caco-2细胞膜模型实验概述
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
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。
Caco2细胞模型
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。
药物研究人员可以通过在实验室条件下体外培养建立C aco－2细胞模型。
十多年前，人们发现，药物透过Caco－2单细胞层的体外过程与口服药物在肠道吸收有良好的相关性，因而引起广泛的研究。
现有研究表明，Caco－2细胞模型具有较好的体外实验重现性，可以用来研究药物吸收机制，因此对于药物研发颇具应用价值。
其不仅可用于药物制剂开发前研究，即各种药物赋形剂、吸收促进剂及药物分子结构、pH值和其他生理生化因素对药物吸收的影响，还可以在一定控制条件下对药物进行高通量筛选，以获得药物结构与吸收利用之间的相互关系的大量信息。
目前，国外医药水平发达国家的药物研究机构或开发公司已广泛采用这种细胞培养模型进行药物研究和开发，FDA也已批准使用Caco－2细胞模型筛选药物。
Caco－2细胞模型作为药物吸收研究的一种快速筛选工具，它可在细胞水平上提供药物分子透过小肠黏膜的吸收、代谢、转运的综合信息，为研发药物提供依据。
药物分子理化性质研究药物分子本身的理化性质，如结构、亲水／亲油平衡值、分子量、pH值等均是影响口服药物生物利用度的主要因素。
因此，有必要利用Caco－2细胞模型探明其作用机制和影响程度的大小。
如有人用Caco－2细胞研究药物分子结构和吸收的关系，实验结果表明，利用修饰药物化学结构来改善药物的吸收具有构象依赖性。
采用Caco－2细胞模型可评价在不同pH值条件下，药物分子的离子化程度与透膜转运的关系，进而揭示抑制吸收的阻力因素。
同样，对难溶或不溶性药物吸收转运的限速步骤是溶解过程还是膜通透过程，用C aco－2细胞模型可以有效地考察论证。
例如，国外有人成功地预测出了吡罗昔康的溶解限速过程与该药物吸收过程具有一致性。
另外，对于蛋白质、多肽类药物口服给药，利用Caco－2细胞模型可对它们的吸收转运机制进行充分研究，还可筛选这类药物的吸收促进剂，大大加速了蛋白质、多肽类药物口服制剂的研发进程。
22222Caco_2细胞模型及其在药物吸收研究中的应用新进展_王敏
TEER值 (跨膜电阻值 )较单用 Caco22细胞有所降低 ,而且水 溶性小分子物质经共培养细胞模型的渗透能力高于单纯的 Caco22细胞模型 ,有利于水溶性小分子物质细胞转运过程的 研究 。
由于 Caco22细胞缺少某些首过代谢酶 ,而这些酶是影响 药物口服吸收和生物利用度的关键酶 , Charles等 [3 ]利用重 组技 术 在 Caco22 细 胞 中 引 入 CYP cDNA s, 从 而 提 高 了 CYP3A4和 CYP2A6的表达 ,开拓了 Caco22模型在研究药物 首过代谢方面的应用 ,提高了其体内相关性 。由于 Caco22细 胞缺少或低表达小肠上皮细胞内的某些药物代谢酶和转运 体 ,因此 ,有人采用经典的细胞生物学方法诱导药物代谢酶 的表达 ,结果发现 ,在各种酶诱导剂如苯巴比妥 、地塞米松 、 β2萘黄酮存在下培养 Caco22细胞的亚克隆细胞 ,可诱导表达 不同的酶系统 [4 ] 。如 Caco22细胞的亚克隆 TC7细胞经诱导 后可增加 CYP3A的表达 ,且高表达与刷状缘相关的水解酶 、 蔗糖 2麦芽糖异构酶 ,以及牛磺胆酸转运系统 ;经 β2萘黄酮诱 导可表达 CYP1A1 基因亚家族 ,以及高活性的 UPD 2葡萄糖 醛酸转移酶 。这些性质使 TC7细胞成为有价值的体外肠道 研究模型 。另外 ,有研究发现 , Caco22细胞在多孔膜上与 100 nmol·L - 1 1α, 252二羟维生素 D3共培养 2周后可诱导 Caco22 细胞内 CYP3A4 mRNA 的表达 ,与重组技术一样也能形成一 个用以研究药物小肠吸收首过效应的细胞模型 [5 ] 。 2 Ca co22 细胞模型在口服药物吸收改善研究中的应用 211 Caco22细胞模型在各种药物吸收促进剂开发研究中的 应用 21111 应用于细胞旁路转运药物吸收促进剂的研究 亲水 性药物及多肽类药物往往表现出低的口服生物利用度 ,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 ,研究者们致力于开发 能够调节肠上皮细胞紧密连接 (但不破坏细胞单层完整性 )
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
3
