Caco_2细胞体外吸收模型的建立及评估
网上培养caco-2经验总结
上海细胞生物所。
还有我们实验室也有,不知道卖不卖。
如果需要和我e-mail联系:****************求助:有谁培养过HepG2细胞和 Caco-2 细胞吗?细胞, 培养, 求助细胞, 培养, 求助欢迎您访问。
提示:游客只能阅读部份内容,请注册或者登录后继续浏览全部信息,谢谢!本人第一次养细胞,目标细胞是HepG2细胞和 Caco-2 细胞,现在在查文献,可是有不少东西都不懂,如我在网上找到的Caco-2 细胞的培养基是MEM,20%胎牛血清和NEAA,这个?没有量啊,到时怎么配呢?请养过这两种细胞的前辈指点经验啊!我在此多多感谢了! [ 本帖最后由 liushen 于 08-6-16 22:13 编辑 ]超级版主3#发表于 08-6-18 16:19 | 只看该作者MEM,胎牛血清,非必需氨基酸欢迎您访问。
提示:游客只能阅读部份内容,请注册或者登录后继续浏览全部信息,谢谢!MEM是一种细胞培养液,你可以去公司网站去查,有卖的。
有现成的MEM液体,也有MEM干粉,可以自己去配制。
20%胎牛血清,就是在MEM液体里面加入胎牛血清至终浓度为20%。
NEAA是非必需氨基酸吧。
我们用的是Gibco公司的产品,买来的时候是10倍浓度的,用的时候10倍稀释到培养液中即可。
我有養過用DMEM+ FBS10% 含PS 0.05% 然後用trypsin 0.25% 去做subculture 就可以了!很好養!Caco-2细胞培养的一点重要经验这个细胞对生长环境的要求非常之高。
除了大家熟知的培养液条件的苛刻外(此不详述,又不懂的可留言问),对生长的空间问题要求比较高。
在每一次传代消化的时候,要消化足够长的时间,要不停地在镜下观察细胞的消化状态。
这个细胞长的比较厚,所以消化比较困难。
需要耐心。
而消化的结果应该是保证足够多的细胞都是成单个状态而不是抱团或者成片。
对于这一点,常规消化是比较难做到的。
所以需要采取点特殊措施,我一般是这样做的:首先吸干净原培养基,加入少量含EDTA的胰酶(以下简称YE)润洗,快速润洗完细胞生长面后吸走,然后加入适量的YE(我个人一般较常用量多加0.5-1ml),进行充分的消化,保持在镜下适时观察。
Caco-2 细胞模型的研究与应用
的波动性对结果有不同程度的影响。
Caco-2 细胞形成的细胞间紧密联结比在小肠上皮细胞中更具 特征性,其TEER 值比正常小肠上皮细胞高,限制了水溶性小分 子药物穿细胞间转运的应用研究。 Caco-2 细胞的吸收转运体表达较小肠上皮的低,因而在主动转 运药物的研究方面相对不如被动扩散药物研究的成功。
该模型有较广泛的适用性(可用于原料药、制剂、大、小分子
的跨肠膜研究)。 Caco-2 细胞内有药物代谢酶,可在有代谢状况下测定药物的跨 膜转运。 可用于区分肠腔内不同吸收途径的差别。
Caco-2 细胞单层模型的缺点
Caco-2细胞由于缺乏分泌粘液的杯状细胞,因而缺乏小肠上皮中 的粘液层。
缺少细胞异质性(单一细胞构成) ;
0.1×10 – 6~1.0×10 – 6
< 1 ×10 - 7
研究药物剂型对吸收的影响[4] 确定药物在肠腔吸收的最适pH 值[5] 评价前体药物的口服吸收[6]
Caco-2 细胞单层模型在药物吸收机制研究中的应用
Caco-2 细胞模型用于被动转运的研究[7] Caco-2 细胞模型用于载体介导主动转运的研究[8、9]
SeminarⅠ
Caco-2细胞模型的研究与应用
主要内容
Caco-2细胞的介绍 Caco-2细胞模型的建立与评价
Caco-2细胞模型的应用 Caco-2细胞模型的发展
Caco-2 细胞单层模型简介
Caco-2细胞: 人结肠癌细胞(the human colon carcinoma cell line)
Tab 1 Relationship between apparent permeability coefficients( Papp) and Bioavailability
Caco-2 细胞模型的研究与应用(课堂PPT)
微绒毛 紧密连接
细胞核
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Caco-2 细胞单层模型简介
Caco-2细胞生化性质特征: 主动转运系统:糖类、氨基酸、二肽、胆酸及维生素B12内源性 因子的主动转运载体。 酶: 小肠细胞刷状缘的酶; Ⅰ相代谢酶:CYP1A1 Ⅱ相代谢酶:谷胱甘肽S-转移酶,β-葡萄糖醛酸糖苷酶及 磺基转移酶。
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Caco-2 细胞模型在药物代谢方面的应用
I相代谢酶:细胞色素P450等。
Ⅱ相代谢酶:磺基转移酶、谷胱甘肽S-转移酶、β-葡糖
醛酸糖苷酶。
存在P-gp 、MRP 外排系统及细胞色素P450 同工酶(与
人
类小肠口服生物利用度方面的关系[12]
SeminarⅠ
Caco-2细胞模型的研究与应用
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主要内容
Caco-2细胞的介绍 Caco-2细胞模型的建立与评价 Caco-2细胞模型的应用 Caco-2细胞模型的发展
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Caco-2 细胞单层模型简介
➢Caco-2细胞: 人结肠癌细胞(the human colon carcinoma cell line)
活性与人体小肠上皮细胞的差别及P-gp 在Caco-2 细胞中表达
的波动性对结果有不同程度的影响。
❖Caco-2 细胞形成的细胞间紧密联结比在小肠上皮细胞中更具
特征性,其TEER 值比正常小肠上皮细胞高,限制了水溶性小分
子药物穿细胞间转运的应用研究。
❖Caco-2 细胞的吸收转运体表达较小肠上皮的低,因而在主动转
。
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Caco-2 细胞单层模型的优点
❖细胞培养条件相对容易控制, 能够简便、快速的获得大量新 的、有价值的信息, 这些信息易于转化为药物转运、代谢的 基本原理。
Caco_2细胞模型在药物开发中的应用
综述Caco-2细胞模型在药物开发中的应用刘 莱,王东凯,高 斐(沈阳药科大学药学院药剂系,辽宁沈阳110016)中图分类号:R966 文献标识码:A 文章编号:100422407(2004)022******* 从20世纪80年代开始,国外开始应用一种人结肠癌细胞(the hum an col on carcinom a cell line,Caco22细胞)体外培养模型进行药物吸收的研究,目前〔1〕该模型正被广泛用于药物开发中。
