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。
caco2细胞基本特点
Caco-2细胞是人结肠癌细胞系，最早由亨利•斯密斯公司的塞组酸性溶胞酶（Zymo Chem）在1975年从一位52岁男性患者的结肠腺癌中分离得到。Caco-2细胞在体外培养中广泛应用于胶囊剂和口服药物的渗透性、吸收性和代谢性研究。
Caco-2细胞具有以下基本特点：
1. 结构和形态：Caco-2细胞具有上皮细胞的形态特征，呈现为单层细胞排列。细胞有多面形状，有较多的纤毛和微绒毛，可以形成小结构和肠泡。
2. 同质性：Caco-2细胞具有一定的同质性，细胞之间没有明显的异质性，细胞形貌基本一致。
3. 极性细胞：Caco-2细胞表现出明显的极性结构，如细胞上部有毛状突起，形成肠泡。细胞表面有绒毛和纤毛，绒毛面对腔面，纤毛面对基底膜。
4. 承载电荷：Caco-2细胞具有负电荷。在正常培养条件下，Caco-2细胞的表面电荷为负电荷，可以与带正电荷的物质进行相互作用。
5. 对外界反应：Caco-2细胞对外界的刺激和信号反应敏感，能够对环境发生改变做出反应。例如，Caco-2细胞可以对降低氧浓度、改变培养基成分等刺激产生反应。
6. 蛋白质表达：Caco-2细胞能够表达多种与苯肾素类药物代谢和转运相关的蛋白质，包括细胞色素P450、腺苷二磷酸糖转运蛋白和酯酶等。这些蛋白质在肠道的药物吸收和代谢过程中起到重要作用。 7. 吸收功能：Caco-2细胞具有肠道上皮细胞的吸收功能。通过Caco-2细胞单层培养体系，可以模拟药物在人体肠道上皮的吸收情况，用于预测药物的渗透性和生物利用度。
8. 转运功能：Caco-2细胞具有肠道上皮细胞的转运功能。Caco-2细胞表达多种与药物转运相关的蛋白质，可以模拟药物在肠道上皮细胞内的运输过程，用于评估药物的转运特性。
9. 障碍功能：Caco-2细胞在一些条件下会失去肠道上皮细胞的屏障功能，使细胞层透过性增加。这种失去屏障功能的模型被广泛应用于评估细菌或病毒的侵入性。
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。
