染料木素-川芎嗪共晶在Caco-2细胞模型中的转运研究

旨在考察染料木素(genistein,GEN)、川芎嗪(tetramethylpyrazine,TMP)、染料木素-川芎嗪共晶(GEN-TMP)及染料木素与川芎嗪的物理混合物(GEN+TMP)在Caco-2细胞模型中的转运特征;建立Caco-2细胞模型,并以细胞跨膜电阻和标志物渗漏检查等指标进行验证,采用高效液相色谱法,考察并计算安全浓度下药物的累积转运量、表观渗透系数和外排率,并探讨P糖蛋白(P-gp)抑制剂维拉帕米、乳腺癌耐药蛋白(breast cancer resistant protein,BCRP)抑制剂KO143和多药耐药相关蛋白2(multidrug resistance-associated protein 2,MRP2)抑制剂MK571对转运的影响。结果显示,Caco-2细胞模型完整性与功能性良好,GEN浓度为40μg/mL时,GEN、TMP、GEN-TMP以及GEN+TMP的细胞存活率分别为90.06%、84.21%、97.60%和89.37%;GEN、TMP、GEN-TMP和GEN+TMP的表观渗透系数(P_(app))大于1.0×10^(-6)cm/s,属于吸收良好药物;GEN-TMP中GEN的累积转运量和P_(app)值分别为(2.78±0.11)μg和(8.61±0.33)×10^(-6)cm/s,比GEN的(1.92±0.15)μg和(5.96±0.47)×10^(-6)cm/s提高了44.79%和44.46%;GEN+TMP中GEN的累积转运量和P_(app)值与GEN无显著性差异。GEN只受BCRP的外排作用,GEN-TMP中的GEN同时受到P-gp和BCRP的外排作用,TMP、GEN-TMP和GEN+TMP中的TMP均受到MRP2的外排作用。结果表明,相同浓度下,GEN-TMP的细胞存活率高于GEN+TMP。GEN-TMP的吸收强于GEN和GEN+TMP中的GEN,共晶受外排蛋白的作用区别于GEN和GEN+TMP中的GEN,研究工作为共晶的转运研究提供了借鉴和参考。

基于Caco-2细胞模型的辣椒素与槲皮素协同调节小肠糖代谢的分子机制

为探究辣椒素与槲皮素协同调节小肠糖代谢的分子机制,借助Caco-2细胞单层模型,研究辣椒素与槲皮素单一及联合处理对Caco-2细胞存活率、细胞膜通透性的影响。采用免疫印迹法测定跨膜蛋白Occludin、胞质蛋白ZO-1、表面生长因子受体EGFR和纤维状肌蛋白F-actin以及葡萄糖转运关键蛋白GLUT2、SGLT1、Na^(+)/K^(+)-ATPase的表达量。结果显示:各试验处理组Caco-2细胞的增殖率均大于75%,表明药物对细胞没有明显毒性,可进行后续试验。Caco-2细胞单层模型的跨膜电阻值为(315.70±26.65)Ω·cm^(2),加药后各试验组的跨膜电阻值均呈现上升趋势,表明膜通透性变小,细胞屏障功能增强,可延缓小肠对葡萄糖的吸收。同时与空白对照组相比,各试验组上调了跨膜蛋白Occludin(>0.65)、胞质蛋白ZO-1 (>0.51)、表面生长因子受体EGFR(>0.19)和纤维状肌蛋白F-actin(>0.04)的相对表达量,并且下调了葡萄糖转运关键蛋白GLUT2(>1.00)、SGLT1(>0.78)、Na^(+)/K^(+)-ATPase(>0.87)的相对表达水平。综合来看,辣椒素与槲皮素在调节小肠糖代谢方面具有协同效应,二者在高剂量水平以1∶3比例混合效果最佳,主要通过增强肠道黏膜屏障功能,下调葡萄糖转运关键蛋白水平,从而抑制小肠对葡萄糖的吸收来达到调节糖代谢的效果。