Caco22细胞可在培养条件下自发进行上皮样分化并可以形成紧密联结,分化出绒毛面A P(ap ical,肠腔侧)和基底面BL(bas olateral,肠壁侧),其形态学、标志酶的功能表达、渗透特征等与小肠上皮细胞相似。
因此可以作为研究小肠表皮细胞的药物转运、吸收和代谢的体外模型,从而加速药物研究和开发的进程。
1 Caco-2细胞体外模型的建立111 Caco22细胞的培养〔2〕 将Caco22细胞置于150mL T型烧瓶内,以DM E M(D ulbecco’sM odified Eagle’sM edium)为培养液:含415g L-1D2葡萄糖、584m g L-1脯氨酸、1%非必需氨基酸、1%丙酮酸钠、1%青霉素2链霉素、10%小牛血清,pH 值为712。
在37℃、5%CO2气流下进行培养,隔1天更换1次介质,将更换出的介质合并,用ank s平衡盐溶液(不含钙和镁HBSS2C M F)洗3次,用含0125%胰蛋白酶的1mmol L-1ED2 TA液收集细胞并培养10m in。
以200g离心10m in后,混悬在DM E M中,接种在T rans w ells上(为一种具有013Λm孔径的碳酸聚酯膜,起支持Caco22单层细胞的作用)。
一般将第25~35代的Caco22细胞用于吸收和代谢研究。
112 Caco22细胞模型的验证〔3〕为了确定Caco22单层细胞是否建立,通常采用以下方法:①用电子显微镜或光学倒置显微镜进行形态学上的检查;②可在单细胞层培养的不同阶段,测碱性磷酸酶的活性,该酶是小肠表皮刷状缘细胞的标志性酶;③测量跨膜电阻(transep ithelial electrical resistance,T EER),一般T EER值为200~5008 c m2;④采用甘露醇、菊粉、PEG4000、L ucifer yell ow CH等荧光或放射性标记物测量单细胞层的通透量。
Caco-2细胞模型的建立及在口服药物吸收中的应用
华中科技大学硕士学位论文
侧 Papp 值比值)结果表明:维拉帕米阳性对照组与阴性对照组之间有显著性差异 (P<0.05), PVPK30 低浓度组与阴性对照组有显著性差异(P<0.05),PVPK30 中浓度组和 PVPK30 高浓度组与阴性对照组之间均有显著性差异(P<0.05)。 结论:研究发现药用辅料 PVPK30 可以抑制 P-gp 外排作用,并能作为 P-gp 抑制剂促 进低生物利用度药物更昔洛韦吸收。 关键词:Caco-2 细胞 更昔洛韦 跨膜转运 P-gp PVPk30
接种到碳酸聚酯多孔膜等基质上可分化出肠腔侧apicalap和肠内壁侧basolateralblap侧含有典型的小肠微绒毛水解酶cyp1a1葡萄糖醛酸糖苷酶和包括白pglycoproteinpgp的各种营养物质转运载体可发挥主动转运物质作用并且cacogp高表达特性p糖蛋白是一种170kd大小的多药耐药基因mdr1调控的外排蛋白主要功能是外排各种外来异物保护机体不受外来异物的侵扰
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华中科技大学硕士学位论文
1.3 方法: 1.3.1 细胞形态学观察:将细胞培养于培养瓶中,隔天换液,培养14天,用显微镜观 察并做透射电镜观察细胞的超微结构。 1.3.2 TEER值的测定:在进行药物的转运试验之前,用细胞电阻仪测定跨上皮细胞 电阻(transepithelium electrical resistance,TEER),确定细胞单层的完整性。 1.3.3 碱性磷酸酶活性的测定:本文采用ALP/AKP试剂盒考察Caco-2细胞单层的碱 性磷酸酶的活性,评价Caco一2细胞的生长分化特征。 1.3.4 苯酚红通透性的测定:将苯酚红作为Caco一2细胞单层模型跨细胞被动转运的 标记物【7】,在pH7.2~7.4的情况下进行苯酚红从细胞模型顶侧AP到基底侧BL的转 运试验,计算苯酚红跨膜通量,确定细胞单层的完整性和紧密性。 1.4 结论:采用光镜,电镜,苯酚红通透量,跨膜电阻以及碱性磷酸酶活性评价 Caco-2 细胞生长特性及用于药物研究的可行性。结果表明本实验室的 Caco-2 单层细胞培养 物在培养条件下具有微绒毛,苯酚红通透量<5%,跨膜电阻值>220Ω.cm2, 碱性磷酸酶 主要集中在绒毛膜面,与小肠类似,可以作为研究小肠药物转运的体外模型。 2 应用 Caco-2 细胞模型研究药用辅料 PVPK30 对更昔洛韦吸收的影响
CACO-2细胞模型及其在食品营养物质吸收研究中的新进展
内容摘要:【摘要】概述了caco-2细胞系的特点、模型的建立与验证,及其在营养物质吸收及机制研究中的新进展,并评价了其用于营养物质吸收转运中的优点与局限性。
【摘要】概述了caco-2细胞系的特点、模型的建立与验证,及其在营养物质吸收及机制研究中的新进展,并评价了其用于营养物质吸收转运中的优点与局限性。
【关键词】 caco-2细胞营养物质吸收对于营养物质在人体内的吸收转运及其生物利用度,不同的动物之间、动物与人之间都存在或大或小的质的差异。
这种种属间的差异使得动物实验数据不能完全地外推至人体,并且直接利用人体组织进行研究是非常有限的。
人类细胞培养系统作为肠屏障的体外模型的应用是模拟营养物质透过小肠黏膜的机制与影响因素的一个有效的方法。
它可采用人体或与人体最接近的生物材料,从而消除了动物模型和人体的巨大差异;有利于探讨营养物质动力学-结构的定量构效关系的特点;有高通量、节省时间、节省资金、有利于对组合代谢产物进行分析的特点。
近十几年来,国外已普遍采用组织细胞模型作为营养物质吸收研究的工具,包括有caco-2细胞(the human colon adenocarcinoma cell lines)单层模型、mdck细胞模型、mdr1-mdck 细胞模型及ecv304细胞模型。
其中尤其是caco-2细胞模型以其与体内营养物质,特别是那些被动吸收的营养物质研究的良好相关性,被普遍用于营养物质开发的早期快速筛选过程中[1,2]。
1 caco-2细胞模型概述1.1 caco-2细胞系及其特征ap面含有典型的小肠微绒毛水解酶和各种营养物质的转运载体,可发挥主动转运物质的作用,如糖类、氨基酸、二肽、胆酸及维生素b内源性因子的主动转运载体在caco-2细胞都有表达;存在于小肠细胞刷状缘的酶,如氨肽酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶及γ-谷氨酰转肽酶也同样存在于caco-2细胞;i相代谢酶cyp1a1及ⅱ相代谢酶谷胱甘肽s-转移酶,β-葡糖醛酸糖苷酶及磺基转移酶在该细胞系统的表达也都有报道[4]。
Caco-2细胞单层模型的建立及其评估
