N-아세틸글루코사민(N-acetylglucosamine, NAG)은 자연에서 널리 존재하는 아미노당으로 인체에서 glycosaminoglycan(GAG)을 구성하는 주요 요소이며 다양한 조직에서 당단백질 및 당지질 등의 구성 성분이다. 특히 장의 점막 상피세포에서 분비되는 mucin의 구성 성분(mucin-type oligosaccharides)으로 병원성 박테리아, 바이러스, 소화 효소 및 위액으로부터 상피세포를 보호하는 기능에 기여하고 있다. 장내 mucin층 확보는 장 박테리아의 서식 및 에너지 공급에 필수적인 요소일 뿐 아니라 epithelial cell integrity를 유지하는데 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고 NAG의 항염증 효능을 평가한 연구는 매우 제한적으로 이루어지고 있고 최근 일부 연구에서 염증성 장질환에서 NAG의 보충이 염증완화에 도움을 줄 수 있다고 보고하고 있다. 특히 NAG은 인체 내에 존재하는 물질로 안전성을 담보하고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 NAG의 보충이 궤양성 대장염 모델 중 하나인 DSS로 유도된 대장염 동물모델에서 장 면역반응 균형 회복을 통한 장 상피의 integrity 유지와 장 박테리아의 다양성 확보를 통해 대장염의 완화를 유도하는지를 평가하고 연관된 분자생물학적 기전을 밝히는데 있다. 본 연구에서는 마우스 모델에 DSS(Dextran sulfate sodium)으로 대장염을 유도하여 NAG 혹은 NAG dimer의 효능을 평가하고자 한다. 일주일의 적응기간을 가진 후에 80마리의 10주령 수컷 C57BL/6J 마우스를 무작위로 control군, DSS군, sulfasalazine군, NAG 0.1%군, NAG 0.3%군, 순도 80 NAG-D 0.3%군, 순도 95 NAG-D 0.3%군으로 나누었다. Control군은 일반 식수를 제공하고 그 외 6개의 군에 1.5% 농도의 DSS를 식수로 공급하여 대장염을 유발시켰다. Control군을 제외한 나머지 군은 1.5% DSS를 총 3회의 cycle을 거쳐 공급하였다. 첫 번째 cycle에는 5일의 DSS 공급 후 7일의 휴식기를 가졌으며 두 번째, 세 번째 cycle에는 5일의 DSS 공급 후에 10일의 휴식기를 가졌다. 식이 공급은 적응기에는 chow diet를 사용하였고 일주일 적응기 종료 후에는 control군은 일반식이, 그 외 실험군은 sulfasalazine, NAG, NAG dimer를 혼합, 제조하여 공급하였다. 연구 결과, 전체 NAG 시료 공급군에서 유의하게 낮은 serum CD14 농도를 보여 장 점막 투과성이 개선되었음을 확인하였고 COX2 염증 매개 지표 발현량 감소를 통해 염증 완화를 유도했음을 확인하였다. 특히, 시료군 중 순도 80 NAG-D 0.3%군에서 체중 감소, 높은 DAI score와 colon shortening 증상을 완화하였고 조직 손상도 평가중 점막 구조 변화 항목에서 개선된 모습을 보였다. 또한 Th2 cell 전사인자 GATA3, p-IκBα 발현량을 감소시켜 염증 완화에 효과적인 기능을 하는 것으로 보인다. NAG 0.3% 및 순도 95 NAG-D 0.3%군에서도 tight junction protein인 occludin의 발현 증가로 장벽 integrity를 개선하였고, 염증성 사이토카인 IFN-ɤ의 발현량이 NAG 0.3%, 순도 80과 95 NAG-D 0.3%군에서 감소하여 염증 완화에 기여하였음을 확인했다. TGF-β1, Smad7 및 Smad4 protein의 발현량을 통해 살펴본 결과, 순도 80과 95의 NAG-D 0.3%군에서 TGF-β-Smad signalling을 조절하여 DSS로 인한 과도한 면역 반응을 조절한 것으로 보인다. 장 내 미생물 분석 결과, NAG 0.1%군에서 장 내 미생물 다양성을 회복하였고, 시료의 공급이 장 내 미생물 조성에 변화를 가져왔음을 확인하였다. LDA score 분석 결과, NAG 0.1%군에서 butyrate producing bacteria인 Akkermansia muciniphila와 염증 억제 효과를 보인 Alistipes, Bacteroides acidifaciens, Parabacteroides goldsteinii가 다른 군에 비해 풍부한 taxa로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보았을 때, NAG 시료의 공급이 DSS로 유도된 동물 모델에서 intestinal integrity를 유지하고 장 면역 반응 및 장 내 미생물의 균형을 조절함으로써 대장염을 완화하였다고 사료된다.