1차년도(2021) 1) 연구 목표 초미세먼지 PM2.5 중 도시미세먼지(urban particulate matter)와 디젤미세먼지(diesel particulate matter) 두 성분에 대해 각각 안구표면의 각막세포 및 결막세포에서 SIRT1의 발현과 세포 노화를 평가 2) 연구 내용 A. 상품화 된 도시미세먼지(urban particulate matter, UPM)와 디젤미세먼지(diesel particulate matter, DEP) 노출에 따른 각막 및 결막의 세포증식 억제와 독성반응을 평가 B. UPM과 DEP 노출 및 농도에 따른 각막세포와 결막세포에서 SIRT1발현에 대한 정성 정량 분석 C. 두 종류의 초미세먼지 노출 농도에 따른 각막 및 결막세포의 세포 노화와 세포자멸사 분석 D. 세포노화 평가를 위한 senescence-associated β-galactosidase, senescence-associated heterochromatin foci (SAHF) 분석 및 p16, Apo J, senescence marker p16INK4A 발현 분석 E. SIRT1 knockdown을 위한 siRNA를 이용하여 초미세먼지 노출에 따른 세포 및 염증 사이토카인 변화 분석 2차년도(2022) 1) 연구 목표 초미세먼지 PM2.5 중 도시미세먼지(urban particulate matter, UPM)와 디젤미세먼지(diesel particulate matter, DEP) 노출에 따른 실험동물의 안구 조직에서 SIRT1 발현의 변화 및 노화 평가 2) 연구 내용 A. UPM과 DEP 노출 동물모델에서 안구 표면의 조직 손상의 병리적 분석 B. 실험동물에서 초미세먼지 노출 후 각막 및 결막 조직에서 SIRT1 발현의 정성 및 정량 분석 C. 초미세먼지 노출 후 안구 노화와 연관된 p16, Apo J 의 발현 평가 D. 초미세먼지 노출 후 눈물샘, 수정체, 망막 조직에서 SIRT1 발현의 정성 및 정량 분석 E. Impression cytology로 안구표면 세포의 ICAM1, senescence-associated β-galactosidase 분석 3차년도(2023) 1) 연구 목표 SIRT1 활성화 약제를 이용하여 in vitro 및 in vivo 모델에서 초미세먼지 노출에 의한 염증과 세포 노화의 예방 효과 분석 및 치료제 개발 모색 2) 연구 내용 A. 초미세먼지 노출 후 각막세포 및 결막세포에서 SIRT1 agonist인 SRT 1720의 예방 효과 평가 B. SIRT1 activator인 resveratrol, nicotinamide, sirtinol 의 효과 비교 및 작용 기전 분석 C. 실험동물에서 초미세먼지 노출에 따른 염증과 노화에 SIRT1 agonist인 SRT 1720의 점안 효과 D. Resveratrol의 intraperitoneal injection이 실험동물에서 초미세먼지 노출에 의한 염증 및 노화 억제 효과 분석 E. Resveratrol의 intraperitoneal injection 후 안구조직 각결막, 눈물샘, 수정체, 망막에서 SIRT1 발현의 정성 및 정량 분석

<1차연도> A. 초미세먼지 노출이 가능한 형광센서가 집적된 미세유체 high-throughput device 디자인 B. 마이크로밸브와 마이크로펌프로 구성된 diffusive mixer로 다양한 농도기울기 구현 및 평가 C. High-throughput device 내에 초미세먼지에 노출되는 조직의 세포배양 D. 초미세먼지 노출 농도에 따른 세포의 독성 및 생존 능력 평가 E. 초미세먼지 성분에 따른 세포별 독성평가를 시행하여 세포별 취약한 미세먼지 성분 도출 F. 초미세먼지 각 성분의 농도를 달리하여 세포 독성에 대한 농도-반응 분석 <2차연도> A. 초미세먼지 PM2.5가 공기 중에서 실험동물에 노출될 수 있는 조절환경시스템 구축 B. 초미세먼지 노출에 따른 안구 및 호흡기, 심혈관계 병리소견 분석 C. 초미세먼지 노출 후 눈물, 기관지세척액, 혈청 내 염증 사이토카인 및 면역글로불린 측정 D. 눈물, 침 등 분비물의 단백질 분석 및 바이오마커 발굴 E. 초미세먼지 성분에 따른 각 조직의 병리 유발 역치 결정 F. 초미세먼지 노출에 따른 병리현상의 노출-반응 상관성 평가 <3차연도> A. 안구건조증, 알레르결막염, 천식 등 초미세먼지 노출에 취약한 동물모델 확립 B. 취약한 동물모델에서의 안구 및 호흡기, 심혈관계 병리소견을 분석하여 정상 대조군과 비교 C. 초미세먼지 성분에 따른 질환별 악화요인을 분석하고 노출 후 눈물, 기관지세척액, 혈청 내 염증 사이토카인 및 면역글로불린 분석 D. 뮤신분비촉진제, 항산화제, 스테로이드, 사이클로스포린, 점액용해제 등 국소약물을 이용한 예방효과 분석 E. 항산화제, 항염증제, 면역억제제, 점액용해제 등 전신약물을 통한 질환의 치료효과 분석

본 과제는 초미세먼지 PM2.5 노출이 알레르기결막염을 일으키는 원리와 안구점막 뮤신의 역할을 밝히고, 뮤신분비 약제로 예방·치료 가능성을 모색하는 연구임. 연구 목표는 PM2.5 노출에 따른 안구손상·염증·면역 반응과 PAMP, MAMP, DAMP-PRR 시그널 네트워크 변화를 규명하고, 단기·장기 노출에서 MUC1, MUC4, MUC16 및 secretory mucin MUC5AC 변화를 평가하며, atropin 및 N-acetylcysteine 점안으로 뮤신 결핍 동물모델에서 중증도 변화를 분석하고, diquafosol tetrasodium, rebamipide 등 점안제의 예방효과를 확인하는 데 있음. 기대 효과는 PM2.5 관련 안과질환 연구의 시발점 제공과 기초·교육 자료 확보, 미세먼지 예방·치료 기전의 확장임

&#8718;해양치유 가능자원 발굴 - GIS 기반 4대 권역별(동해&#8231;서해&#8231;남해&#8231;제주권) 해양치유 가능자원 분포도 작성 - 권역별 2종 이상의 실용화 가능한 해양치유 자원 발굴 &#8718;해양치유 가능자원의 안전성&#8231;기능성 평가 - 발굴된 해양치유 가능자원 중 실용화(임상적 적용) 가능한 자원의 적용 방법별 안전성&#8231;기능성 평가 기준 개발 - 해양치유 가능자원의 대상 질환별 적용 매뉴얼 개발 &#8718;해양치유 신산업 지원을 위한 정책기반 마련 - 해양수산부 주관의 지원 법률(안) 개발 - 해양치유자원의 개별 인증 및 인력양성 체계 개발 &#8718;해양치유 비즈니스 모델 개발 - 2개 이상 지역에 대한 해양치유 비즈니스 모델 개발 - 지역 수요에 기반한 (가칭)해양치유센터 구축 개념설계 개발