Caco-2细胞单层模型的建立及其评估孙旭;罗余萍【摘要】Objective: Building a complete Caco-2 cell monolayermodel.Methods: Estimated the success of Caco -2 cell monolayer model by measured the TEER value and activity of alkaline phosphatase.Results: Day 7 after Caco-2 cell planted on transwell plate, the TEER value was209.75Ω·cm2. It increased almost linearly after day 10, and attained a stable value of 627Ω·cm2 in day 22. The activity of alkaline phosphatase was very low in day 3, but it becames much higher in day 15. AP/BL in day 22 was 2 times of day 15.Conclusion: The Caco-2 cell monolayer model was dense and complete,and can be used to transport experiment.%目的:建立完整的Caco-2细胞单层模型,以利于药物转运的研究.方法:通过测量细胞生长过程中跨膜电阻(TEER)值和碱性磷酸酶活性,评估Caco-2细胞单层模型是否建立成功.结果:细胞接种到Transwell板后的第7天,TEER值就已达到209.75Ω·cm2,第10天后,几乎成线性上升,直到第22天到达一个稳定值627Ω·cm2;细胞生长的第3天,磷酸酶活性非常低,第15天时磷酸酶活性比较高.到了第22天时,磷酸酶活性进一步增加,AP/BL为第15天时的2倍.结论:建立的Caco-2细胞单层模型致密且完整,检测细胞生长过程中TEER值和碱性磷酸酶活性,可用于评估Caco-2细胞单层模型建立成功.【期刊名称】《药品评价》【年(卷),期】2015(012)014【总页数】4页(P33-35,39)【关键词】Caco-2细胞单层模型;跨膜电阻(TEER)值;碱性磷酸酶【作者】孙旭;罗余萍【作者单位】中国食品药品检定研究院国家药物安全评价监测中心、药物非临床安全评价研究北京市重点实验室,北京 100176;南昌大学医学院临床药理研究所,江西南昌 330006;南昌大学医学院临床药理研究所,江西南昌 330006【正文语种】中文【中图分类】R965Caco-2细胞来源于人结肠癌细胞,是一种研究口服药物吸收特性的细胞模型,结构与生化特点类似于人类小肠上皮细胞[1]。
caco2细胞基本特点
caco2细胞基本特点Caco-2细胞是一种人类结肠腺癌细胞系,是体外研究肠道吸收和药物经过肠道屏障的重要模型之一、以下是Caco-2细胞的基本特点。
1. 形态特征:Caco-2细胞在培养基中呈现为密集附着生长的多边形或梭形细胞。
细胞的表面具有微绒毛样纹理。
2. 生长特性:Caco-2细胞具有较高的增殖速度,在适合的培养条件下可快速扩增。
细胞扩增能力强,形成紧密的细胞层,适合用于体外模拟肠道屏障。
3. 转染能力:Caco-2细胞具有较高的转染效率,可经过合适的转染方法用于研究基因的功能。
通过转染可以实现特定基因的过表达或下调,进一步研究其影响肠吸收的机制。
4. 上皮细胞特性:Caco-2细胞是一种类似肠上皮细胞的模型细胞,具有类似肠道上皮细胞的特征。
细胞形成紧密的单层,并具有极性,细胞间紧密连接形成类似肠道上皮细胞的紧密连接。
5. 紧密连接:Caco-2细胞具有紧密连接结构,包括紧密连接蛋白(如ZO-1)和Adherens连接蛋白(如E-钙粘蛋白),这些连接蛋白可以保持细胞层的完整性。
6. 肠道吸收模型:Caco-2细胞可以在适当的培养条件下分化为类似肠道上皮细胞的模型,形成细胞单层。
通过模拟肠道环境,可以研究药物在肠道上皮屏障中的吸收、转运和代谢过程。
7. 转运通路:Caco-2细胞具有多种与肠道吸收相关的转运蛋白,例如多肽转运体1(PEPT1)和脂质转运蛋白(CD36)。
这些转运蛋白使Caco-2细胞具有模拟肠道吸收功能的能力,可以用于研究药物的吸收和转运机制。
8. 炎症反应:Caco-2细胞对于肠道炎症反应也有一定的敏感性,可以用于研究肠道炎症的机制和药物的治疗效果。
总之,Caco-2细胞是一种具有肠道上皮细胞特点的模型细胞,能够模拟肠道吸收和转运过程,是研究肠道屏障功能及药物吸收、转运和代谢的重要工具。
两个Caco-2细胞系模型铁生物有效性评价效果研究
细 胞 培 养 于含 有 1 胎 牛 血 清 、 非 必 需 氨 基 酸 、. L 1 萄糖 、 o 1 4 5g・ - 葡 2mmo ・L L 谷 氨 酰 胺 、 0 ・ _ 青 霉 素 、 l - 1 0U mL 。
1 0 g mL 链 霉 素 的 D 0 ME 培 养 基 的 培 养 瓶 中 , 3 9 相 对 湿 度 、 二 氧 化 碳 的培 养 箱 中培 养 . 2 3d换新 鲜 培 M 于 7 C、 5 5 每 ~
以确 定 是 否 可 用 于试 验 .
1 3 铁 溶 液 制 备 .
胃液和胰液配 制 , 及硫酸亚铁 的模 拟 胃、 肠道 消化步骤参考 Glh a n等 的方法 , 最终获得铁 消化液.
1 3 1 不 同铁 浓 度 溶 液 准 确 吸 取 新 鲜 的 上 述 铁 消化 液 1 0 mL 与 一 定 体 积 ME ( nmu e s n i du 溶 液 混 合 , .. . , M mii m s e t l a me im) 配 制 成 铁 浓 度 为 5 1 、5 5 、 6 2 、 0和 1 0t l L 的 系 列 细 胞 培 养 液 . 0 mo ・  ̄
摘 要 : 研究 C e一 ao2细胞 吸收转运模 型( 型 I和 吸收转化 模型 ( 型 I) 铁生物 有效性 的评价 效果. 模 ) 模 I对 用不
同浓 度 , H 的硫 酸亚 铁 溶 液 及 稻 米 分 别 处 理 两种 模 型 的 C e一 p ao2细 胞 单 层 2 2h后 , 定 两 种 模 型 细 胞 铁 吸 收 差 异 . 测
效果.
1 材 料 与 方 法
1 1 材 料 .
C c一 ao 2细 胞 株 购 自中 国科 学 院 上 海 生 物 化 学 与 细 胞 生 物 学 研 究 所 ; M E 培 养 基 和 D Ha k S 自 Gie 公 司 ; 牛 血 D M - n’购 bo 胎 清 购 自杭 州 四季 青 生 物 有 限 公 司 ; 霉 素 和链 霉 素 购 自 S g 青 ima公 司 ; 养 瓶 、 养 板 及 插 入 槽 购 自美 国 C r ig 司 ; 蛋 白 培 培 o nn 公 铁 和 蛋 白质 试 剂 盒 购 自美 国 Bo R d公 司 ; 为 去 离 子 水 . i— a 水 1 2 细 胞 培 养 与 建 模 .