桃胶多糖对Caco-2细胞模型吸收葡萄糖的影响

目的:通过Caco-2体外细胞模型研究桃胶多糖影响葡萄糖吸收的机制。方法:以培养的Caco-2单层细胞为葡萄糖吸收模型,观察在桃胶多糖影响下,葡萄糖吸收量随时间的变化关系,从而推断桃胶多糖对葡萄糖跨膜转运过程的影响。结果:一定浓度桃胶多糖作用下,不同浓度葡萄糖的吸收量与对照组相比,均有显著差异(P<0.05),表明葡萄糖吸收受到桃胶多糖的抑制,且葡萄糖浓度越低,桃胶多糖抑制葡萄糖吸收的效果越显著(P<0.05);不同浓度的桃胶多糖作用下,相同浓度葡萄糖的吸收量与对照组相比,均有显著差异(P<0.05),且桃胶多糖浓度越高,抑制葡萄糖吸收的效果越好(P<0.05)。结论:桃胶多糖能够竞争性抑制葡萄糖的吸收,其是否可能通过影响或者占据肠道刷状缘侧钠葡萄糖共转运载体1(SGLT-1)上葡萄糖的吸收位点达到降血糖目的,其机制尚有待进一步研究。

黄芪多糖脂质体的制备及其在Caco-2细胞模型的转运特性研究

【目的】研究黄芪多糖脂质体(Astragalus polysaccharide liposomes,APSL)制备及其在Caco-2细胞模型中的转运。【方法】采用薄膜分散法制备APSL,通过透射电镜观察APSL结构,鱼精蛋白法检测APSL的包封率及载药量;建立Caco-2单层细胞模型,通过透射电镜观察其结构,测量细胞电阻值及荧光素钠表观渗透系数(apparent permeability coefficient,Papp)来评价Caco-2细胞模型的致密性和完整性;分别进行肠腔侧(apical side,AP)到基底侧(basolateral side,BL)及BL到AP侧两个转运方向的跨膜转运试验,分析药物浓度及P-糖蛋白(P-gp)的抑制剂维拉帕米溶液(Verapamil,Ver)对转运的影响。【结果】APSL包封率为71.74%±4.87%,载药量为2.92%,透射电镜下可见球状双层结构,粒径为(126.6±0.283)nm(n=3),聚合物分散性指数(polymer dispersity index,PDI)为0.190±0.009;透射电镜下观察Caco-2细胞紧密结合,形成微绒毛结构,跨膜电阻值达到650Ω·cm^(2),碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)比值达到3.05,荧光素钠Papp为1.96×10^(-7)cm/s,可满足转运试验的要求。在不同浓度下(75、150、300μg/mL),黄芪多糖(APS)的外排率(efflux ratio,ER)均>1.5,APSL的ER均<1.5。3个浓度上AP-BL吸收方向上APSL组Papp均极显著高于APS组(P<0.01),且ER均低于APS组。加入P-gp蛋白抑制剂后,与APS组相比,APS+Ver组AP-BL方向Papp极显著升高(P<0.01),ER降低;而APSL+Ver组两侧的Papp均没有明显变化(P>0.05)。与APS组ER(3.995)相比,APSL组的ER(1.005)降低。【结论】APS在体外Caco-2细胞单层模型上的转运较差,为低渗透性化合物,可能存在P-gp蛋白外排,而APSL能够增加APS的转运吸收,提高药物渗透性。

仙茅苷、苔黑酚葡萄糖苷在Caco-2细胞模型中吸收的机制

目的研究仙茅苷、苔黑酚葡萄糖苷在人结肠癌细胞Caco-2细胞模型中的吸收机制。方法利用Caco-2细胞模型研究仙茅苷(curculigoside)、苔黑酚葡萄糖苷(orcinol glucoside)的双向跨膜转运特征,通过高效液相色谱法测定二者的质量浓度,计算其表观渗透系数(P_(app)),考察时间、药物质量浓度对二者吸收和转运的影响。结果仙茅苷、苔黑酚葡萄糖苷在Caco-2细胞模型中,各自在细胞绒毛面Apical(AP)和基底面Basolateral(BL)的双向转运基本相同,随着药物浓度的增加转运速率在减小,随着转运时间的延长转运速率略有减小。结论仙茅苷、苔黑酚葡萄糖苷具有良好的肠吸收特性,在Caco-2细胞模型中的吸收为被动转运。

