- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 항암제 내성을 고려해 최적의 용량을 계산하는 수리 모델 개발 - 계산 결과를 바탕으로 새로운 항암제 개발 및 환자 맞춤형 치료 전략 수립 가능 암은 항암제 내성이 생기거나 재발하는 경우가 많아 지속적인 관리가 필요한 난치병이다. 현재 표준 암 치료법은 환자에게 심각한 부작용이 나타나지 않는 최대용량의 항암제를 주입하는 것인데, 항암제에 저항성이 있는 세포의 성장을 촉진하거나 정상 세포를 손상하는 등 의도하지 않은 결과가 나타나기도 한다. 항암제 저항성을 최소화하기 위해서는 최적의 용량과 투약 기간을 찾는 연구가 필요한데, 지금까지는 소수의 암 환자를 대상으로 하는 제1상 임상시험 결과로 결정된 최대 내약 용량(maximum tolerated dose)을 중심으로 항암치료가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 천연물인포매틱스연구센터 김은정 박사팀은 항암제에 내성과 가소성이 있는 암 조직의 치료에 효과가 있는 최적의 용량을 제안하는 수리 모델을 개발했다고 밝혔다. 현재까지 개발된 수학적 모델은 암 치료 중에 생긴 항암제 내성과 암세포의 빠른 진화적 변화가 치료 결과에 미치는 영향까지는 고려하지 못했다. 그런데 연구팀이 제안한 계산법은 항암제 치료 중에 생길 수 있는 내성과 암세포의 일시적인 표현형 변화를 고려해 필요한 적정용량을 제안해 주는 최초의 항암제 용량 예측 모델이다. 연구팀은 암세포 성장 속도, 항암제 내성 발생 확률, 암세포 가소성 변화율 등의 암세포 특성을 변수로 하는 수리 생물 모델을 통해 항암제 용량 변화가 암 재발에 미치는 영향을 계산했다. 이 수리 생물 모델은 서로 다른 특성이 있는 암세포 간의 경쟁을 수학적으로 표현해 항암치료 중 암세포 수의 증감을 분석했다. 이를 바탕으로 암세포 수의 변화가 없는 균형점의 존재 조건을 찾고, 안정적인 균형점에 도달할 수 있는 암의 초기조건과 항암제 용량 범위를 제안했다. 연구팀이 수리 모델로 계산한 항암제 유효범위를 검증하기 위해 피부암의 일종인 흑색종 크기 변화를 수치 시뮬레이션을 통해 예측했다. 그 결과 항암제 휴식기를 통해 가소성 있는 종양세포의 항암제 재민감화를 유도한 다음, 다시 항암제 치료를 했을 때 종양 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 다른 암종에 대해서도 치료 중단 시기, 최소용량, 최대용량으로 구성된 치료 전략 수립을 위한 이론적 토대로 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 수학모델은 임상시험 전 항암제 후보물질의 유효용량 범위를 예측함으로써 새로운 치료제의 암세포 사멸 효과 및 약물별 최적 투약용량을 결정하는 데 활용될 수 있다. 또한 개인의 항암제 민감성, 암 진행 속도 등을 고려해 환자 맞춤형 항암치료 전략 수립에 기여할 수도 있다. KIST 김은정 박사는 “수리 생물 모델은 암 환자의 종양 크기와 특성 변화를 예측할 수 있고, 환자 맞춤형 항암제 투여 전략을 제시할 수 있다”라며, “향후 천연물 유래 항암제 후보물질의 동물실험 및 임상시험을 설계할 때 수리 생물 모델을 활용해 암 크기를 지속해서 조절할 수 있는 투여 용량을 설정할 계획”이라고 밝혔다. [그림 1] 수학 모델 기반 환자 맞춤형 항암제 용량 예측 [그림 2] 수학모델에서 예측된 항암제 치료 주기치료 시 암세포 수 변화 모식도 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 중견연구사업(2019R1A2C1090219)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Chaos, Solitons & Fractals」 (IF 7.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 2월 호에 게재됐다. * 논문명 : Theoretical understanding of evolutionary dosing following tumor dynamics

