下载文档原格式
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。
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。
Caco2细胞Caco2细胞是一种常用的人类结肠腺癌细胞系，常被用于研究细胞生物学、药物吸收和转运等方面。
这种细胞系源自结肠腺癌患者的转移灶，具有类似正常肠上皮细胞的形态和功能。
本文将介绍Caco2细胞的特点、应用和相关研究进展。
特点Caco2细胞是一种上皮细胞，呈长条状并呈多层排列。
这种细胞表面有微绒毛，类似于肠上皮细胞的微绒毛结构。
Caco2细胞还具有结肠腺癌细胞的特点，如易于培养、有相对稳定的倍增周期等。
应用Caco2细胞广泛用于研究药物在肠道的吸收和转运过程。
由于Caco2细胞具有肠上皮细胞的特点，因此可以模拟药物穿过肠道黏膜的生理过程。
科研人员可以在Caco2细胞培养基中添加不同浓度的药物，观察其在细胞内的转运和吸收情况，从而评估药物在体内的药代动力学。
此外，Caco2细胞还可以用于研究肠道疾病的发病机制，如炎症性肠病和肠道感染等。
通过模拟疾病条件，科研人员可以观察Caco2细胞的相应反应，探究疾病的发展过程。
研究进展近年来，随着细胞培养技术和细胞生物学研究的发展，Caco2细胞在药物研发、肠道疾病研究等领域发挥了重要作用。
研究人员通过基因编辑技术和高通量筛选技术，不断提高Caco2细胞的模拟能力和研究效率。
一些研究还表明，Caco2细胞可以应用于药物肠道黏膜递送系统、肠-肝循环等方面。
结论Caco2细胞作为一种常用的结肠腺癌细胞系，具有模拟肠道黏膜和疾病发生机制的能力。
在药物研发和肠道疾病研究中，Caco2细胞的应用将继续发挥重要作用。
未来，随着细胞生物学和疾病模型的不断改进，Caco2细胞的研究前景仍然广阔。
Caco-2细胞模型用于乳源ACE抑制肽LL、LPEW的小肠吸收研究高锦锦1，郭宇星1,*，潘道东1,2（1.南京师范大学金陵女子学院，江苏南京 210097；2.宁波大学海洋学院，浙江宁波 315211）摘 要：通过建立并验证Caco-2细胞模型，分析血管紧张素转化酶（angiotensin-I converting enzyme，ACE）抑制肽LL、LPEW在小肠中的转运量，研究LL、LPEW的小肠吸收机制。
从细胞形态、跨膜电阻和碱性磷酸酶活性3 个方面验证Caco-2细胞模型可用性。
分析ACE抑制肽LL、LPEW的Caco-2细胞转运量，LL的表观渗透系数（P app）为（275.17±8.28）×10－7 cm/s，肠道吸收良好；LPEW的P app为（5.13±1.49）×10－7 cm/s，相比于LL，肠道吸收量较低。
加入旁路转运促进剂去氧胆酸钠、内吞抑制剂渥曼青霉素（Wortmannin）、肽转运载体竞争性抑制剂Gly-Pro，对比无抑制剂时LL的转运量，分析得到LL的跨膜转运机制可能为内吞途径。
加入ATP能量生成抑制剂叠氮化钠、多药耐药蛋白抑制剂MK-571、P-糖蛋白抑制剂维拉帕米，对比无抑制剂时肽LL的转运量，得出LL没有外排作用，所以LL肠道吸收较好。
关键词：ACE抑制肽；Caco-2细胞模型；小肠吸收Intestinal Absorption of Milk-Derived ACE Inhibitory Peptides LL and LPEW Using Caco-2 Cell ModelGAO Jinjin1, GUO Yuxing1,*, PAN Daodong1,2(1. Ginling College, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China;2. School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China)Abstract: Caco-2 cell model was established and verified to analyze the transport capacity of ACE inhibitory peptides LL and LPEW and to explore their transport mechanism across intestinal epithelial cells. Morphology, transepithelial electrical resistance and alkaline phosphatase activity were measured to verify the validity of the Caco-2 cell model. Apparent permeability coefficient (P app) of LL and LPEW were (275.17 ± 8.28) × 10-7 and (5.13 ± 1.49) × 10-7cm/s, respectively in Caco-2 transport experiments, suggesting that LL displayed much better intestinal absorption than LPEW. The transportation route of LL may be endocytosis, as demonstrated by comparing the transport capacity of LL with and without transport inhibitors including the paracellular transport accelerator sodium deoxycholate, the endocytosis inhibitor Wortmannin, and the competitive inhibitor of the peptide transports Gly-Pro. LL had no efflux activity, as suggested by comparing the transport capacity with and without efflux inhibitor including the P-glycoprotein inhibitor verapamil, the multidrug resistance protein inhibitor MK-571, and the ATPase inhibitor sodium azide. In conclusion, LL showed good intestinal absorption.Key words: angiotensin-I converting enzyme (ACE) inhibitory peptides; Caco-2 cell model; intestinal absorptionDOI:10.7506/spkx1002-6630-201711034中图分类号：TS252.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2017）11-0214-06引文格式：高锦锦, 郭宇星, 潘道东. Caco-2细胞模型用于乳源ACE抑制肽LL、LPEW的小肠吸收研究[J]. 食品科学, 2017, 38(11): 214-219. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201711034. GAO Jinjin, GUO Yuxing, PAN Daodong. Intestinal absorption of milk-derived ACE inhibitory peptides LL and LPEW using Caco-2 cell model[J]. Food Science, 2017, 38(11): 214-219. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201711034. 收稿日期：2016-04-27基金项目：江苏省自然科学基金项目（BK20151544；BK20141447）；国家自然科学基金面上项目（31571852；31471598）作者简介：高锦锦（1989—），女，硕士研究生，研究方向为乳品科学。
