Caco-2细胞与肠道菌共培养初建体外肠道共生模型

【目的】构建体外模拟肠道共生系统,用于评价食源性抗菌药及其耐药菌作用于肠道菌群时对人体健康造成的危害风险。【方法】21 d体外培养构建Caco-2细胞三维肠上皮,分成无菌对照组、混合的正常菌群组、沙门菌组、混合菌群-沙门菌组4组,制备混悬液,各组分别单独和混合培养4 h,荧光定量PCR法测试共培养前后各菌16SrDNA菌量变化,电阻仪测试跨膜上皮电阻(TEER)数量;免疫荧光染色观察紧密连接蛋白ZO-1变化,评价三维肠上皮屏障功能的改变。【结果】在体外共培养模型内,4种肠道菌混合培养4 h后同单独培养组间比较,细菌量增长无统计学差异(P>0.05));需氧菌的增长速度明显高于厌氧菌(P<0.01),厌氧菌:需氧菌浓度比接近100∶1,厌氧菌仍为优势菌。TEER和ZO-1免疫荧光染色结果均提示混合肠道菌群对Caco-2细胞三维肠上皮无明显破坏,侵入性沙门氏菌可显著降低TEER值,并观察到模型的ZO-1结构受到破坏。这种破坏作用在混合肠道菌群加沙门菌群组较轻。【结论】Caco-2细胞三维肠上皮同乳双歧杆菌、植物乳酸杆菌、大肠杆菌和粪肠球菌组成的混合菌群体外共培养能建立稳定的体外肠上皮模型,并具有生物学活性;正常肠道菌群对侵入性沙门菌有拮抗作用。该模型可进一步完善作为食源性抗菌药、耐药菌与肠道系统相互作用研究模型的基础。

体外消化/Caco-2细胞模型评价面粉锌生物利用率

采用体外消化/Caco-2细胞模型对10种小麦粉进行锌生物利用率比较。以锌吸收率(Caco-2细胞中的锌含量占加入到细胞的面粉消化液总锌量比例)反映锌生物利用率(Zn bioavailability,Zn BV)。发现不同面粉间锌生物利用率差异具有统计学意义,出粉率78%的安阳中优9507是面粉锌吸收率和可吸收锌量都高的品种,它将进入下一步人体实验进行营养功效的验证。

水飞蓟素肠溶聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒在大鼠在体肠灌流模型及Caco-2细胞模型中的吸收研究

目的:研究水飞蓟素肠溶聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒在大鼠在体肠灌流模型及结肠腺癌Caco-2细胞模型中的吸收特性。方法:采用高效液相色谱法测定水飞蓟素含量,考察水飞蓟素混悬液、水飞蓟素PLGA纳米粒和水飞蓟素肠溶PLGA纳米粒在大鼠在体肠灌流模型十二指肠、空肠、回肠和结肠的吸收速率常数(Ka)和表观吸收系数(Kapp)及其含低、中、高质量浓度(20、40、60μg/m L)水飞蓟素时在Caco-2细胞模型中的表观渗透系数(Papp)。结果:与水飞蓟素混悬液比较,水飞蓟素PLGA纳米粒和水飞蓟素肠溶PLGA纳米粒在十二指肠、空肠、回肠和结肠的Ka、Kapp均增加(P<0.05);与对应浓度水飞蓟素混悬液比较,含低、中、高质量浓度水飞蓟素的肠溶PLGA纳米粒和PLGA纳米粒在Caco-2细胞模型中的双向Papp均增加(P<0.05),其中水飞蓟素的肠溶PLGA纳米粒与PLGA纳米粒间差异无统计学意义(P>0.05)。结论:水飞蓟素肠溶PLGA纳米粒可有效增加水飞蓟素肠内吸收及Caco-2细胞摄取和跨膜转运速率。

体外消化/Caco-2细胞模型分析发酵对面粉铁生物利用率的影响

中国居民膳食以谷物为主食,谷物中铁吸收率低是造成营养性贫血的主要原因,适当的加工方式可缓解谷物中植酸、多酚等物质对铁生物利用率(Fe bioavailability,FeBV)的影响。为考察酵母发酵对面粉FeBV的影响,采用体外消化/Caco-2细胞模型。结果表明,面团在发酵后pH值呈下降趋势,酸度呈上升趋势;多酚、植酸含量降低,植酸酶活性升高,以上各指标在发酵前后差异均具有统计学意义(P<0.05)。发酵后面粉样品的FeBV增加约5%~38%,大多数面粉FeBV发酵前后比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:发酵可降低面粉的pH值,增加酸度,有利于面粉多酚和植酸的降解以及植酸酶活力的升高,可有效提高面粉FeBV。