稳定同位素示踪法用于Caco-2细胞葡萄糖吸收模型的研究

目的建立Caco-2细胞葡萄糖吸收模型,为考察药物对葡萄糖吸收的影响提供方法。方法 Caco-2细胞培养7,14,21 d后,分别加入25,50,75,100 mmol.L-1的葡萄糖溶液孵育5,10,15,20 min,采用高效液相色谱-质谱联用技术,以稳定同位素示踪法比较培养时间、葡萄糖浓度以及孵育时间对葡萄糖吸收的影响。结果 Caco-2细胞培养21 d后葡萄糖的吸收优于培养7 d和14 d的吸收,吸收量大,趋势稳定。此时用75 mmol.L-1的葡萄糖溶液孵育细胞10 min,葡萄糖吸收量与100 mmol.L-1比较差异无统计学意义,但高于25,50 mmol.L-1时的葡萄糖吸收量。结论本实验条件下建立的Caco-2细胞模型可作为研究葡萄糖吸收的模型。

天冬氨酸和谷氨酸及其甘氨酸二肽调控Caco-2细胞钙离子吸收的研究

为了探究天冬氨酸和谷氨酸及其甘氨酸二肽对钙离子吸收的影响机理,本文利用等温滴定量热技术、电化学、Caco-2细胞模型结合量子化学计算(密度泛函理论)对天冬氨酸和谷氨酸及其甘氨酸二肽与钙离子的相互作用进行了探究。结果表明,天冬氨酸和谷氨酸通过焓和熵驱动的放热反应与钙离子形成复合物,而其形成的二肽则是通过熵驱动的吸热反应与钙离子结合。此外,二肽比单独的氨基酸表现出更强的钙离子结合能力。量子化学计算表明,氨基酸/二肽中的羧基为钙离子的主要结合位点,在碱性条件下,会导致钙离子结合位点转移,氨基也可以参与钙离子结合。Caco-2细胞吸收实验表明,天冬氨酸和谷氨酸及其二肽均可促进钙的吸收,其中甘氨酸-谷氨酸二肽(Gly-Glu)的促进效果最好,促钙吸收率为1.33±0.115。此外,促钙吸收能力与钙离子结合能力之间没有明确的相关性,与其电子亲和力的关系更为密切。研究结果解释了天冬氨酸、谷氨酸及其甘氨酸二肽与钙之间的相互作用,为进一步开发钙补充剂提供科学依据。

转运葡萄糖苷类化合物的Caco-2细胞模型建立

建立转运葡萄糖苷类化合物的Caco-2细胞模型,为葡萄糖及葡萄糖苷类化合物肠道吸收研究提供基础。通过对Caco-2细胞最适培养基的选择、单层致密性的测定、单层通透性和细胞两侧碱性磷酸酶活性比的测定、单层亚显微结构的观察、细胞葡萄糖转运蛋白SGLT1和GLUT2的mRNA及蛋白表达水平的分析,建立可靠的细胞模型。研究表明:Caco-2细胞的最适培养基为添加体积分数15%血清的DMEM低糖培养基;Caco-2细胞在14~17 d的跨膜电阻趋于稳定,苯酚红的表观渗透系数达到0.49×10^(-6)~0.51×10^(-6) cm·s^(-1),微绒毛分化成熟,细胞两侧碱性磷酸酶比值达到2.0以上。葡萄糖转运载体SGLT1的mRNA表达在14 d时显著高于17 d和21 d,葡萄糖转运载体SGLT1和GLUT2的蛋白表达在14、17、21 d无显著差异(P<0.05)。Caco-2细胞培养14~17 d即可建立可靠的肠细胞吸收模型,用于葡萄糖及葡萄糖苷类化合物吸收的体外研究。