- 기존 노지생산 대비 케일 뿌리의 항암성분 증대된 식물공장 양액 재배조건 규명 - 향후 고부가가치 천연물 식의약품 원료의 안정적 수급 및 원료 표준화에 기여 인공광형 식물공장은 외부환경과 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 시스템으로 노지와 달리 식물의 생육환경을 최적화할 수 있어 균일하고 안정적으로 식물을 생산할 수 있다. 이러한 식물공장 시스템은 식의약품 원료와 같은 고품질의 고부가가치 식물을 표준화하여 대량생산이 가능하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 스마트팜솔루션(SFS) 융합연구단 노주원 박사팀은 산업화 유망 기능성식물의 표준화된 원료를 대량 생산하기 위한 스마트 식물공장 시스템 개발을 목표로 지난 2014년부터 KIST 기관고유사업으로 선행연구를 시작으로 2015년부터는 국가과학기술연구회(이사장 원광연)의 지원을 받아 KIST 융합연구단 사업으로 수행해왔다. 최근 연구진은 인공광형 식물공장에서 케일의 생육은 저해하지 않으면서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배기술을 최초로 개발하였다고 밝혔다. *Scientific Reports (2018. 3) 케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물(케일, 브로콜리, 양배추 등) 중 하나로써 글루코시놀레이트*(glucosinolate) 라는 식물의 2차대사산물을 다량 함유하고 있으며, 이들이 생체 내에서 효소작용에 의하여 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트**(isothiocyanate) 는 해충이나 병충해에 대한 저항력을 높이는 동시에 사람의 건강증진, 특히 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다. *글루코시놀레이트(glucosinolate) : 케일, 브로콜리 등의 채소에 다량 함유된 식물생리활성 영양소 **아이소티오시아네이트(isothiocyanate) : 식물 내에서 글루코시놀레이트가 효소와 작용하여 생기는 가수분해 산물로써 강력한 항암작용을 하는 성분으로 알려짐 KIST 노주원 박사팀은 항암효과가 높다고 알려져 있는 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통하여 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 찾았다. 연구진은 외부 기후환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 식물생산이 가능한 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배하였을 때 기존 노지생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높았으며, 특히 셀레나이트***와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다. 또한 잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화 된다는 것을 확인하여 식물공장 수경재배를 통하여 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여주었다. ***셀레나이트(Selenite) : 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태 본 기술은 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정되어 캐나다 원주민 건강증진을 위한 기능성채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용될 예정이며, 또한 관련기술로써 새싹채소의 항암성분 증진을 위한 LED 광 파장 기술은 국내 식물공장 기업에 기술 이전되어 실용화를 앞두고 있다. 노주원 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일ㆍ안정 생산하는 것은 물론이고 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발하여 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료표준화에 기여할 것으로 기대한다.”고 말하며, “전 세계적으로 인공광형 식물공장 분야의 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 아직 도입 단계인 국내 인공광형 식물공장 산업분야에 새로운 고기능성 원료 생산플랫폼을 제시함으로써 국내 식물공장의 산업화를 선도할 수 있을 것이라 전망한다.”고 밝혔다.