9-硝基喜树碱在Caco-2细胞模型中的体外摄取、转运及外排动力学(摘要)

目的研究9-硝基喜树碱(9-NC)的细胞摄取、转运及外排特性。方法一种体外培养的人小肠上皮细胞模型Caco-2应用于9-NC的小肠上皮细胞的摄取、跨膜转运及外排动力学研究。评价了时间、温度、pH，P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)抑制剂对细胞摄取的影响。采用HPLC测定药物含量。结果9-NC以被动扩散为主要方式被细胞摄取和转运。药物的摄取与时间呈正相关，与温度、pH呈负相关。

采用Caco-2细胞培养模型及大鼠在体肠灌流模型研究分析淫羊藿炮制的意义

目的:采用Caco-2细胞培养模型及大鼠在体肠灌流模型研究分析淫羊藿炮制的意义。方法:建立Caco-2模型及大鼠在体肠灌流模型,分别统计淫羊藿中含有的5种黄酮化合物的吸收转运情况及在肠道代谢中的吸收情况。结果:分别观察淫羊藿炮制品中的5种黄酮化合物在Caco-2模型中的吸收运转情况,其中宝藿苷Ⅰ吸收渗透参数>淫羊藿苷>朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C。建立大鼠在体肠灌流模型,分别观察淫羊藿炮制品中的5种黄酮化合物在大鼠在体肠灌流模型中各肠段吸收运转情况。在十二指肠段和空肠段,淫羊藿苷参透参数明显高于其他黄酮化合物;在回肠段和结肠段,宝藿苷渗透参数最高。结论:适当的炮制可脱去淫羊藿黄酮的糖基,有助于淫羊藿的吸收。

Caco-2单层细胞模型及其在药学中的应用

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蜕皮甾酮在Caco-2细胞模型中的摄取和跨膜转运研究

目的以Caco-2细胞单层模型,首次研究了蜕皮甾酮的口服吸收与转运特性。方法采用普通Caco-2细胞模型、表达活性CYP3A4酶的Caco-2细胞模型,分别从AP→BL方向和BL→AP方向研究蜕皮甾酮的摄取和跨膜转运规律。结果蜕皮甾酮在2种模型中的表观渗透系数(Papp)在0.1×10-6～1×10-6cm.s-1之间,药物吸收情况为1%～10%;在4 h的实验过程中,4种浓度蜕皮甾酮的ER值均小于1.5。结论研究表明,蜕皮甾酮主要以被动扩散的方式被细胞摄取和转运,其跨膜转运特性未受到CYP3A4-介导机制的影响。

用Caco-2细胞模型评价母乳和婴儿配方食品铁摄入量

营养学家和食品科学家对母乳和婴儿配方食品中铁的营养质量的认识是非常感兴趣的。在探讨母乳中的铁比婴儿配方食品中的铁有更大比例(但不是完全)吸收的原因,介绍用生物体外消化模型,即Caco-2细胞模型系统来比较通过不同婴儿配方食品和母乳的细胞铁吸收的结果。

纳米紫杉醇在人源肠Caco-2细胞模型的吸收转运研究(英文)

大量的研究已经证明,紫杉醇口服吸收较差,容易引起过敏性反应。为了克服紫杉醇的不足,我们制备了一种新的纳米紫杉醇药物,它由甘露醇与人血清白蛋白包裹紫杉醇颗粒制成,其具有更好的水溶性和较低的毒性。为了进一步研究纳米紫杉醇口服给药后的吸收效果,我们利用Caco-2细胞模型对纳米紫杉醇的跨膜转运量进行了测定,3 h内,纳米紫杉醇在0.5～20μmol.L-1的浓度内的转运量呈线性状态。从膜的顶端到底端的表观渗透系数Papp为(20.9±2.1×10-6cm.s-1;N=3),米氏方程常数KM值为相对较高的14.00μmol.L-1,这些数据表明纳米紫杉醇具有更好的吸收效果。

布洛芬在Caco-2细胞模型中的转运行为考察

采用Caco-2细胞单层模型考察了布洛芬的吸收机制。用HPLC法测定了磷酸盐缓冲液中布洛芬的转运量。结果显示,布洛芬的转运量受培养时间、浓度和P-糖蛋白抑制剂维拉帕米的影响,其表观渗透系数为1×10-6～7×10-6cm/s,且双向转运的表观渗透性存在方向性差异。这提示布洛芬在Caco-2细胞模型中以主动转运和被动扩散两种机制吸收,且存在P-糖蛋白介导的外排机制。

