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국가연구개발성과

성과
연구보고서 세포외소체 단백질의 인공지능 분석을 통한 췌장암 바이오마커 발굴
(Investigation of an extracelular vesicle (EV) biomarker for pancreatic cancer using artificial inteligence (AI) system)
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등록번호 TRKO202200016076 발행년월 2022-03
발행기관명 삼성서울병원 발행국가/사용언어 대한민국 /국문
발주기관 한국연구재단 과제관리(전문)기관 한국연구재단
키워드 췌장암;액체생검;엑소좀;인공지능;바이오마커;
Pancreatic cancer;Liquid biopsy;Exosome;Artificial Intelligence;Biomarker;
초록
□ 연구개요
췌장암 환자의 혈중 세포외소체(Extracellular Vesicle, EV) 내 암세포 유래 단백질 발현을 인공지능으로 분석함으로써 췌장암의 발병 및 전이를 예측하고 모니터링 할 수 있는 바이오마커를 발굴하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 1차 년도: 인공지능(AI)을 이용한 췌장암 세포 유래 세포외소체 마커 발굴
- 췌장암 환자의 액체 생검(Liquid biopsy) 샘플 (혈액) 내에 존재하는 암세포 유래 세포외소체(EV)를 분리함. 대조군으로 양성질환 환자의 혈액 내에 존재하는 정상 세포 유래 세포외소체를 분리함. --> 수행완료
- 분리한 세포외소체에서 발현하는 단백질 마커들을 형광으로 라벨링(labeling) 하여 발현 정도를 수치화함.--> 수행완료
- 수치화한 세포외소체 단백질 발현 값을 컴퓨터에 코딩화하여 입력시키고, 정상(양성질환자) 세포외소체 단백질 값을 기준으로 인공지능(AI)을 훈련(training) 시킴. --> 수행완료
- 임상 정보 또한 코딩화 하여 입력시킨 후, 인공지능으로 비정상적인 췌장암 세포외소체를 구분하고 이들과 임상정보와의 상관성을 분석함으로써 유의성을 지니는 세포외소체 마커를 발굴함. --> 수행완료
○ 2차 년도: 췌장암 환자의 액체 생검을 이용한 세포외소체 마커 검증
- AI를 통해 발굴한 바이오마커를 검증하기 위해 새로운 그룹의 췌장암 환자로 부터 혈액을 얻어 세포외소체를 분리함. --> 수행완료
- 분리한 세포외소체 단백질을 형광으로 라벨링하고 발현 정도를 수치화하고, 수치화한 세포외소체 단백질 발현 값을 컴퓨터에 코딩화(coding)하여 입력시킴.--> 수행완료
- 인공지능(AI)으로 분석하여 나온 결과가 임상적인 특징과 일치 하는지 확인함으로써 발굴한 세포외소체 마커(EV marker)를 검증함. --> 수행완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 앞서 언급하였던 대로, 췌장암에 있어 조기 발견은 매우 시급하고 중요함. 또한 비침습적이고 비교적 간편한 액체 생검을 통해 실시간으로 췌장암을 모니터링 하는 방법은 매우 효율적임.
○ EV는 암세포 특이적인 물질을 포함하고 있으므로 암의 특징을 대변한다고 말할 수 있음. 그리고 혈액에서 매우 안정적으로 내용물을 포함하고 있기 때문에 바이오마커를 검출하기도 용이함. 본 연구는 액체 생검을 통한 EV marker를 발굴함으로써 췌장암의 조기 진단, 전이, 예후 예측에 도움을 줄 것이라 예상됨. 이는 결국, 췌장암 생존율을 높이는데 크게 기여할 것이므로 국민의 복지 증진에도 많은 도움이 될 것으로 기대됨.
○ AI를 이용한 EV marker 발굴이라는 일련의 파이프라인은 다른 암종 및 다양한 빅데이터 연구를 하는데 있어 유용한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이라 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차
표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
1) 연구의 목표 ... 4
2) 연구의 내용 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
1) 1차 년도: 인공지능(AI)을 이용한 췌장암 세포 유래 세포외소체 마커 발굴 (Discovery set) ... 4
2) 2차 년도: 췌장암 환자의 액체 생검을 이용한 세포외소체 마커 검증 (Validation set) ... 5
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 5
2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
3) 목표 달성 수준 ... 12
4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
6. 참고문헌 ... 13
붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
끝페이지 ... 15

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