两歧双歧杆菌F-35对Caco-2细胞中α-葡萄糖苷酶活及葡萄糖转运的影响

本文以Caco-2细胞建立的Transwell模型研究了两歧双歧杆菌F-35的发酵上清和细胞内容物对葡萄糖转运和α-葡萄糖苷酶活性的影响及其对α-葡萄糖苷酶(S-I)、钠-葡萄糖共转运体-1(SGLT-1)、葡萄糖转运蛋白-2(GLUT-2)基因表达的影响。结果表明,两歧双歧杆菌F-35的发酵上清和细胞内容物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制率分别为13.3%和21.0%,对葡萄糖的转运抑制率分别为15.0%和29.7%;使S-I基因表达水平分别下调3.3倍和3.7倍,SGLT-1基因表达水平分别下调3.5倍和1.6倍,GLUT-2的基因表达水平分别下调4.4倍和1.3倍,与对照组相比均有显著性差异。研究表明,两歧双歧杆菌F-35可通过对α-葡萄糖苷酶活性和葡萄糖转运的抑制及对S-I、SGLT-1和GLUT-2 mRNA表达量的抑制,来延缓餐后碳水化合物水解和影响葡萄糖吸收,具有潜在的降血糖作用。

莱柯霉素在Caco-2细胞单层模型中的转运特性研究

【目的】研究莱柯霉素在Caco-2细胞单层模型中的转运特性,为进一步深入了解莱柯霉素在体内的吸收过程提供试验依据。【方法】建立Caco-2细胞单层模型,通过测定跨膜电阻(TEER)值、低渗透性药物荧光素钠通透性试验的表观渗透率Papp(AP-BL)来验证Caco-2细胞单层模型的致密性并进行模型筛选。考察在Caco-2细胞单层模型中莱柯霉素从顶侧(apical side,AP)到基底侧(basolateral side,BL)及基底侧到顶侧的转运特性,分析药物浓度、pH及外排转运蛋白(P-gp、MRP2和BCRP)抑制剂3种因素对莱柯霉素转运的影响。用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)法检测药物浓度,计算其表观渗透率和外排率。【结果】连续20 d的跨膜电阻值检测及荧光素钠通透性试验显示,随培养时间增加,Caco-2细胞单层模型的跨膜电阻值逐渐增加,在20 d时达到400Ω·cm 2左右;荧光素钠在0.1~6μg/mL内线性关系良好(R^(2)=0.991),计算荧光素钠AP侧向BL侧的表现渗透率(Papp(AP-BL))为(1.57×10^(-7)±9.92×10^(-9))cm/s,小于试验规定的0.5×10^(-6) cm/s,表明Caco-2细胞单层模型建立成功,可用于莱柯霉素的转运特性研究。莱柯霉素Papp(AP-BL)值随时间无明显变化且水平较低,而BL侧向AP侧的表现渗透率(Papp(BL-AP))值随时间递增,在孵育120 min时达到最高水平(2.0350×10^(-6) cm/s),表明肠道外排莱柯霉素的能力较强。随莱柯霉素浓度递增,Papp(BL-AP)值呈上升趋势,具有浓度依赖性。当溶液pH为8.0时,Papp(BL-AP)值(39.3871×10^(-6) cm/s)明显高于pH为6.5和7.4的溶液,表明碱性环境可加速莱柯霉素外排。维拉帕米、丙磺舒和GF1209183种转运蛋白抑制剂均能显著抑制莱柯霉素由BL侧向AP侧的转运,外排率均>1.5,可能有外排蛋白参与转运。【结论】莱柯霉素在体外Caco-2细胞单层模型上的转运较差,吸收率低,表现为低渗透性化合物;随着浓度和pH的升高,莱柯霉素外排增强;外排转运蛋白P-gp、MRP2及BCRP可能参与莱柯霉素转运过程。

精脒对Caco-2细胞生长及摄取葡萄糖能力的影响

目的研究精脒(SPD)及多胺合成特异性抑制剂二氟甲基鸟氨酸(DFMO)对Caco-2细胞生长及摄取葡萄糖能力的影响。方法取对数生长期结肠癌Caco-2细胞,分为对照组、DFMO组和SPD+DFMO组进行培养,MTT法检测细胞的生长,葡萄糖测定试剂盒和荧光标记2-脱氧葡萄糖(2-NBDG)检测Caco-2细胞葡萄糖摄取和消耗的情况,Western blot检测DFMO和SPD+DFMO对Caco-2细胞葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)表达的影响。结果 DFMO作用24、48、72 h对细胞生长有明显抑制作用,SPD+DFMO组对Caco-2细胞生长有促进作用,同时SPD能够改善DFMO抑制Caco-2细胞摄取葡萄糖的作用,荧光显微镜下观察到SPD+DFMO组荧光强度增强,Western blot结果显示,DFMO可抑制GLUT1蛋白的表达,SPD+DFMO组Caco-2细胞GLUT1蛋白随着SPD浓度升高表达增加。结论 SPD在一定浓度范围内可以逆转DFMO引起的Caco-2细胞增殖的抑制,促进葡萄糖摄取。