Caco-2细胞在药物研究中的应用进展

目的Caco-2细胞模型特征及其在药物研究中的应用。方法概述了近年来Caco-2细胞模型在药物吸收机制、高通量筛选、药物相互作用、代谢及在药物剂型开发中应用情况。结果Caco-2细胞模型与整体吸收具有良好的相关性,可预测药物在体内的吸收、代谢规律。结论Caco-2细胞模型是药物体外研究的良好工具。

纳米三羟异黄酮Caco-2细胞吸收实验

文章通过实验研究了牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)包裹大豆三羟异黄酮(genistein,Gen)纳米体在小肠吸收的可行性。构建Caco-2单细胞模拟小肠上皮细胞对Gen纳米体的吸收转移模型,利用苯酚红通透性试验以及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性检测验证模型,实验结果显示Gen纳米体在跨膜转运的过程中发生了代谢与转化,Gen纳米体在单层细胞模型的顶(apical,AP)侧与基底(basolateral,BL)侧的表观渗透系数Papp均高于Gen单体对照组,说明由BSA包裹的Gen纳米体比Gen单体较易被Caco-2细胞吸收。

体外消化/Caco-2细胞模型评价铁生物强化玉米铁生物利用率

目的采用体外消化/Caco-2细胞模型评价3种生物强化玉米铁生物利用率,筛选出铁生物利用率高的玉米品种。方法将高铁玉米品种(中铁2号、中铁3号、中铁4号)和低铁玉米品种(正大818、正大619)磨粉,测定玉米粉中铁含量,经体外消化后进行Caco-2细胞吸收实验,以细胞单位质量蛋白质中铁蛋白含量作为铁生物利用率的指标,并计算单位质量玉米粉铁生物利用率。同时测定玉米粉总磷含量,以此反映玉米中植酸水平。结果中铁2号玉米粉中铁含量(33.25mg/kg)、铁生物利用率和单位质量玉米粉铁生物利用率最高,而总磷含量较低;铁生物利用率其次为中铁3号和正大818,正大619玉米粉最低。结论中铁2号玉米品种的铁含量与生物的利用率最高,可推荐为后续人群试验试用品种。

基于体外消化/Caco-2细胞模型测定白花蛇舌草中镉的生物有效性及风险评估

目的:通过考察白花蛇舌草中镉(Cd)的生物有效性,以科学地评价Cd对人体的健康风险,并为限量标准的制定提供依据。方法:采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)测定白花蛇舌草中Cd的残留量,并建立体外生理提取试验(PBET)体外模拟消化/Caco-2细胞模型考察白花蛇舌草中Cd的生物有效性。此外,采用危害指数法(HI法)对白花蛇舌草中Cd的残留总量以及生物有效量的风险进行评估。结果:3批白花蛇舌草中Cd的残留总量范围为10.970~81.492 mg·kg^(-1)。经Caco-2细胞转运后,白花蛇舌草中Cd的生物有效性分别为3.06%、1.60%、6.62%。风险评估的结果表明:Caco-2细胞转运前,所有批次白花蛇舌草Cd的HI值均大于1,健康风险不可接受;Caco-2细胞转运后,3批白花蛇舌草中Cd的HI值均≤1,风险降低至安全范围内。结论:白花蛇舌草中的Cd可能不能被人体完全吸收。本研究为更加科学、客观地评估中药中重金属对人体的健康风险,制定更加科学、合理的重金属限量标准提供了重要的技术支撑。

棉籽蛋白ACE抑制肽的酶法制备及其体外稳定性研究

食源性血管紧张素转化酶(angiotensin-I-converting enzyme,ACE)抑制肽因安全、无副作用、易吸收等优点,对防治高血压、提高居民健康水平具有重要作用。利用碱性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶水解棉籽蛋白制备ACE抑制肽,通过单因素实验优化水解条件,分离纯化水解物并鉴定其活性肽段组成,评价水解物的体外消化吸收稳定性。结果表明,棉籽蛋白经复合蛋白酶(1500 U/g)在pH值为8.0和55℃下水解5 h,蛋白回收率为39.8%,ACE抑制率可达93.7%。棉籽蛋白复合蛋白酶水解物经分离得到5个组分,其中组分4(F4)的ACE抑制活性最高(IC_(50)=220.1μg/mL)。从该组分中发现3条新型ACE抑制肽:VFNNNPQE、LLSQTPRY和VFPGCPET,其中LLSQTPRY的活性最高(IC_(50)=105.2μmol/L)。经人工胃肠液消化和Caco-2细胞单层膜吸收后,棉籽蛋白复合蛋白酶水解物仍具有一定ACE抑制活性,分别为53.8%和20.5%。研究结果表明,棉籽蛋白的复合蛋白酶水解物有望作为一种功能性食品配料,用于开发降压食品。