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。
14
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
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)。
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
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；
④细胞的培养和代系对于Caco-2细胞形态学和生理 性质有影响，引起细胞对药物转运产生差别；
Apical to Basolateral Transport: Absorptive Transport Basolateral to Apical Transport: Secretory Transport
Efflux to both sides
Caco-2细胞模型的优点 ①Caco-2细胞虽然是来源于人的结肠癌细胞，但在
尽管Caco-2细胞模型有许多限制，但是在阐明药物吸 收机制，预测体内吸收和药物相互作用，设计有更好 吸收和更高生物利用度的口服药物或制剂并评价它们 的安全性等方面仍然是一个很好的工具。
Caco-2细胞转运实验详细讲解
Caco-2 细胞转运实验人结肠癌细胞系Caco-2是用来研究药物经肠吸收的常用模型。
Caco-2细胞体外培养条件下可自发进行上皮样分化，形成与小肠上皮细胞相同的微绒毛结构和紧密连接，形态学、标志酶的功能表达及渗透特征都与小肠柱状上皮细胞很相似。
在Caco-2细胞中，主要药物转运体如寡肽转运体PEPTI,P-糖蛋白MDRI、多药耐药相关转运蛋白MRP2和有机阴离子转运多肽OATP2B1均有较高水平表达，能够快速得到药物的跨膜转运属性。
此外，Caco-2细胞还表达一些肠道常见的糖苷酶、氨肽酶、酯酶和代谢酶，可考察存在代谢的情况下药物的转运情况。
由Caco-2细胞获得的药物表观渗透系数（Papp）与人小肠吸收具有良好的相关性，作为药物吸收研究的一种快速筛选工具，Caco-2细胞模型已广泛用于体外药物分子小肠吸收的研究。
Caco-2细胞模型是将Caco-2细胞接种于半透膜（多为聚碳酸酯多孔膜）上，待细胞生长分化为完整的细胞单层（一般21～24天），即可模拟人体肠道上皮吸收屏障，用于药物通透性实验（图11-5）。
近来研究发现，犬肾上皮细胞系MDCK Ⅱ和Caco-2细胞在许多药物的转运上具有很好的相关性，且其培养周期较短(3～5天）即可形成完整细胞单层，可以作为一种改良的Caco-2细胞模型，进行药物的经肠吸收研究（图11-6）。
【材料】1．状态良好的人结肠癌细胞。
2．试剂胰蛋白酶、小牛血清、培养基（DMEM培养粉）、双抗。
乳酸脱氢酶检测试剂盒、酚磺酞或荧光黄、D-Hanks液（每l000ml含NaCl 8.OOg，KC10.40g,NaH2P04·H20 0.06g, NaHC03 0.35g，酚磺酞0.02g) ,Hanks液（在D-Hanks液加MgS04·7H20 0.20g, CaCl2（无水）0. 14g,葡萄糖1.00g) ,75％乙醇。
3．仪器净化工作台、C02孵箱、倒置显微镜、细胞计数板、电阻仪、酶标仪、TransweⅡ小室、HPLC/MS/MS（或核素标记检测）。
caco-2的过滤标准
caco-2的过滤标准
Caco-2细胞模型是一种常用的体外肠道通透性筛选模型，用于
评估化合物的肠道吸收。
其过滤标准通常包括以下几个方面：
1. 细胞通透性，通过测定化合物在Caco-2细胞单层上的通透
性来评估其在肠道内的吸收情况。
通常会使用Papp值（apparent permeability coefficient）来表示化合物的通透性，Papp值越高，说明化合物在肠道内的吸收越好。
2. 细胞毒性，评估化合物对Caco-2细胞的毒性，以确保筛选
出的化合物对细胞没有明显的有害作用。
3. P-gp激动性，Caco-2细胞中表达P-gp（P-糖蛋白）转运蛋白，因此也需要评估化合物对P-gp的激动作用，以了解其在肠道内
的药物转运情况。
总的来说，Caco-2细胞的过滤标准主要包括通透性、毒性和P-gp激动性等方面的评估，以此来筛选具有潜在肠道吸收能力的化合物。
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］。
Caco2 细胞
Caco-2细胞模型是一种人克隆结肠腺癌细胞，结构和功能类似于分化的小肠上皮细胞，具有微绒毛等结构，并含有与小肠刷状缘上皮相关的酶系。
可以用来进行模拟体内肠转运的实验。
