체내 포도당 영양분 대사와 이로 인한 UDP-GlcNAc의 생성 대사와 단백질들에 대한 O-GlcNAc 수식 및 세포표면 당 단백질의 시알산 발현은 신경계 기능에 중요한 영향을 미치게 된다. 이러한 대사의 변화를 이해하는 것은 뇌의 비정상적인 발달에 의한 선천성 뇌신경계 질환 혹은 알츠하이머병과 같이 특징적인 뇌대사의 저하를 보이는 병의 진단 및 평가에 중요하나, 현재 이에 관련된 기작이 명확하게 밝혀져 있지 않다. 이를 위한 기초연구로서, 본 연구에서는 임신한지 18일 되는 태아쥐와, 생후 하루, 4주, 8주째의 신생쥐 및 청년기쥐로부터 대뇌피질 조직을 분리하여 초기 뇌조직 발달에 있어서 UDP-GlcNAc 함량 변화, 단백질의 O-GlcNAc 수식 변화 및 시알산 발현 변화를 조사하였다. 단백질의 O-GlcNAc의 양은 쥐의 나이가 증가함에 따라 점차 증가하는 양상을 보인 반면, 전구체가 되는 UDP-GlcNAc의 양은 감소하는 양상을 보였으나, O-GlcNAc과는 반대로, 역시 UDP-GlcNAc을 전구체로 하여 생합성 되는 시알산의 경우는 뇌조직이 발달해 감에 따라 UDP-GlcNAc의 감소와 함께 점차 감소하는 경향을 보였다. 이는 포도당 영양분의 공급 및 UDP-GlcNAc 대사와 단백질의 O-GlcNAc 수식화(O-GlcNAcylation)와 시알산 발현이 보다 복잡한 메카니즘에 의해 조절됨을 의미하며, 관련된 조절 단백질, 혹은 효소에 대한 더욱 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다. 이들의 대사 관계 및 조절에 대한 기작이 밝혀 진다면 알츠하이머 등 노화에 따른 인지능력 저하나 청소년기 비정상적인 발달에 따른 기형아 등 선천성 신경계 질환을 예방하거나 치료할 수 있는 단서를 제시할 수도 있을 것으로 사료된다.

The extrinsic glucose supply, the biosynthesis of UDP-GlcNAc, protein O-GlcNAcylation and sialylation of cell surface proteins are now increasingly important aspects for normal function of brain neuronal system. As a preliminary study, we investigated changes in protein O-GlcNAcylation, sialylation and the content of UDP-GlcNAc in the rat brain cortical tissues of different ages, embryonic(E18), new-born(P0), 4-week(P4W) and 8-week-old(P8W) rats. As the rats grow up to young adult(8-week-old), O-GlcNAcylation in total proteins and number of protein species gradually increased along with sharp decrease in UDP-GlcNAc content. In contrast to O-GlcNAcylation, total sialic acid content in total proteins of each tissue showed an increase from E18 to P0 and then gradually decreased. These results may suggest that UDP-GlcNAc metabolism and protein O-GlcNAc modification and sialic acid expression are controlled by rather complicate mechanism during the normal development of early post-natal brain tissues. Elucidating the mechanisms of the metabolic processes between these factors and their regulation would be beneficial for the prevention and treatment of neurodegenerative diseases such as hereditary and Alzheimer`s diseases.