Caco-2 细胞模型的研究与应用解析
CYPcDNAs, 提高CYP3A4 和CYP2A6 的表达。通过
培养CYP3A4 表达的Caco-2 细胞, 开拓Caco-2 模型在研究药物首过代谢方面的应用。
参考文献
[1] Gan LS ,Thankker DR. Applications of the Caco-2 model in the design and development of biochemical and physical barriers posed by the intestinal epithelium. A dv Drug Delivery Rev ,1997 ;23 (1~3) :77~98
由于形态学及生化性质都与小肠上皮很相似,Caco-2 细
胞模型已广泛的用于体外药物分子肠吸收的研究。
Caco-2 细胞单层模型建立
Caco-2细胞模型的建立
Caco-2细胞模型的平面图
Caco-2细胞模型的切面图
Caco-2 细胞单层模型的评价
①细胞形态学(小肠微绒毛结构及细胞间紧密连接) ; ②小肠刷状缘细胞标志酶———碱性磷酸酶的活性; ③Caco-2 细胞单层的跨膜电阻( transepithelial elect rical resistance ,TEER) ;
Caco-2 细胞单层模型的新发展
优化细胞培养条件:缩短细胞培养的时间。
细胞共培养:如与杯状细胞HT29 共同培养, 为Caco-2 细胞
单层膜提供其缺乏的粘层膜。 生化诱导:用经典的细胞生物学方法诱导Caco-2 细胞上缺乏 或低表达的药物代谢相关酶和转运体的表达。 重组技术:Charles[13]等用重组技术在Caco-2 细胞中引入
Tab 1 Relationship between apparent permeability coefficients( Papp) and Bioavailability
Caco-2细胞单层模型构建及3种药物吸收机制评价
Caco-2细胞单层模型构建及3种药物吸收机制评价黎迎;朱春燕【摘要】目的:研究3种不同特性药物体外Caco-2细胞转运及其机制.方法:构建Caco-2细胞单层模型,选择酚酸类药物丹参总酚酸,生物碱类药物盐酸小檗碱和皂苷类药物三七皂苷R1为模型药物,研究3种不同特性药物经Caco-2细胞单层膜转运特点,分析其转运机制.结果:丹参总酚酸在酸性条件下经Caco-2细胞单层膜转运较高,无外排机制.盐酸小檗碱外排机制较强,不受p H的影响.三七皂苷R1经C aco-2细胞转运较差,但无外排机制,不受p H的影响.结论:3种药物口服吸收均较差,但机制不同.提高3种药物口服吸收的措施:提高丹参总酚酸在胃中滞留时间;消除盐酸小檗碱的外排影响;改善三七皂苷R1的膜透性.【期刊名称】《聊城大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(032)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】盐酸小檗碱;三七皂苷R1;丹参总酚酸;Caco-2细胞单层模型;吸收机制【作者】黎迎;朱春燕【作者单位】中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所 ,北京100193;中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所 ,北京100193【正文语种】中文【中图分类】R9660 引言丹参总酚酸(salvianolic acids, SA)是丹参的水溶性提取物[1],其主要成分包括丹酚酸B(salvianolic acid B, SA-B)、丹参素、原儿茶醛、迷迭香酸(rosmarinic acid, RA)、紫草酸(Alkannin)、丹酚酸A等,中国药典(2015版)以SA-B及RA作为SA的质控指标.SA易溶于水,是弱酸性药物.在前期对SA理化性质考察中发现,SA-B、Alkannin、RA(图1)油水分配系数与pH值呈负相关,在胃部pH条件下油水分配系数明显高于在肠中,油水分配系数越高越有利于药物的跨膜转运[2-5].盐酸小檗碱(berberine hydrochloride, BER)可以降低血压、降低血脂、降低血糖、降低血小板聚集率、降低血粘度;有治疗高血压病、心率失常病、心力衰竭病和II 型糖尿病等多种心血管疾病及其合并症的作用,目前仍未广泛运用于临床.目前研究表明,BER属于季铵型异喹啉类生物碱(图1),呈强碱性,荷正电,由于其溶解度低,生物膜透过性差,口服吸收不佳,且易被胃肠道中的蛋白吸附而影响吸收,生物利用度极低,造成难以达到发挥药理作用的有效浓度,用于治疗心血管疾病及其合并症时需要大剂量频繁服用,毒副作用就有所增强,给患者的身体带来了较大的负面影响[6-8].三七皂苷R1(R1)是三七中的主要成分,是一种皂苷(图1),其水溶性强,膜透性差.根据中国药典(2015版),R1是三七有效且具有结构代表性的生物活性成分,具有神经保护[9]、肝脏保护、心血管保护和免疫刺激作用.Caco-2(the humancolon carcinoma cell line)细胞来源于人体结肠癌细胞,是一种评价药物肠吸收的体外模型,与肠上皮近似,细胞内有药物代谢酶,Caco-2细胞单层模型因其较整体动物实验具有明显的快速、成本低等优点,被广泛地用于药物吸收和转运机制研究[10,11].Caco-2细胞适合大部分药物口服吸收机制的研究,例如被动转运、细胞旁路转运、载体介导的内吞和外排机制.本研究选择SA、BER和R1为三种不同特性的模型药物,建立了Caco-2细胞单层模型,考察了其经Caco-2细胞膜转运的特性,探索了不同特性药物的胃肠道吸收机制,为三种药物剂型设计提供了参考.图1 各种药物成分化学结构示意图1 仪器与试药1.1 仪器BSA224S-CW电子天平(德国SARTORIUS公司);LC-10AT高效液相色谱仪(日本岛津公司,SPD-10AVP紫外检测器,SCL-10AVP控制器,CTO-10ASVP柱温箱,CLASS-VP工作站);MILLICELL-ERS电阻仪(美国MILLIPORE公司);MCO-15AC CO2细胞培养箱(日本SANYO公司);DL-CJ-2ND超级洁净工作台(北京东联哈尔仪器制造有限公司).1.2 试药丹参总酚酸提取物(西安小草植物科技有限公司,批号XC20170112);丹酚酸B 对照品(上海融禾医药科技有限公司,批号160928);紫草酸对照品(天津一方科技有限公司,批号AW111Z);迷迭香酸对照品(上海源叶生物科技有限公司,批号P26A7F13802);盐酸小檗碱提取物(上海融禾医药科技发展有限公司,批号170726);盐酸小檗碱对照品(中国食品药品检定研究院,111566-201706);三七皂苷R1提取物(上海融禾医药科技发展有限公司,批号171024);三七皂苷R1(中国食品药品检定研究院,110745-201318).乙腈和甲醇(UPLC-MS 级别)购于Fisher公司(Waltham, MA, USA).胎牛血清(澳大利亚LONZA公司);MEM/HBSS(美国HyClone公司);碱性磷酸酶(AKP)试剂盒(南京建成生物工程研究所).1.3 细胞Caco-2细胞(北京协和医学院基础所细胞中心,实验用30代至60代).2 方法2.1 Caco-2细胞模型建立及表征取Caco-2细胞,PBS清洗,用胰酶消化,吹打细胞成单细胞混悬液,计数,调整浓度为2.0×105个/ mL.取0.5 mL细胞混悬液接种于Transwell板的肠腔侧(apical,AP),基底侧(basolateral,BL)加入1.5 mL培养液.隔天换液.分别于接种后2、4、6、8、10、12、14、16、18、20和21天测定接种于Transwell板上的Caco-2细胞的电阻值(Ω).分别取AP侧和BL侧两侧培养基100 μL,按照AKP试剂盒方法,测其AKP活性.分别测定空白孔、标准孔和测定孔的吸光度值,计算AKP的活性,每5天测一次.2.2 透膜转运实验BER、R1和SA用不含钙离子、镁离子的Hank’s平衡盐溶液(Hank's buffered salt solution,D-hank’s)缓冲液(pH 7.4、pH 6.0)稀释至适当浓度.