细胞分子模型(1).ppt

第４节细胞模型举例1Caco2单层细胞模型Caco2细胞是一种人类结肠腺癌细胞,由Fogh等在1977年分离特征:在培养过程中，一旦细胞达到单层厚度便自发地进行分化，并在20d内完成这种分化分化了的Caco2单层细胞在其肠腔侧形成一个界定明确的刷状边缘且具有紧密的细胞连接,形态学上类似小肠吸收细胞且表达了典型的小肠微绒毛水解酶和营养物质转运体Caco2单层细胞具有完整性：显微镜观察、碱性磷酸酶活性和跨膜电阻(transepithelialelectricresistance,TEER)、标志物被动扩散跨膜通量测定等第32页,共43页，星期六，2024年，5月Caco2细胞模型与原位灌流等较为复杂的模型划分的药物转运程度是一致的Caco2细胞模型是用来预测药物体内被动转运吸收的良好模型，被动扩散药物在Caco2细胞上的转运吸收与体内吸收差异较小对于吸收慢且不完全的药物,体内吸收速率约为Caco2体外模型吸收速率的30～80倍优点：同时测定药物摄取和跨膜转运Caco2细胞内具有药物代谢酶，可在代谢状况下测定药物的跨膜转运细胞来源于人结肠腺癌细胞，同源性好，生命力强可区分肠腔内不同吸收途径的差别操作简单，药物消耗量少，开发前期的药物筛选第33页,共43页，星期六，2024年，5月缺点：缺少肠壁的粘液层；缺少细胞异质性；缺少部分代谢酶；Caco2细胞层是平面结构，而小肠褶皱及微绒毛结构使得体内吸收面积剧增别用途：药物的吸收转运机制研究药物制剂处方组成透膜性和粘膜毒性的评价药物吸收过程中相互作用的预测药物的化学结构和体内转运间关系的研究揭示物肠吸收限速因素药物代谢稳定性的估计肠腔pH值对药物吸收影响的评价第34页,共43页，星期六，2024年，5月2肝脏体外毒理学模型(1)原代肝细胞模型：最常用，含有分离后的肝实质细胞，用来研究药物或毒素对细胞的作用，是一个比较可靠的研究体外毒理学的模型优点：材料来源广，任何动物、人类，整个肝脏或活组织；能冰冻保存，减少了实验动物的使用量；可检测多种化合物多个浓度的细胞毒性,为体外高通量筛选模型的建立奠定了基础缺点：不能测量胆汁的成分，缺少器官特异性的细胞间相互作用，没有完整的解剖学上的结构第35页,共43页，星期六，2024年，5月(2)离体肝脏模型：灌流后分离的离体肝脏更接近在体情况优点：保留了肝脏完整的三维结构,细胞间可以相互作用,也可以实时收集胆汁，如用血液作为灌流液还可测量血液动力学参数，很多药物或者化合物引起的肝脏毒性研究中都采用了这一模型缺点：培养时间不长(2-3h)；功能不可能完整保留；费用昂贵(3)肝脏切片模型：优点：有细胞间的相互作用,不过于复杂,功能和体内肝脏比较接近不足：无法收集胆汁,不同切片之间细胞的一致性也不高根据不同化合物的代谢特点选择最佳厚度的切片(150～300μm,200～250μm)新的组织切片技术可解决存在的氧分布和营养分布不均匀等第36页,共43页，星期六，2024年，5月(4)肝细胞系模型:从人类肝脏制备细胞系可能是一种最好的选择从肝肿瘤或者转染了病毒或其他细胞DNA的肝细胞中可以获取肝细胞系具有相对的无限生长能力和较高的存活率没有可以表达完整肝脏代谢酶系的肝细胞系；维持肝细胞的正常功能却非常困难(5)亚细胞模型即组织匀浆、微粒体、纯化的细胞器如线粒体、细胞核等，上述亚细胞成分都可以应用于药物或化合物引起的肝脏毒性的研究微粒体内的代谢和二相代谢酶反应不相关，这些亚细胞体外模型也只是在短期内有效第37页,共43页，星期六，2024年，5月(6)基因工程细胞模型在酵母、细菌、昆虫细胞和非肝脏细胞中转染编码人类肝脏CYPs的cDNA,使代谢酶具有正常稳定的表达利用这种模型研究药物代谢过程中CYPs的作用以及药物对CYPs的抑制或诱导作用及药物与其结合情况已成功得到转染了二相酶系cDNA的基因工程细胞，存活率较高,可同时表达一个或者多个人类CYPs仅适用于某些特殊研究，代谢酶表达水平和体内相比也有较大差异第38页,共43页，星期六，2024年，5月3药物诱导的胰岛素抵抗模型以适宜的高浓度胰岛素诱发的HepG2胰岛素抵抗细胞模型在48h内较稳定以地塞米松作用3T32L1脂肪细胞后,96h达胰岛素抵抗的最高状态，胰岛素抵抗细胞模型在撤掉地塞米松后24h内稳定第39页,共43页，星期六，2024年，5月4表达乙肝病毒YVDD变异株肝癌细胞模型HBV基因组为双链闭环状态,不同编码基因相互重叠,启动子和增强子等调控序列又位于编码基因之