- 기존 노지생산 대비 케일 뿌리의 항암성분 증대된 식물공장 양액 재배조건 규명 - 향후 고부가가치 천연물 식의약품 원료의 안정적 수급 및 원료 표준화에 기여 인공광형 식물공장은 외부환경과 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 시스템으로 노지와 달리 식물의 생육환경을 최적화할 수 있어 균일하고 안정적으로 식물을 생산할 수 있다. 이러한 식물공장 시스템은 식의약품 원료와 같은 고품질의 고부가가치 식물을 표준화하여 대량생산이 가능하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 스마트팜솔루션(SFS) 융합연구단 노주원 박사팀은 산업화 유망 기능성식물의 표준화된 원료를 대량 생산하기 위한 스마트 식물공장 시스템 개발을 목표로 지난 2014년부터 KIST 기관고유사업으로 선행연구를 시작으로 2015년부터는 국가과학기술연구회(이사장 원광연)의 지원을 받아 KIST 융합연구단 사업으로 수행해왔다. 최근 연구진은 인공광형 식물공장에서 케일의 생육은 저해하지 않으면서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배기술을 최초로 개발하였다고 밝혔다. *Scientific Reports (2018. 3) 케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물(케일, 브로콜리, 양배추 등) 중 하나로써 글루코시놀레이트*(glucosinolate) 라는 식물의 2차대사산물을 다량 함유하고 있으며, 이들이 생체 내에서 효소작용에 의하여 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트**(isothiocyanate) 는 해충이나 병충해에 대한 저항력을 높이는 동시에 사람의 건강증진, 특히 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다. *글루코시놀레이트(glucosinolate) : 케일, 브로콜리 등의 채소에 다량 함유된 식물생리활성 영양소 **아이소티오시아네이트(isothiocyanate) : 식물 내에서 글루코시놀레이트가 효소와 작용하여 생기는 가수분해 산물로써 강력한 항암작용을 하는 성분으로 알려짐 KIST 노주원 박사팀은 항암효과가 높다고 알려져 있는 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통하여 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 찾았다. 연구진은 외부 기후환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 식물생산이 가능한 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배하였을 때 기존 노지생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높았으며, 특히 셀레나이트***와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다. 또한 잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화 된다는 것을 확인하여 식물공장 수경재배를 통하여 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여주었다. ***셀레나이트(Selenite) : 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태 본 기술은 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정되어 캐나다 원주민 건강증진을 위한 기능성채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용될 예정이며, 또한 관련기술로써 새싹채소의 항암성분 증진을 위한 LED 광 파장 기술은 국내 식물공장 기업에 기술 이전되어 실용화를 앞두고 있다. 노주원 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일ㆍ안정 생산하는 것은 물론이고 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발하여 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료표준화에 기여할 것으로 기대한다.”고 말하며, “전 세계적으로 인공광형 식물공장 분야의 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 아직 도입 단계인 국내 인공광형 식물공장 산업분야에 새로운 고기능성 원료 생산플랫폼을 제시함으로써 국내 식물공장의 산업화를 선도할 수 있을 것이라 전망한다.”고 밝혔다.

- 기존 노지생산 대비 케일 뿌리의 항암성분 증대된 식물공장 양액 재배조건 규명 - 향후 고부가가치 천연물 식의약품 원료의 안정적 수급 및 원료 표준화에 기여 인공광형 식물공장은 외부환경과 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 시스템으로 노지와 달리 식물의 생육환경을 최적화할 수 있어 균일하고 안정적으로 식물을 생산할 수 있다. 이러한 식물공장 시스템은 식의약품 원료와 같은 고품질의 고부가가치 식물을 표준화하여 대량생산이 가능하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 스마트팜솔루션(SFS) 융합연구단 노주원 박사팀은 산업화 유망 기능성식물의 표준화된 원료를 대량 생산하기 위한 스마트 식물공장 시스템 개발을 목표로 지난 2014년부터 KIST 기관고유사업으로 선행연구를 시작으로 2015년부터는 국가과학기술연구회(이사장 원광연)의 지원을 받아 KIST 융합연구단 사업으로 수행해왔다. 최근 연구진은 인공광형 식물공장에서 케일의 생육은 저해하지 않으면서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배기술을 최초로 개발하였다고 밝혔다. *Scientific Reports (2018. 3) 케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물(케일, 브로콜리, 양배추 등) 중 하나로써 글루코시놀레이트*(glucosinolate) 라는 식물의 2차대사산물을 다량 함유하고 있으며, 이들이 생체 내에서 효소작용에 의하여 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트**(isothiocyanate) 는 해충이나 병충해에 대한 저항력을 높이는 동시에 사람의 건강증진, 특히 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다. *글루코시놀레이트(glucosinolate) : 케일, 브로콜리 등의 채소에 다량 함유된 식물생리활성 영양소 **아이소티오시아네이트(isothiocyanate) : 식물 내에서 글루코시놀레이트가 효소와 작용하여 생기는 가수분해 산물로써 강력한 항암작용을 하는 성분으로 알려짐 KIST 노주원 박사팀은 항암효과가 높다고 알려져 있는 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통하여 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 찾았다. 연구진은 외부 기후환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 식물생산이 가능한 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배하였을 때 기존 노지생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높았으며, 특히 셀레나이트***와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다. 또한 잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화 된다는 것을 확인하여 식물공장 수경재배를 통하여 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여주었다. ***셀레나이트(Selenite) : 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태 본 기술은 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정되어 캐나다 원주민 건강증진을 위한 기능성채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용될 예정이며, 또한 관련기술로써 새싹채소의 항암성분 증진을 위한 LED 광 파장 기술은 국내 식물공장 기업에 기술 이전되어 실용화를 앞두고 있다. 노주원 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일ㆍ안정 생산하는 것은 물론이고 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발하여 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료표준화에 기여할 것으로 기대한다.”고 말하며, “전 세계적으로 인공광형 식물공장 분야의 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 아직 도입 단계인 국내 인공광형 식물공장 산업분야에 새로운 고기능성 원료 생산플랫폼을 제시함으로써 국내 식물공장의 산업화를 선도할 수 있을 것이라 전망한다.”고 밝혔다.