夏枯草提取物对Caco-2细胞α-葡萄糖苷酶、SGLT-1、GLUT-2、Na^+-K^+-ATP酶mRNA表达的影响

目的探讨夏枯草提取物对碳水化合物水解和葡萄糖吸收影响的作用机制。方法以Caco-2细胞为研究对象,分设对照组、阳性药阿卡波糖组(25μg/mL)、夏枯草水提物组(0.75μg/mL)、浸膏(0.25μg/mL)组、多糖(0.5μg/mL)组。采用RT-PCR法测定Caco-2细胞的α-葡萄糖苷酶、SGLT-1、GLUT-2、Na+-K+-ATP酶mRNA表达。结果夏枯草提取物对Caco-2细胞α-葡萄糖苷酶、SGLT-1、GLUT-2、Na+-K+-ATP酶mRNA表达,与对照组比较均有显著性差异,阿卡波糖也有类似的抑制作用。结论夏枯草提取物通过抑制Caco-2细胞α-葡萄糖苷酶、SGLT-1、GLUT-2、Na+-K+-ATP酶mRNA表达作用,来延缓对碳水化合物水解和影响葡萄糖吸收,可能与降低餐后血糖水平有关。

基于UPLC-TQ-MS探究野鸦椿酸在Caco-2细胞单层模型上的吸收转运研究

目的本研究建立Caco-2单层细胞模型研究野鸦椿酸摄取和转运特性。方法采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪(UPLC-TQ-MS)测定野鸦椿酸的含量,考察不同时间、温度对其摄取的影响,在此基础上考察不同浓度、P-gp抑制剂、螯合剂和pH对其双向转运的影响。结果在37℃条件下,野鸦椿酸在Caco-2细胞模型上180 min时的摄取量为(8.38±0.87)μg/mg。野鸦椿酸低、中、高浓度的表观渗透系数(Papp值)与浓度呈正相关,分别为(61.41±2.92)×10^(-4)、(146.90±14.91)×10^(-4)、(167.18±6.72)×10^(-4)cm/s,P-gp抑制剂和螯合剂对其Papp值无影响,弱酸性环境(pH=6.00)可明显提高其Papp值,其外排率(ER)介于0.8~1.4之间。结论在Caco-2细胞模型中野鸦椿酸跨膜渗透性良好,其主要吸收方式为被动扩散,不是P-gp的底物,且不存在细胞旁路转运。本研究可为含有野鸦椿酸的药物的体内肠道吸收提供实验依据。

细胞代次对t-BHP诱导Caco-2细胞构建氧化应激模型的影响

目的:探究细胞代次对叔丁基过氧化氢(t-BHP)诱导构建人克隆结肠腺癌细胞(Caco-2)氧化应激模型的影响。方法:以不同浓度t-BHP(1、2和3 mmol/L)处理第F15代Caco-2细胞1、2、3、4、5和6 h后测定不同处理下细胞丙二醛(MDA)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的含量,以确定构建Caco-2细胞氧化应激模型的基础条件。再以8-OHdG为分子标志物,探究细胞代次(F14、F15、F18、F19和F20)对Caco-2细胞氧化应激模型构建的影响。结果:采用1、2和3 mmol/L t-BHP处理F15代Caco-2细胞3~6 h均可稳定构建氧化应激模型。当以2.0 mmol/L t-BHP处理不同代次Caco-2细胞5 h后,F14、F15和F18代细胞的8-OHdG浓度均显著高于对照(P<0.05),而F19和F20代细胞的8-OHdG浓度与对照无显著差异。结论:Caco-2细胞代次会影响其氧化应激模型的构建,F19代之前的Caco-2细胞采用2 mmol/L t-BHP处理细胞5 h可稳定构建氧化应激模型。