将Caco-2细胞以浓度为每毫升2.0×105个接种于Transwell板AP侧,按照“2.1”方法培养.于第21天,D-Hank’s清洗,AP侧加入含BER, R1和SA的无菌D-Hank’s液(pH=7.4)0.5 mL,BL侧加入不含药物的D-Hank’s液1.5 mL,将培养板置于37 ℃水浴振荡器中,缓慢震荡,于2 h取出至EP管中,实验平行3组.外排实验(BL-AP): BL侧加入含BER, R1和SA的无菌D-Hank’s液(pH=7.4)1.5 mL,AP侧加入不含药物的D-Hank’s液(pH=7.4)0.5 mL.BL侧取出的样品溶液,微孔滤膜过滤,注入HPLC-UV分别测定BER、R1、Alkannin、RA和SA-B的含量.根据公式Papp=(dQ/dt)/AC0计算其跨膜转运表观渗透系数(Papp)值,其中dQ/dt为单位时间药物转运量(mg/s),A为转运膜的面积(0.6 cm2),C为药物的初始浓度(mg/L).2.3 数据统计处理所有数据均以Mean±SD表示.结果的差异性分析通过 SPSS 17.0 软件及One-way ANOVA分析进行计算.p < 0.05 时认为结果具有显著性差异.3 实验结果3.1 Caco-2细胞模型建立Caco-2细胞单层膜电阻值测定结果见图2.Caco-2细胞接种于Transwell板21 D 时,其电阻在1000 Ω以上,表明形成了致密的细胞单层.图2 Caco-2细胞单层电阻值随时间变化图(n=12)图3 Caco-2细胞AP侧和BL侧的AKP随时间的变化(n=3)Caco-2 细胞AKP测定结果见图3.当细胞生长到21 D时,AP和BL两侧的AKP 酶数量差值明显,表明Caco-2细胞两侧的极化已经基本形成.综上所述,Caco-2细胞单层膜有较好的完整性,电阻值大于1000 Ω,AKP测定说明细胞生长分化良好,本实验所建立的Caco-2细胞模型可以用作药物转运实验.3.2 Caco-2细胞转运及机制研究SA经Caco-2细胞转运结果见图4.由图4可知,SA中RA、SA-B和Alkannin的Papp值小于10×10-6 cm·s-1,为吸收较差的药物[12,13].与转运介质为pH7.4溶液相比,转运介质为pH 6.0溶液明显增高,且具有显著性差异,p<0.05[14],说明RA和SA-B在低pH条件下,细胞膜转运更好.AlkanninBL-AP侧Papp值明显小于AP-BL侧,p<0.05,说明其转运过程无外排机制.注:“*”,p<0.05,与RA相比;“&”,p<0.05,与SA-B相比; “#”,p<0.05,与Alkannin相比.图4 丹参总酚酸中迷迭香酸(RA)、丹酚酸B(SA-B)和紫草酸(Alkannin)经Caco-2细胞转运Papp值R1经Caco-2细胞转运结果见图5.由图5可知,R1的跨膜转运Papp值小于10×10-6 cm·s-1,为吸收较差的药物.R1的BL-AP侧Papp值明显小于AP-BL侧,p<0.05,说明其转运过程无外排机制.注:“*”,p<0.05,与R1相比.图5 三七皂苷R1(R1)经Caco-2细胞转运Papp 值注:“*”,p<0.05,与BER相比.图6 盐酸小檗碱(BER)经Caco-2细胞转运Papp值BER经Caco-2细胞转运结果见图6.由图6可知,BER的跨膜转运Papp值小于10×10-6 (cm·s-1),为吸收较差的药物.与转运溶液为pH 7.4溶液相比,转运溶液pH 6.0溶液明显增高,无显著性差异,p>0.05,说明BER的转运不受PH条件的影响.BER的BL-AP侧Papp值明显大于AP-BL侧,p<0.05,说明BER更易由基底面到肠腔面,其转运过程有明显的外排效应[15].4 讨论药物经Caco-2细胞的体外转运过程与药物口服后在肠道中的吸收有良好的相关性,可作为药物吸收研究的一种快速筛选工具.吸收良好的药物的Papp >10×10-6 cm·s-1;而吸收差的药物,Papp<10-6 cm·s-1.SA从AP到BL的吸收远大于从BL到AP的吸收,结果表明,在SA从AP到BL的透膜吸收过程中,无外排泵参与.单羧酸转运蛋白家族(monocarboxylate transporters,MCT)可以介导具有单羧酸结构的物质的主动转运,SA中主要成分含有单羧酸基团,实验结果显示,SA在Caco-2细胞单层膜上的吸收,当AP侧转运溶液pH为6.0时,SA从顶端到基底的透膜量明显多于pH为7.4时,可能原因是pH为6.0时SA中主要成分的羧酸基团游离出来,与MCT上的单氨基结合,满足了底物识别的结构条件.因此,在弱酸性环境下,SA中主要成分有较好的吸收,提高SA的口服生物利用度制剂研究中,可以通过延长药物在胃或小肠上端中的停留时间,来促进药物的吸收.BER的外排比率(PappBL/PappAP)的结果表明,这种季铵碱在小肠吸收转运的过程中可能存在肠道转运蛋白的外排作用,而外排的存在是导致BER的口服吸收减少,口服生物利用度较低的原因.有文献[16]报道,BER是P-gp的底物,P-gp的外排作用可能是导致其生物利用度低的原因之一.R1的Papp(BL-AP)小于 Papp(AP-BL),说明R1不易由基底面到肠腔面,无外排泵参与转运.R1是水溶性较强,其转运较低,说明R1口服生物利用度低可能是由于其膜透性差的原因.5 结论本研究建立了Caco-2细胞单层模型,可应用于探索三种不同特性药物丹参总酚酸、盐酸小檗碱和三七皂苷R1经Caco-2细胞转运特点及其机制,为三种药物进一步进行剂型设计提供参考.参考文献【相关文献】[1] 赵洪芝, 王静, 姜民,等.丹参总酚酸提取物UPLC指纹图谱及成分定性研究[J].药物分析杂志,2012(4):620-622.[2] Liu Z, Zheng X, Guo Y, et al.Quantitatively metabolic profiles of salvianolic acids in rats after gastric-administration of Salvia miltiorrhiza extract[J].Fitoterapia, 2016, 113:27-34.[3] 高东雁.丹参酚酸磷脂复合物及其自乳化给药系统研究[D].上海:复旦大学, 2009.[4] 张英丰, 李玉洁, 杨庆, 等.大鼠在体单向肠灌流法进行丹参素、丹酚酸B的肠吸收研究[J].中国实验方剂学杂志, 2010, 16(11):96-100.[5] 唐星.口服缓控释制剂[M].北京:人民卫生出版社, 2007.[6] 谭晓梅, 郭友立, 钟玉飞.黄连提取物中盐酸小檗碱及药根碱大鼠在体肠吸收特征的研究[J].中国中药杂志, 2010, 35 (6):755-758.[7] 张艳斌, 崔元璐.环糊精包合作用对在体大鼠肠道P-糖蛋白药泵的影响[J].中国药理学通报, 2008, 24 (10):1318-1323.[8] 肖学凤, 乔晓莉, 高岚, 等.黄柏中盐酸小檗碱的药代动力学研究[J].天津中医药大学学报, 2008,27(4):263-265.[9] Gu B, Nakamichi N, Zhang WS, et al.Possible protection by notoginsenoside R1 against glutamate neurotoxicity mediated by N-methyl-D-aspartate recep-tors composed of an NR1/NR2B subunit assembly[J].J Neurosci Res, 2009, 87(9):2145-2156.[10] 高坤, 孙进, 何仲贵.Caco-2细胞模型在口服药物吸收研究中的应用[J].沈阳药科大学学报, 2005,22(6):73-78.[11] 蒋学华, 贾运涛, 袁媛, 等.Caco-2细胞模型在口服药物吸收过程研究中的应用[J].中国药学杂志, 2002,37(5):7-9.