在细胞培养条件下，生长在多孔的可渗透聚碳酸酯膜上的细胞可融合并分化为肠上皮细胞，形成连续的单层，这与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现反分化的情况不同。
细胞亚显微结构研究表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞在形态学上相似，具有相同的细胞极性和紧密连接。
胞饮功能的检测也表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞类似。
作用：1. 研究药物吸收的潜力2. 研究药物转运的机制，包括吸收机制和排除机制3. 研究药物、营养物质、植物性成分的肠道代谢判断药物吸收能力的方法：Papp（表观渗透系数）Papp>2*10-6属于吸收好的药物如Testosterone(睾酮):1.0*10-5cm/s Propranolol（普奈洛尔）:2.86*10-5cm/sPapp<10-6cm/s属于吸收差的药物如Mannitol(甘露醇):1.0*10-7 cm/s Atenolol（阿替洛尔）:4.55*10-7 cm/s现代药物研发成功与否，与药物的代谢特性密切相关。
人工合成和筛选有限数量的化合物已被大规模的化合物合成和高通量筛选所取代。
无论是开发新药还是开发新的给药途径，化合物在体内的吸收特性都非常重要。
以往传统的体内药代吸收筛选模型，由于所需药物量大、难以批量化、耗时长以及费用高等弊端，已经无法满足现代新药的研发要求，因而开发新的快速、准确以及需药量少的药物吸收筛选模型已成为新药研发的必然趋势。
被广泛采用的三种筛选方法是：大鼠原位单次灌注法、大鼠外翻肠囊法以及体外人结肠腺癌（Caco-2）细胞系法。
其中，Caco-2细胞模型已经成为一种预测药物人体小肠吸收以及研究药物转运机制的标准体外筛选工具。
结构与功能决定其应用价值Caco-2细胞模型是十几年来国外广泛采用的一种研究药物小肠吸收的体外模型，具有相对简单、重复性较好、应用范围较广的特点。
Caco-2细胞模型
caco-2Caco-2细胞模型是一种人克隆结肠腺癌细胞，结构和功能类似于分化的小肠上皮细胞，具有微绒毛等结构，并含有与小肠刷状缘上皮相关的酶系。
可以用来进行模拟体内肠转运的实验。
在细胞培养条件下，生长在多孔的可渗透聚碳酸酯膜上的细胞可融合并分化为肠上皮细胞，形成连续的单层，这与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现反分化的情况不同。
细胞亚显微结构研究表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞在形态学上相似，具有相同的细胞极性和紧密连接。
胞饮功能的检测也表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞类似。
由于Caco-2细胞性质类似小肠上皮细胞，因此可以在这段时间进行药物的跨膜转运实验。
作用：1研究药物吸收的潜力2研究药物转运的机制，包括吸收机制和排除机制3研究药物、营养物质、植物性成分的肠道代谢判断药物吸收能力的方法：Papp（表观渗透系数）Papp>2*10-6属于吸收好的药物如Testosterone(睾酮):1.0*10-5cm/s Propranolol（普奈洛尔）:2.86*10-5cm/sPapp<10-6属于吸收差的药物如Mannitol(甘露醇):1.0*10-7 cm/s Atenolol（阿替洛尔）:4.55*10-7 cm/s现代药物研发成功与否，与药物的代谢特性密切相关。
目前，人工合成和筛选有限数量的化合物已被大规模的化合物合成和高通量筛选所取代。
无论是开发新药还是开发新的给药途径，化合物在体内的吸收特性都非常重要。
以往传统的体内药代吸收筛选模型，由于所需药物量大、难以批量化、耗时长以及费用高等弊端，已经无法满足现代新药的研发要求，因而开发新的快速、准确以及需药量少的药物吸收筛选模型已成为新药研发的必然趋势。
目前，被广泛采用的三种筛选方法是：大鼠原位单次灌注法、大鼠外翻肠囊法以及体外人结肠腺癌（Caco-2）细胞系法。
其中，Caco-2细胞模型已经成为一种预测药物人体小肠吸收以及研究药物转运机制的标准体外筛选工具。
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
can improve the low biological availability; Evaluation the normal growth characteristics of Caco-2 cells and monitor the system in daily culture.