三种角型吡喃香豆素在Caco-2细胞模型中的吸收转运

邪蒿素、5-甲氧基邪蒿素和5-羟基邪蒿内酯是一类具有角型苯并吡喃香豆素骨架结构的天然产物,具有抗炎、抗菌、抗病毒、镇痛、抗肿瘤等多种药理作用[1–4],其中邪蒿素具有较强的抗病毒作用,尤其是对SARS-COV-2的多个靶点有抑制活性[5]。目前,有关3种香豆素的吸收报道甚少,而胃肠道的吸收是口服药物产生体内活性的先决条件。Caco-2细胞单层模型是目前最常用的体外肠吸收模型[6–7],本研究采用该模型模拟3种香豆素的跨膜转运,同时结合时间、浓度、温度、维拉帕米和脂溶性对跨膜转运特性的影响分析,阐释3种香豆素的肠吸收特性,为其进一步开发利用提供依据。

木犀草素和异荭草素对Caco-2细胞中α-葡萄糖苷酶及葡萄糖吸收的影响

目的:研究木犀草素和异荭草素对Caco-2细胞α-葡萄糖苷酶的抑制作用及对葡萄糖吸收的影响。方法:取对数生长期的Caco-2细胞,分别加入不同浓度的木犀草素和异荭草素孵育,CCK-8法检测细胞的存活率,酶标仪检测α-葡萄糖苷酶抑制率,RT-PCR法和Western blot法检测Caco-2细胞钠依赖性葡萄糖转运蛋白1(SGLT1)和葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)的mRNA和蛋白表达。结果:100μmol/L木犀草素和异荭草素对α葡萄糖苷酶的抑制作用与阿卡波糖差异无统计学意义(P>0.05);50、100μmol/L木犀草素和100μmol/L异荭草素能显著抑制SGLT1、GLUT2 mRNA及蛋白表达(P<0.05或P<0.01)。结论:木犀草素和异荭草素通过抑制Caco-2细胞的α-葡萄糖苷酶和SGLT1、GLUT2的mRNA和蛋白表达来延缓对碳水化合物水解和影响葡萄糖吸收,具有潜在的降血糖作用。在相同浓度下,木犀草素的效果要优于异荭草素。

Caco-2细胞模型在中药口服吸收及机制研究中的应用

吸收过程是决定口服药物生物利用度的重要因素,C aco-2细胞模型是目前国内外广泛应用的体外吸收模型,已迅速发展成为研究药物吸收的必备手段,并已获美国FDA批准用作药物筛选模型。值得关注的是,用C aco-2细胞模型来研究中药复杂成分的吸收有助于对中药有效成分的了解。以国内、外近期文献为依据,对C aco-2细胞模型在中药口服吸收及机制研究方面的应用及其可能的广阔前景加以综述。

Caco-2细胞模型在口服药物吸收过程研究中的应用

目的 介绍Caco 2细胞模型的特点及其在口服给药吸收过程研究中的应用。方法 概括了近年来Caco 2细胞模型在口服药物开发中的应用情况和研究成果。结果 药物经Caco 2单层细胞转运情况的研究 ,可以预测药物在体内的吸收规律 ,为药物设计及制剂处方筛选提供科学依据。结论 Caco 2细胞模型是药物吸收过程研究的很好工具。

Caco-2细胞模型在药物研究中的应用

Caco2细胞模型广泛用于药物的吸收、代谢以及毒性研究,Caco2细胞模型作为药物吸收研究的一种快速筛选工具,在抗癌药物、无机药物、中药的研究方面得到了广泛的应用,成为药物研究的重要手段。

芍药苷在Caco-2细胞模型中吸收机制的研究

目的研究芍药苷在Caco-2细胞模型中的吸收机制。方法用Caco-2细胞单层模型研究芍药苷的双向转运,考察时间、药物质量浓度对芍药苷吸收的影响。采用高效液相色谱法检测芍药苷质量浓度,计算其表观渗透系数(Papp)。结果芍药苷在Caco-2细胞模型中,从单层细胞层顶端到基底端的转运与基底端到顶端的转运大致相同;随着芍药苷质量浓度的增加,顶端到基底端方向的吸收量近似线性增加,基底端到顶端方向的分泌量近似线性增加。结论芍药苷在Caco-2细胞模型中吸收主要是被动转运。