[12] Yamashita S, Konishi K, Yamazaki Y, et al.New and better protocols for a short- term Caco-2 cell culture system[J].J Pharm Sci, 2002, 91(3):669-679.[13] Ranaldi G, Consalvo R, Sambuy Y, et al.permeability characteristics of parental and clonal human intestinal Caco-2 cell lines differentiated in serum-supplemented and serum-free media[J].Toicol In Vitro, 2003, 17(5-6):761-767.[14] 高东雁.丹参酚酸磷脂复合物及其自乳化给药系统研究[D].上海:复旦大学, 2009.[15] Zhang X, Qiu F, Jiang J, et al.Intestinal absorption mechanisms of berberine, palmatine, jateorhizine and coptisine: involvement of p-glycoprotein[J].Xenobiotica, 2011, 41(4):290-296.。
Caco_2细胞助力药物吸收促进剂研究_王敏
中国医药报/2007年/11月/15日/第B06版科技周刊基础・研发Caco-2细胞模型研究新进展之二Caco-2细胞助力药物吸收促进剂研究王敏齐云当前,作为药物吸收研究的快速筛选工具。
Caco-2细胞模型受到了各国一线研究者的青睐,被越来越多地应用于口服药物吸收促进剂的研发,其研究效果获得了研究者的重视。
细胞旁路转运药物吸收研究亲水性药物及多肽类药物往往表现出较低的口服生物利用度。
这其中的一个重要原因就是肠上皮细胞的紧密连接使得这些药物经细胞旁路的被动扩散受到限制。
最近几年,研究者致力于开发能够调节肠上皮细胞紧密连接,但又不破坏细胞单层的完整性,从而增加肠通透性的吸收促进剂,如中链脂肪酸、壳聚糖及其衍生物。
Caco-2细胞模型作为肠上皮细胞的体外最佳替代模型被用于筛选此类吸收促进剂。
有研究显示,羟丙基-β环糊精和β-环糊精较壳聚糖更能提高优降糖的溶出度。
在Caco -2细胞通透性实验中,将两种环糊精和壳聚糖合用时,出现协同效应,表明合用环糊精和壳聚糖较单用壳聚糖更能增加优降糖的肠上皮通透性。
由于壳聚糖只在酸性环境中可溶,而肠腔为中性至碱性,研究者对壳聚糖的结构进行了修饰,将壳聚糖局部季铵化,制成Ⅳ-三甲基壳聚糖氯化物(TMC),该物质在中性环境下可溶,且仍然具有壳聚糖的黏膜黏附性质。
研究者将其在Caco-2细胞模型上进行转运实验,发现其能够刺激细胞支架的丝状肌动蛋白重新排列,从而打开肠上皮细胞的紧密连接,促进亲水性药物和肽类药物经细胞旁路的被动吸收。
Ventura等采用双氧甲基β-环糊精包合塞来考昔(一种COX-2抑制剂),它们以范德华力互相结合。
包合后的塞来考昔较单体具有更高的水溶性和溶出度。
采用Ca-co-2细胞模型通透实验发现,环糊精能够使肠上皮黏膜失去稳定性,从而使塞来考昔经肠上皮的通透性增高。
肽类药物吸收研究口服蛋白质类药物,如胰岛素,在经过小肠上皮时往往被上皮细胞的代谢酶水解,从而导致其生物利用度降低,失去疗效。
Caco_2细胞模型_药物吸收研究的有效_工具_
C aco 22细胞模型———药物吸收研究的有效“工具”关 溯 综述 陈 孝1 黄 民 审校(中山大学临床药理研究所、1第一附属医院药学部,广州 510080)20031217收稿,20040205修回作者简介:关 溯,女,25岁,硕士生;黄 民,男,40岁,教授,博士生导师。
研究方向:药物代谢及药代动力学。
Tel :020*********,E 2mail :huangm @中国图书分类号 R 322145;R 329124;R 452;R 96;R 96911文献标识码 A 文章编号 100121978(2004)0620609206摘要 吸收过程是决定口服药物生物利用度的重要因素,然而很多药物的吸收机制还不明确。
Caco 22细胞模型是目前最好的体外吸收模型,在药物的吸收过程及吸收机制的研究方面有广泛的应用,尤其在中药吸收研究方面,Caco 22细胞模型的应用成为目前的热点。
另外,Caco 22细胞模型在药物代谢方面也有应用。
因此,Caco 22细胞模型将成为药物吸收研究的重要手段,有助于加快新药筛选和开发的速度。
关键词 Caco 22细胞模型;药物吸收;吸收机制 口服给药是最方便常用的小分子传统药物的给药方式,相对安全且易被患者接受,因而被广泛采用,所以口服药物制剂的开发已成为药学界的研究重点。
决定口服药物生物利用度的因素包括以下几点:(1)药物分子的理化性质;(2)在肠腔、肠上皮及肝脏内可能的代谢转化;(3)肝内胆汁的迅速排泄;(4)小肠上皮细胞中的各种特异性转运系统;(5)多药耐药(multidrug resistence ,MDR )及P 2糖蛋白(P 2glycoprotein ,P 2gp )外排系统的影响;(6)胃肠道的解剖及生理状态[1]。
然而,人们对影响口服药物吸收各种因素的了解还很不全面,尽管能合成或分离成千上万的化合物,并测试出候选药物的治疗活性,但仍然不能通过化合物的化学结构估计其是否有足够的生物利用度以满足投放到市场的要求[2]。
关于Caco-2细胞构建肠粘膜屏障模型的相关研究
关于Caco-2细胞构建肠粘膜屏障模型的相关研究吴茂军;侯龙龙【摘要】目的通过用Caco-2细胞的体外培养,建立肠粘膜屏障的模型.方法通过对Caco-2细胞在体外transwell小室中连续培养21 d,并对培养的细胞进行形态学观察、跨膜电阻测定、inulin-FITC通透率测定,评估肠屏障模型是否构建成功.结果通过体外连续培养Caco-2细胞形成了致密单层,可见细胞层单层排列,相互融合,边界清晰,细胞间紧密连接清晰可以见,21 dTER值为496.32±6.02(Ω·cm2),inulin-FITC的通透率<0.5%.结论通过细胞形态学观察,跨膜电阻测定及inulin-FITC的通透率显示Caco-2细胞体外构建肠屏障模型成功,此模型对于相关疾病的研究具有一定意义.【期刊名称】《泰山医学院学报》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】4页(P361-364)【关键词】Caco-2细胞;肠粘膜屏障;模型【作者】吴茂军;侯龙龙【作者单位】泰山医学院附属医院,山东泰安271000;泰山医学院附属医院,山东泰安271000【正文语种】中文【中图分类】R726无论是外科手术或内科疾病,只要有肠道缺氧、缺血发生,即可能有肠黏膜屏障功能障碍,容易发生肠道细菌易位,可进一步引发全身炎症反应综合征(SIRS) 、脓毒症( sepsis) 以及多器官功能障碍综合征(MODS)[1-2]。
新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)发生的起始原因就是肠黏膜损伤。
新生儿尤其早产儿肠黏膜上皮细胞发育不完善,易受缺氧、配方奶喂养和细菌感染等因素影响,导致新生儿肠粘膜损伤,发生NEC[3]。
人结肠腺癌细胞(the human colon adenocarcinoma cell lines,Caco-2细胞)可以在体外培养条件自发的不需诱导分化形成成熟的单层肠上皮细胞,被广泛用作肠道屏障模型进行体外毒理学研究。
Caco-2细胞模型解析
培育约 3星期后,其电阻值达到 400 Ω(有的 要求达到 600Ω),它们形成致密的细胞单层, 结构和生化作用类似于小肠上皮细胞, 3-5 天 内适合进行转运试验。
Caco-2 Cell Culture Model
AP Side (Lumen) BL Side (Serosal)
B to A
A to B
③Caco-2 细胞模型可同时对大批量药物进行快速筛
选,所需药物量少,仅需要数毫克即可;