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华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Caco-2 cell came from human adenocarcinoma of colon cells and form polarity monolayer spontaneously in condition of cultivation,which have the differentiation characteristic of microvillus and tight junction which was similar to human small intestine epithelium striated border. The cell can differentiate side of enteric cavity(Apical ,AP ) and intestine intine(Basolate ral ,BL ). AP side contain typical intestinal microvillus hydratase, CYP1A1,β-glucuronidase(β-G) and various kinds nutrient substance conveying vehicles such as P-gp,which may educe effetive of active transfer material. And caco-2 cell reserve characteristics of high expressing P-gp.P-glycoprotein(P-gp) is an important ATP-dependent membrane transporter which is expressed in many normal tissues, including liver, brain, kidney, adrenal gland and intestinal epithelial cells. It is involved in the absorption, distribution and elimination of a variety of clinically important drugs. Now, Caco-2 cell model was though as effective tool on studying the interaction of oral administration medicne in absorption process.
caco2细胞传代流程
caco2细胞传代流程
Caco-2细胞是一种人类肠道上皮细胞模型，常用于研究肠道吸收和转运的生理、药理特性。
Caco-2细胞的传代流程是指将一代细胞分裂培养并传递给下一代的过程。
传代是维持细胞株健康和稳定的重要步骤。
下面将详细介绍Caco-2细胞的传代流程。
将已培养的Caco-2细胞株从培养瓶中取出，并用PBS（磷酸盐缓冲液）进行洗涤，以去除细胞外的杂质。
然后，使用胰蛋白酶溶解细胞，使细胞与培养瓶表面分离。
胰蛋白酶需要在37摄氏度下孵育一段时间，以确保细胞充分分离。
接下来，将细胞悬浮液转移到新的培养瓶中，并加入适量的培养基。
培养基的配方通常包括营养物质、生长因子和抗生素，以提供细胞所需的营养和生长条件。
细胞在新的培养瓶中继续培养，并在适当的时间点进行观察和评估。
细胞的形态、增殖速率和细胞健康状况是评估细胞传代效果的重要指标。
一般来说，Caco-2细胞的传代周期为1到2周。
当细胞达到80%到90%的密度时，即可进行下一代的传代。
在传代过程中，需要注意以下几点：
1.避免细胞过度生长，以防止细胞过度拥挤和凋亡。
2.保持细胞培养环境的稳定性，包括温度、湿度和二氧化碳浓度的控制。
3.定期更换培养基，以确保细胞获得足够的营养物质。
4.避免细胞受到污染，定期进行细菌和真菌的检测。
通过以上步骤，Caco-2细胞可以成功地进行传代，以维持其稳定的生长和功能特性。
传代过程需要耐心和细心，以确保细胞株的质量和稳定性。
这对于后续的实验和研究工作至关重要。
基于Caco—2细胞模型评价食品营养物质的研究进展
基于Caco—2细胞模型评价食品营养物质的研究进展黄璐瑶梁鹏摘要：Caco-2小肠上皮细胞模型被广泛应用于研究食品营养物质成分的转运及吸收机制，基于Caco-2小肠上皮细胞模型，不仅可以评价食品营养物质的生物利用度，还可以了解其他因素对食品营养物质吸收的干扰等。
近年来，国内外利用Caco-2细胞模型对食品营养物质进行了大量的研究，取得了较好的研究成果。