- 기존 노지생산 대비 케일 뿌리의 항암성분 증대된 식물공장 양액 재배조건 규명 - 향후 고부가가치 천연물 식의약품 원료의 안정적 수급 및 원료 표준화에 기여 인공광형 식물공장은 외부환경과 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 시스템으로 노지와 달리 식물의 생육환경을 최적화할 수 있어 균일하고 안정적으로 식물을 생산할 수 있다. 이러한 식물공장 시스템은 식의약품 원료와 같은 고품질의 고부가가치 식물을 표준화하여 대량생산이 가능하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 스마트팜솔루션(SFS) 융합연구단 노주원 박사팀은 산업화 유망 기능성식물의 표준화된 원료를 대량 생산하기 위한 스마트 식물공장 시스템 개발을 목표로 지난 2014년부터 KIST 기관고유사업으로 선행연구를 시작으로 2015년부터는 국가과학기술연구회(이사장 원광연)의 지원을 받아 KIST 융합연구단 사업으로 수행해왔다. 최근 연구진은 인공광형 식물공장에서 케일의 생육은 저해하지 않으면서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배기술을 최초로 개발하였다고 밝혔다. *Scientific Reports (2018. 3) 케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물(케일, 브로콜리, 양배추 등) 중 하나로써 글루코시놀레이트*(glucosinolate) 라는 식물의 2차대사산물을 다량 함유하고 있으며, 이들이 생체 내에서 효소작용에 의하여 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트**(isothiocyanate) 는 해충이나 병충해에 대한 저항력을 높이는 동시에 사람의 건강증진, 특히 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다. *글루코시놀레이트(glucosinolate) : 케일, 브로콜리 등의 채소에 다량 함유된 식물생리활성 영양소 **아이소티오시아네이트(isothiocyanate) : 식물 내에서 글루코시놀레이트가 효소와 작용하여 생기는 가수분해 산물로써 강력한 항암작용을 하는 성분으로 알려짐 KIST 노주원 박사팀은 항암효과가 높다고 알려져 있는 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통하여 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 찾았다. 연구진은 외부 기후환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 식물생산이 가능한 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배하였을 때 기존 노지생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높았으며, 특히 셀레나이트***와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다. 또한 잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화 된다는 것을 확인하여 식물공장 수경재배를 통하여 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여주었다. ***셀레나이트(Selenite) : 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태 본 기술은 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정되어 캐나다 원주민 건강증진을 위한 기능성채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용될 예정이며, 또한 관련기술로써 새싹채소의 항암성분 증진을 위한 LED 광 파장 기술은 국내 식물공장 기업에 기술 이전되어 실용화를 앞두고 있다. 노주원 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일ㆍ안정 생산하는 것은 물론이고 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발하여 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료표준화에 기여할 것으로 기대한다.”고 말하며, “전 세계적으로 인공광형 식물공장 분야의 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 아직 도입 단계인 국내 인공광형 식물공장 산업분야에 새로운 고기능성 원료 생산플랫폼을 제시함으로써 국내 식물공장의 산업화를 선도할 수 있을 것이라 전망한다.”고 밝혔다.