④培养成熟的 Caco-2 细胞是致密的单层细胞,具有 与正常的小肠上皮细胞相同的极性,可以从不同方 向进行摄取和转运实验,可用于区分肠腔内吸收的 差别;
Caco-2细胞模型的局限性 但是, Caco-2 细胞与人小肠上皮也有一定差 异,在研究药物转运中表现出一定的局限性,如: ①缺少粘蛋白产生细胞,缺少肠壁粘液层; ②具有较高的细胞通透性,若喂养次数多,某些酶 载体或细胞内容物溢出; ③缺少某些代谢酶;
道吸收的细胞模型。也是迄今为止的最好的肠道转
运模型和上皮转运模型。
Caco-2细胞系来源于人的直肠癌,其结构和生
化作用类似于人小肠上皮细胞,含有与小肠刷状缘 上皮相关的酶系,与正常的成熟小肠上皮细胞在体 外培育过程中出现逆向分化(反分化)不同,Caco-2 细胞在传统的细胞培养条件下,生长在多孔的可渗 透的聚碳酸酯膜上可达到融合并自发分化为肠上皮 细胞,形成连续的单层(monolayer)。
Apical to Basolateral Transport: Absorptive Transport Basolateral to Apical Transport: Secretory Transport
Efflux to both sides
caco2读法
caco2读法Caco2,全称为Caco-2细胞模型,是一种常用的肠道吸收模型。
它是从人体结肠癌细胞分离出来的细胞株,具备相似的特性和功能。
Caco2细胞可用于评估药物的肠道吸收、预测生物利用度以及研究药物和营养物质的通过肠道的动力学。
本文将介绍Caco2细胞模型的基本原理以及其读法的相关内容。
一、Caco2细胞模型简介Caco2细胞模型最早在20世纪80年代被开发出来,由于其可靠的预测性和便捷的操作性,成为了药物吸收研究领域中最常用的细胞模型之一。
Caco2细胞模型可模拟人体肠道上皮层的结构和功能,因此被广泛应用于药物的吸收、转运和代谢方面的研究。
二、Caco2细胞模型的原理Caco2细胞模型的原理基于细胞外和细胞内物质的通过细胞膜的过程。
药物在通过Caco2细胞层时需经历细胞外和细胞内的转运,包括主动转运、被动扩散和内膜转运等过程。
这些转运机制模拟了真实的肠道吸收情况,因此Caco2细胞模型可用于预测药物在体内的吸收情况。
三、Caco2细胞模型的读法1. 细胞培养Caco2细胞的培养是建立Caco2细胞模型的首要步骤。
首先需要将Caco2细胞分散在培养基中,然后将细胞培养在合适的培养皿中。
培养皿需要提供适宜的培养条件,如适宜的温度、湿度和气体环境等。
在培养过程中,需要定期更换培养基、控制细胞密度和检测细胞的生长状态。
2. 输送实验Caco2细胞模型的读法主要通过传递实验来实现。
传递实验可以分为两种类型:顶部对顶部和底部对顶部。
顶部对顶部传递实验主要用于研究药物的主动转运和被动扩散,而底部对顶部传递实验则可用于研究药物的内膜转运和代谢。
3. 可溶性和稳定性研究为了评估药物的可溶性和稳定性,需要对药物在Caco2细胞模型中的溶解度和稳定性进行研究。
一种常用的方法是测定药物在不同pH值下的溶解度,并通过液相色谱-质谱分析来确定药物在Caco2细胞模型中的稳定性。
四、Caco2细胞模型的应用Caco2细胞模型广泛应用于药物吸收、转运和代谢等领域的研究。
不同接种密度对Caco-2细胞吸收模型分化及去极化评价指标的影响
不同接种密度对Caco-2细胞吸收模型分化及去极化评价指标的影响唐家明;吕林;张丽阳;邹亚学;王秋悦;罗绪刚;李素芬【摘要】为确定不同接种密度对Caco-2细胞吸收模型分化及去极化评价指标的影响,以及细胞模型适用于吸收和转运试验的时间,采用Caco-2细胞高密度(1×105 cells·cm-2)、中密度(5×104 cells·cm-2)和低密度(3×104 cells·cm-2)等3个接种密度,分别接种于带聚碳酸酯微孔滤膜插槽的Transwell 6孔板上,培养29 d,通.过测定跨膜电阻值(TEER)、碱性磷酸酶活性(ALP)和酚红透过率,评价细胞单层的完整性、极化和透过性.结果表明,高、中、低密度接种分别于第12天、第15天和第18天TEER值超过600 Ω·cm2,第27天、第29天和第29天TEER值开始下降.高、中、低密度接种分别于第15天、第18天和第21天上下侧碱性磷酸酶活性的比值都能达到10倍以上,第29天开始降低.高、中、低密度接种分别于第9天、第12天和第15天酚红透过率小于0.5%.综合以上3项指标,高密度接种细胞在第15天、中密度接种细胞在第18天、低密度接种细胞在第21天开始,可以用于吸收和转运试验,27 d以后细胞活力就开始下降,不适合做细胞模型.【期刊名称】《河北科技师范学院学报》【年(卷),期】2016(030)003【总页数】5页(P66-70)【关键词】Caco-2细胞;跨膜电阻(TEER);碱性磷酸酶(ALP);酚红【作者】唐家明;吕林;张丽阳;邹亚学;王秋悦;罗绪刚;李素芬【作者单位】河北科技师范学院,河北秦皇岛,066600;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所;河北科技师范学院,河北秦皇岛,066600;河北科技师范学院,河北秦皇岛,066600;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所;河北科技师范学院,河北秦皇岛,066600【正文语种】中文【中图分类】R329.2+7Caco-2细胞在体外聚碳酸酯微孔滤膜上培养时,能自发分化并形成类似肠道上皮细胞的结构特征和生化特性,如在细胞间形成紧密连接,在细胞表面形成良好的刷状缘和微绒毛结构,并可分泌水解酶以及合成转运糖、氨基酸和药物等的载体转运系统等[1]。
人结肠腺癌细胞系Caco-2单细胞层短期培养法及其评价
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Caco 2细胞体外吸收模型的建立及评估帕丽达 阿不力孜,丛媛媛,米仁沙 牙库甫,王 勇(新疆医科大学药学院,新疆乌鲁木齐830011)摘 要:目的:建立Caco 2细胞体外吸收模型并对其进行评估。
方法:将细胞接种在T ranswel 转运培养槽的微孔滤膜上,进行体外培养。
采用细胞形态学、跨膜电阻值(T EER)和表观渗透系数(P app )及碱性磷酸酶活性等指标对细胞模型进行检测。
结果:培养21d 后,细胞间形成紧密连接,跨膜电阻值达到恒定值,为500 /cm 2,表观渗透系数低于0.5 10-6cm/s;肠腔侧碱性磷酸酶活性显著高于基底侧酶活性。
结论:在本实验室条件下构建的Caco 2细胞模型在形态上与小肠上皮细胞相似,细胞已产生极性,可作为小肠吸收的体外模型。
关键词:Caco 2细胞;吸收;跨膜电阻;表观渗透系数;碱性磷酸酶中图分类号:R927.2 文献标识码:A 文章编号:1673 2197(2011)04 0006 02收稿日期:2011 01 15基金项目:国家自然科学基金资助项目(30860390)作者简介:帕丽达 阿不力孜(1962-),女,新疆医科大学博士研究生,研究方向为维药活性成分和生药学。
