염증성 장질환(IBD)은 장 장벽 기능장애, 장내 미생물총 불균형, 그리고 면역 반응의 조절 이상이 악순환을 이루며 발생한다. 현재의 치료는 주로 면역을 억제하지만 근본 원인을 다루지 못하며, 이 악순환을 끊지 못한다. 프리바이오틱스인 이눌린(inulin)은 미생물 다양성을 회복시키고 대장 표적 약물 전달을 가능하게 하지만, 염증이 발생한 조직에 대한 특이성이 결여되어 있다. 반면, 미생물 대사산물인 부티레이트(butyrate)는 장 장벽의 무결성을 강력하게 증진하고 항염증성 Treg 세포 분화를 촉진하지만, 임상적 적용은 빠른 전신 흡수, 비현실적인 투여 용량, 그리고 불쾌한 냄새로 인해 제한된다. 이러한 한계를 해결하기 위해, 우리는 이눌린-부티레이트 접합체 기반 나노젤(nanogel)인 IBN을 개발하였으며, 이는 대장염에서 장내 미생물총, 장 장벽, 면역계를 표적 방식으로 조절할 수 있다. 덱스트란 황산나트륨(DSS)으로 유도한 대장염 마우스에서 IBN은 염증이 있는 결장에 특이적으로 축적되고 장내 미생물 효소(이눌리네이즈/에스터레이스, inulinase/esterase)에 의해 부티레이트를 다량 방출한다. 이눌린 껍질은 장내 미생물총을 개선하는 한편, 방출된 부티레이트는 장 장벽 기능을 강화하고 Treg 분화를 촉진하여 강력한 치료 활성을 나타낸다. 종합하면, IBN은 IBD의 다요인적 특성을 해결함으로써 질환의 악순환을 차단하고 장 내 항상성을 회복하는 생체적합적이며 변혁적인 전략을 제공한다.

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