Caco-2 细胞模型的研究与应用.ppt

Caco-2细胞模型的研究与应用 SeminarⅠ 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) Caco-2细胞的形态学特征： Caco-2 细胞具有与小肠上皮细胞相同的微绒毛结构和紧密连接。 微绒毛 紧密连接 细胞核 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。 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 细胞单层模型简介 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) ; ④漏出标志物(甘露醇、荧光黄等) 被动扩散的跨膜通量; ⑤Caco－2 细胞的胞饮功能(用辣根过氧化物酶测定) ; 药物肠道吸收的方式 　１ 被动扩散　２穿细胞间　３载体转运　４胞吞 　 ５ 外排系统（如P-gp、MRP） 药物吸收 Caco－2 细胞单层模型的药物转运机理 药物的转运过程:药物分子从Caco-2 单细胞层的顶侧肠腔侧(AP侧) 跨过Caco-2 单细胞层或经由细胞间隙到达基底侧(BL 侧) 　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 细胞培养条件:细胞种植密度是否达到融合,细胞分化的阶 段,重要营养物质或生长因子的存在或缺失。 转运介质的组成溶液的浓度、温度、pH值等。 某种代谢来源的能量或离子的存在或缺失,竞争性溶质的 在或缺失。 影响细胞转运和代谢性质的因素 Caco－2 细胞单层模型在药物吸收研究中的应用 　研究药物结构- 吸收转运关系[1] 　预测药物的体内吸收:被动扩散药物的口服生物利用度与表观 渗透系数间有良好的相关关系[2,3] 。 Tab 1 Relationship between apparent permeability coefficients( Papp) and Bioavailability 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] 　Caco-2 细胞模型用于药物外排机制的研究[10] 　Caco-2 细胞模型在中药吸收研究方面的应用 　 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 类小肠上皮一致) ,人们可以利用这一模型研究氧化代谢 与外排作用在限制药物口服生物利用度方面的关系[12] 。 Caco－2 细