Establishment and Assessment of Caco 2Cell in Vitro Absorption ModelPalida A bulizi,Cong Yuanyuan,M irensha Yakufu,Wang Yong(Colleg e of Pharm acy,Xinjiang M edical U niv ersity ,U rumqi 830011,China)Abstract:Objective:To establish and assess the Caco 2cell in vitro absorption model.Methods:Caco 2cells were cultured on t hemillipore filt ers fixed inTranswell transport chamber.T he cell morphology,transepithelial electrical resistance,the apparent peme ability coefficients and alkaline phosphatase activities were monitored during culture.Results:After 21days of in vit ro culture,for mation of tight junction w as observed betw een the cells.T he transepithelial elect rical resistance reach a relatively stable value of 500/cm 2,apparent pemeability coefficient s w as low er than 0.5 10-6cm/s;and the alkaline phosphatase activity in the apical side w as significantly higher t han t hat in t he basolateral side.C onclusion:T he established Caco 2cell model shows similar morphology to in testinal epithelial cells wit h formation of polarity,and can be used as an in vitro model for absorption studies.Key Words:Caco 2Cell;Absorpt ion;T ransepithelial Electrical Resist ance;the Apparent Pemeability Coefficients ;Alkaline Phos phataseCaco 2细胞系来源于人结肠腺癌细胞,在培养条件下形成极性单细胞层,接种到碳酸聚酯膜基质上,可分化出绒毛面(Apical Side,AP 端、肠腔侧、顶端)和基底面(Baso Lat eral Side,BL 端、肠壁侧、底端),能够表达刷状缘(纹绿)酶、某些细胞色素药物代谢酶和异构酶等。
由于药物透过Caco 2细胞单层的体外过程与口服药物在肠道吸收有良好的相关性,因此,培养在微孔滤膜上的Caco 2细胞构建的模型可作为研究小肠表皮细胞上皮转运和代谢的体外模型,适用于新药开发的早期阶段,用来研究药物的细胞摄取及跨膜研究[1 3]。
但由于细胞来源和培养条件的不同,细胞特性有所改变。
因此在构建Caco 2细胞模型时,需对形态学、荧光素钠透过量、跨膜电阻和碱性磷酸酶等参数进行测定和评估,确保Caco 2细胞模型可作为小肠内皮细胞的转运模型。
1 材料与方法1.1 试验仪器与材料人结肠腺癌细胞系C aco 2细胞,由浙江大学药学院药物分析与药物代谢研究室提供;DM EM 培养基:Gibco 公司(Grand Island,N Y);超滤胎牛血清(FBS ):Gibco 公司;Dulbeeo s 磷酸缓冲液、胰酶:Gibco 公司;非必需氨基酸(NEAA ):Gibco 公司;碱性磷酸酶试剂盒购自南京建成生物技术公司;跨膜电阻仪(M illipore,美国);12孔T ransw ell 培养板购自(Corn ing,美国)。
1.2 方法1.2.1 细胞模型的建立将Cac o 2细胞培养于含10%胎牛血清的DMEM 高糖6培养基进行培养,培养条件:37 ,5%CO2,相对湿度90%。
培养液每2天更换一次,并用倒置显微镜观察细胞的生长情况。
当细胞生长至紧密连接状态时,将细胞进行传代培养。
实验所用的传代数在20~60代之间。
将上述细胞取0.5mL 种植在12孔Transwell板上,接种浓度为1 105cell/mL。
转运槽肠腔侧(AP侧)加入0.5mL培养基,基底侧(BL侧)加入1.5mL培养基,前7天每48h更换1次培养液,以后每24h更换1次培养液,待细胞长到20~22d备用。
1.2.2 细胞模型的评估通常情况下,用于评价Caco 2细胞模型单细胞层紧密性与完整性用倒置显微镜进行形态学检查,并用跨膜电阻仪测量Caco 2细胞单层的T EER值,同时测定漏出标志物被动扩散的跨膜通量荧光素钠:Caco 2细胞在Transw ell板内生长达21d后,吸弃培养液,在AP和BL侧均加入预热至37 的PBS;吸弃,再加入预热的PBS,37 ,5%CO2条件下培养20m in;吸弃,再加入预热的PBS,37 ,5%CO2条件下培养20m in。
吸弃PBS,在A侧加0.5mL Lucif er Na (20 g/mL),B侧加1.5mLPBS,在,37 ,5%C O2条件下培养2h,取BL的转运液,在Ex=485nm,Em=530nm的条件下,检测荧光强度,根据标准曲线,计算Lucifer yellow CH 在BL侧转运液的浓度。
根据公式Papp=V/ACo.dC/dt (cm/s)[4],计算Lucifer yellow CH在的表观渗透系数Papp。
采用ALP/AKP试剂盒考察Caco 2细胞单层的碱性磷酸酶的活性,并评价其生长分化特征。
1.2.3 数据分析采用SPSS软件进行分析。
2 结果2.1 细胞形态从图1可以看出,Caco 2细胞经消化传代后,随着培养时间的延长,可以观察出细胞生长密集并逐渐贴壁,不断和周围细胞融合成片。
光镜下细胞生长均匀,边界清晰,可清楚地看到细胞之间的接触。
在Transw ell板中5~7d左右形成一层致密的膜,从而形成紧密的细胞单层(见图2)。
图1 生长在培养瓶中的Caco 2细胞形态2.2 跨膜电阻值选取在T ransw ell板内生长0、3、9、14、21d的Caco 2细胞,吸弃培养液,在A侧和B侧均加入预热至37 的PBS 缓冲液,转移至培养箱,37 ,5%C O2条件下培养20m in。
用PBS溶液浸泡过夜的灭菌电极,连上跨膜电阻仪后,检测单层细胞两侧的跨膜电阻。
所测得的样品电阻值减去空白膜(及未接种细胞)的电阻值,求其平均值,即为C aco 2细胞单层的电阻值。
结果见图3,可见随着培养时间的延长,细胞单层两侧之间的跨膜电阻也逐渐增加,斜率增大,至第21天可达到500 /cm2左右。
图2 生长在Transwe ll板的Cac o 2细胞形态图3 Caco 2细胞的TEE R值随培养时间变化趋势2.3 荧光素钠跨膜通量检测根据公式Papp=V/ACo.dC/dt(cm/s),计算Lucifer yellow CH在的表观渗透系数Papp值,结果见表1。
Papp为4.45 10-7cm/s,小于通透实验规定的0.5 10-6cm/s值。
表1 荧光素钠通透实验结果(n=6)序号Papp( 10-7cm/s)RSD%1 4.562 4.333 4.374 4.475 4.536 4.4619.92.4 碱性磷酸酶检测如图4所示,当细胞培养到5、21d时,其标志酶 碱性磷酸酶已大部分被限制在刷状缘一侧,刷状缘一侧的酶活性远大于基底膜一侧的酶活性,表明细胞生长已经形成了极性,刷状缘朝向培养液一侧,基底膜朝向多聚碳酸酯膜。
图4 Caco 2细胞不同培养时间的碱性磷酸酶检测(A:5天,B:21天)3 讨论本文建立了Caco 2细胞模型并对其进行了完整性验证,电镜条件下观察了细胞单层分化情况,并用碱性磷酸酶检测细胞的极性;同时,还测定了单细胞层的电阻和荧光黄跨膜通量。
通过电镜观察,细胞在形态学上分化良好,紧密连接以及微绒毛。
电阻随培养天数增加而增大,在第21d 时到达500 /cm2,符合文献报道要求[5]。
作为标志物的荧光素钠试剂来检测单层细胞的完整性,荧光黄在8h内的7见血封喉中Glucostrophalloside 的2D NMR 研究姜苗苗1,冯毅凡1,姚新生2*(1.广东药学院中心实验室,广东广州510006;2.暨南大学中药及天然药物研究所,广东广州510632)摘 要:目的:研究植物见血封喉正丁醇提取物中一个二糖甲型强心苷的化学结构。
方法:应用1D 和2D N M R 技术,如1H NM R 、13C N M R 、1H 1H COSY 、H SQC 、HM BC 、HSQC T OCSY 、ROESY 等解析并鉴定该化合物结构。