为进一步基于Caco-2小肠上皮细胞模型研究食品营养物质的吸收，综述了近年来食品源多肽、多糖、多酚、矿物元素、黄酮及其他种类的食品营养物质在Caco-2细胞模型中的研究进展，可以为未来进一步研究食品类营养物质的转运和吸收机制提供参考依据。
关键词：Caco-2细胞模型；食品；营养物质Keywords：Caco-2cellmodel；food；nutrients1Caco-2細胞模型概述Caco-2细胞是由人类结肠腺癌细胞所衍生而来的，该细胞有许多性质类似于小肠的肠细胞，形态学上与小肠的肠细胞相似。
体外培养的Caco-2细胞融合分化后形成一种能表达微绒毛的单层细胞与相邻细胞间紧密结合形成连续的单层，细胞边缘呈刷状，是一种良好的肠道吸收模型。
它们和小肠上皮细胞一样含有各种转运蛋白质、酶和核受体等转运系统，如MRP2，mRNA，BCRP等蛋白质；细胞色素P4501A（CYP1A）、亚硫酸盐转移酶（SULTs）、谷蛋白转移酶（gst）、UDP-葡糖基转移酶（UGTs）等代谢酶；肝脏受体（LRH-1）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）、糖皮质激素受体（GR）和VD受体（VDR）等多种受体。
因此，Caco-2单层细胞模型被广泛应用于探索药物吸收和识别机制，或研究其他抑制剂的抑制机制，或转运蛋白和酶的诱导物[1]。
近年来Caco-2细胞模型也常用于食品营养科学领域中，主要开展并研究Caco-2细胞模型对食品营养物质的吸收作用，以及其他干扰因素对营养成分吸收的干扰机制[2]。
Caco-2细胞实验与中医药研究
Caco-2细胞实验与中医药研究Caco-2细胞是通过克隆⼈类的结肠癌细胞⽽来。
Caco-2细胞不仅在显微镜下形态、极性及胞饮功能与⼩肠上⽪细胞相似，⽽且其含有的转运系统和代谢酶也与⼩肠刷状缘上⽪相似。
药物在透过Caco-2细胞模型的体外过程与药物⼝服后，在⼩肠内的吸收和代谢有良好的相关性。
因此，Caco-2细胞模型常⽤于药物的跨膜转运实验，从⽽可进⼀步预测药物在⼈⼩肠中吸收情况。
国内外均有⽂献报道⽤Caco-2细胞模型来研究中药在⼈体⼩肠内的吸收，尤其在⽣物碱类和黄酮类物质中应⽤最⼴泛。
Caco-2细胞模型可⽤于中药单体成分吸收特性的考察，还可⽤于药物外排转运体对中药成分跨膜转运的影响研究，以及通过对中药活性成分的胃肠代谢途径和转运途径研究来评价中药对胃肠道的毒性和药物在体内的药理学活性，从⽽达到指导、设计、遴选⼝服中药及其剂型和评估其在体内安全性的⽬的。
因此，caco-2细胞模型对中药肠吸收的研究具有重要意义。
1、Caco-2细胞模型在中药转运机制研究中的应⽤药物转运是指药物在体内的吸收、分布及排泄过程，其包括被动转运、主动转运及膜动转运，⽽Caco-2细胞模型主要⽤于药物被动转运和主动转运的研究。
药物转运机制的判定因素是表观渗透系数值的范围。
表观渗透系数值的测定，可以通过分析药物从细胞模型的顶侧（AP侧）到基底侧（BL侧）⽅向和BL侧到AP侧⽅向的表观渗透系数值，如果2个⽅向的表观渗透系数值相同，说明药物的主要转运机制是被动扩散；如果2个⽅向表观渗透系数值的⽐值在1.5以上，说明存在药物的主动转运。
张蕾等采⽤Caco-2细胞单层模型对黄芩苷、汉黄芩苷、汉黄芩素和千层纸素A由AP侧到BL侧和BL侧到AP侧2个⽅向的转运过程进⾏研究，同时采⽤⾼效液相⾊谱－紫外检测法对上述４个黄酮成分进⾏分析，计算表观渗透系数值。
结果显⽰，当４种黄酮类成分从AP侧到BL侧的表观渗透系数值为（1-6）x10-6/cm·s时，提⽰药物吸收良好；当药物转运量呈现⼀定的时间依赖性、表观渗透率值均为1时，提⽰４种黄酮类成分均以被动扩散为主的转运机制。
caco-2细胞单层膜模型tice途径
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Caco-2细胞模型研究淫羊藿苷的吸收转运
Ｅ ｔ ｈ ｎ ｏ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｚ ｕ ｎ ｙ ｉ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ． Ｚ ｕ ｎ ｙ ｉ Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ ６ ３ ０ ９ ９． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
组、 Ｉ Ｃ Ａ组 、 氢离子组 、 无钠 离子组 、 Ａ Ｔ Ｐ抑 制 剂 组 ， 给予 Ｉ Ｃ Ａ（ １ ０ ｐ ． ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ） ３ ｈ后 ， 采用 Ｕ Ｐ Ｌ Ｃ— ＭＳ分 析 ， 比较 刷 状 缘 侧 、 基 底 侧 及 细胞 样 本 中 Ｉ Ｃ Ａ及 淫羊 藿 次 苷 Ｉ Ｉ （ Ｉ Ｃ Ｓ Ｉ Ｉ ） 的含 量 ， 观 察 不 同条 件 对 Ｉ Ｃ Ａ、 Ｉ Ｃ Ｓ Ｉ Ｉ 吸 收 的 影 响 。结 果 与 Ｉ Ｃ Ａ组相 比， 氢
Ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ｓ Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ， ｔ ｈ ｅ Ｉ ＣＡ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ， ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉ ｏ ｎ ｓ ｇ ｒ ｏ ｕ Ｐ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｉ ｏ ｎ
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Caco-2-细胞模型的研究与应用课件
Caco-2 细胞模型在中药吸收方面研究的热点目前主要 集中在对黄酮类化合物及生物碱吸收机制的研究。
对黄酮类化合物中的槲皮素4’-葡萄糖苷在进行研究发现, 该化合物在Caco-2 细胞模型中不被吸收。外排呈饱和过程, 这一外排过程不能被P-gp抑制剂维拉帕米抑制, 但却能被 MRP抑制剂MK571竞争性抑制。这一结果说明槲皮素4’葡萄糖苷在Caco-2 细胞模型中的外排是由MRP介导的,同 时服用MRP抑制剂对提高该化合物的口服吸收程度可能有 帮助[11]。
。 Caco-2-细胞模型的研究与应用
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 细胞来源是人结肠癌细胞,同源性好。该模型与药物在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 单层细胞模型示意图 AP 侧: 肠腔侧; BL 侧: 基底侧
Caco-2-细胞模型的研究与应用
Caco－2 细胞单层模型药物吸收实验参数
Papp =dQ ／(dt× A ×C0)
Papp：表观渗透系数 dQ/dt：接受药物侧待测药物出现的速率，即渗透速率 A：细胞单层表面积（cm2) C0:给药侧的初始药物
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
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Caco-2细胞单层膜模型实验概述
口服给药是最重要的给药方式之一，药物在肠道内的吸收速度及程度是影响药物生物利用度的重要因素。
药物的肠道吸收研究可以提供吸收机制、吸收部位及影响吸收的因素等重要信息，为药物的研发提供参考。
一、口服药常用的研究方法
目前研究药物在肠道吸收的方法主要分为体内法（in vivo ）、在体法（in situ ）、体外法（in vitro ）。
3种研究方法适用不同的研究对象，应根据不同的研究需要进行选择。
1. 体内法 体内法是以整体动物机体为研究对象，进行药动学研究。
口服给药后，在不同时间点采集生物样本如血液、尿液，再通过一定方法测定其药物浓度，计算达峰时间（Tmax ）、达峰浓度（Cmax ）、药时曲线下面积（AUC ）等药动学参数，进而评价药物吸收的程度和速度。
此法采用整体动物进行实验，能真实地反映药物口服后的体内吸收情况，但是它综合了物化、生理、剂型等众多因素的结果，不能特异性地反映肠道对药物的吸收作用。
又由于实验周期长、操作相对繁琐、影响因素较多、动物个体差异较大等原因，故体内法很少应用于药物吸收机制的研究，一般用于研究药物体内药动学特征。
2. 在体法
常用的在体法包括在体肠灌流法、肠襻法、肠道血管插管法等。
在体法是建立在整体动物水平上的实验，与体内法不同的是其将干扰因素大大减少，同时保证了肠道神经与内分泌调节的完整性，也保证了血液与淋巴液供应，使得待考察组织的生物活性大大提升，能够较为准确地反映药物在肠道的真实吸收情况，常用于研究药物的渗透和吸收动力学。
在体法由于是建立在整体水平之上，因此个体差异较大，对实验动物的数量有一定要求，以保证最小的数据变异。
3. 体外法
常用的体外法主要有外翻肠囊法、组织流动室法、刷状缘膜囊泡法、细胞培养模型法等。
这些实验方法是基于分离部分肠黏膜或肠段，或是采用人肠细胞模拟肠环境评价药物吸收情况。
总的来说体外法优点在于操作简单、试验周期短，可以用于药物早期高通量筛选。
武汉合
研生
物
二、Caco-2细胞模型实验
细胞模型是体外法评价药物吸收的重要手段，最常用的是Caco-2细胞模型。
1. 模型介绍
Caco-2细胞模型最早是由美国堪萨斯大学药学院Ronald T.Borchardt 博士的实验室以及英国的Ciba-Geigy 实验室在二十世纪八十年代后期建立的。