基于体外消化/Caco-2细胞模型分析乌药水煎液中铅、镉和砷的生物可给量及累积风险评估

为了考察乌药水煎液中铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)的生物可给量,并对其风险进行评估,本研究采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定乌药中Pb、Cd和As的残留量;建立体外模拟消化/Caco-2细胞模型考察乌药水煎液中Pb、Cd和As的生物可给量;采用靶器官毒性剂量(TTD)法对于乌药中Pb、Cd和As的残留总量以及水煎液中生物可给量联合暴露产生的累积风险进行评估。结果表明:乌药中Pb、Cd和As的残留总量分别为2.901~3.872、1.299~1.800和0.062~0.216 mg·kg^(-1)。经Caco-2细胞转运后,乌药水煎液中Pb、Cd、As的生物可给浓度分别为0.045~0.080、0.070~0.112和0.004~0.018 mg·kg^(-1)。风险评估结果表明:以乌药中重金属残留总量计算,对于作用终点神经系统,三样品中重金属联合暴露产生的累积风险较高。然而,煎煮并经过Caco-2细胞转运后,对于作用终点心血管、血液、神经系统、肾脏、睾丸,所有批次乌药中TTD法修正的危害指数(hazard index,HI)值<1,健康风险可接受。该项目研究将为准确评价中药中重金属及有害元素的健康风险、建立更科学的重金属及有害元素限量标准奠定理论和技术基础。

肠道吸收细胞模型研究进展及其在类胡萝卜素上的应用

膳食化合物在维持人体生理功能和预防疾病等方面至关重要,但其必须被人体高效吸收利用才能充分发挥其功能活性。肠道吸收细胞模型已成为体外模拟人体膳食化合物吸收利用及机制研究的有效手段。针对不同的膳食化合物,选取合理的肠道细胞吸收模型以及在现有细胞模型的基础上进一步改进,对于实现高效模拟人体对该膳食化合物的吸收利用具有重要意义。因此,本文概述了人体肠道上皮细胞的结构和功能,系统地综述了体外肠道细胞吸收模型研究进展,并以类胡萝卜素为代表,阐述了其肠道吸收转运机制,重点探讨了Caco-2单细胞模型和Caco-2/HT29-MTX细胞共培养模型在其吸收利用上的应用,以期为更好地利用肠道细胞吸收模型体外模拟人体对不同膳食化合物的吸收利用提供借鉴。

4-甲基肉桂酸小檗碱共晶体外吸收特性、体内药动学研究

目的考察4-甲基肉桂酸小檗碱共晶体外吸收特性、体内药动学。方法荧光分光光度法测定4-甲基肉桂酸小檗碱溶解度、表观油水分配系数(P),Caco-2细胞单层模型、尤斯室系统测定其单位面积转运速率(Flux)、表观渗透系数(P app)。12只大鼠随机分为2组,分别灌胃小檗碱(80 mg/kg)、4-甲基肉桂酸小檗碱(118 mg/kg)的0.5%CMC-Na混悬液,于5、10、15、30、45 min及1、2.5、5、8、12、24 h采血,UPLC-MS/MS法测定小檗碱血药浓度,计算主要药动学参数。结果4-甲基肉桂酸小檗碱溶解度、log P显著高于小檗碱。在Caco-2细胞单层模型、尤斯室系统中,4-甲基肉桂酸小檗碱Flux、P app显著高于小檗碱。与小檗碱比较,4-甲基肉桂酸小檗碱T_(max)、t_(1/2)缩短(P<0.05),C_(max)、AUC_(0~t)、AUC 0~∞升高(P<0.05)。结论4-甲基肉桂酸小檗碱共晶可改善小檗碱吸收特性、生物利用度。

在肠和血脑屏障渗透性的体外模型中前胡素和日本前胡醇当归酸酯穿过Caco-2细胞和多药耐药MDCK细胞单层的转输

前胡素（DE）和日本前胡醇当归酸酯（DA）具有明显的神经药理活性，但它们的肠转输和通过血脑屏障渗透到中枢神经系统（cNS）的情况不清。以Caco-2细胞和多药耐药马-达二氏犬肾细胞系（MDR—MDCK）细胞单层模型评价了DE和DA的肠及血脑屏障转输。