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발과제의 필요성 ... 4
• 2) 연구개발과제의 최종 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구의 목표, 내용 및 범위 ... 6
• 2) 연구 수행과정 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 23