是第一个被国外制药企业以及实验室广泛应用的肠道吸收的细胞模型。
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不同，Caco-2细胞在传统的细胞培养条件下，生长在多空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。
培育21天以后，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，跨膜电阻值大于400Ω以上，3-5天内适合进行操作实验。
2. Caco-2细胞的特点
生化性质特征如下表所示：
武汉合研生物
侧）。
示意图如下所示：
Caco-2细胞模型的优点：
1、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。
2、Caco-2细胞来源是人结肠癌细胞，同源性好。
该模型与细胞在肠中的吸收有良好的相关性、较高的重现性。
在很多方面，其功能与人小肠上皮细胞是相似的，同源性好，不会产生上皮细胞形态学和生理学性质上的种属差异；
3、与动物实验相比，Caco-2细胞生命力强，培养方法简单，相对要比动物实验更经济高效；
4、改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）
5、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。
6、可用于区分肠腔内不同吸收途径的差别。
7、培养成都的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渗透实验，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细胞与人小肠上皮细胞也有一定差异，在研究药物转运中表现出一定的局限性，如：
1、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黏液层；
2、缺少某些代谢酶；
3、细胞的培养和代系对Caco-2细胞形态学和生理性质有影响，引起稀薄啊对药物转运产生差异。
4、由于培养条件的差异，不同实验室出来的结果不好直接比对；
尽管Caco-2细胞模型有一定的不足，但是在阐明药物吸收机制，预测体内吸收和药物相互作用，评价口服药物或制剂的安全性等方面仍然是一个很好的工具。
武汉合
研生
物
Caco-2细胞模型是首个被国外制药企业以及实验室应用的模拟肠道吸收的药物筛选模型，已广泛应用于药物在小肠吸收的评价与转运机制研究中。
2002年被国际认定为动物实验替代方法，已经被FDA 批准。
三、Caco-2细胞模型中常用试剂
收集了一些在Caco-2研究中比较常见的试剂如下2个表格所示：
表2：
1、研究药物结构-吸收转运关系
2、预测药药物的口服生物利用度
3、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
武汉
合
6、用于研究药物的被动转运研究
7、用于载体介导主动转运的研究
8、用于药物外排机制的研究
以Caco-2细胞模型在中药吸收方面研究为例进行补充说明。
以黄酮类化合物中的槲皮素4’-葡萄糖苷研究为例，该化合物在Caco-2细胞模型中不被吸收。
外排呈饱和过程，这一外排过程不被PGP 抑制剂维拉帕米抑制，但却被被MRP 抑制剂MK571竞争性抑制。
这一结果说明槲皮素4’-葡萄糖苷在Caco-2细胞模型中的外排是有MRP 介导的，同时服用MRP 抑制剂对提高该化合物的口服吸收程度可能有帮助。
以蛇床子素及其制剂研究为例，研究蛇床子素、蛇床子素β-环糊精包合物及其包合物分散片的摄取和跨膜转运，考察其时间、温度、浓度、吸收促进剂和抑制剂对药物摄取及跨膜吸收的影响，并比较原料药与制剂吸收过程的差异。
结果说明蛇床子素主要以被动扩散的方式被吸收，包合物和分散片中的药物以被动转运为主，少部分以细胞旁路转运途径被细胞吸收；难溶性药物经包合物可促进其吸收，制剂辅料对药物的吸收有一定的促进作用。
Artursson 等用Caco-2 细胞模型研究了多种不同结构化合物的转运机制，发现Papp 值均在5×10-8 ～5×10-5 cm/s 之间，经过与体内研究结果比较发现，吸收率在1% - 100%间的物质，其Papp 在0. 1～1×10-6 cm/s 之间; 完全吸收物质的Papp 一般大于10-4 cm/s ，而吸收＜1%的物质，其Papp 一般低于10-7 cm/s 。
还有其他很多例子就不在此赘述了，大家如果感兴趣，可以再进行文献调研和网上资料收集。
全文参考网上信息资料收集整理而成，如果大家对Caco-2细胞模型实验感兴趣可以继续寻找相关信息，希望能对大家有那么一点点用处就知足了。
武汉合研
生物。