背景[1-3]
CACO-2细胞是一种人克隆结肠腺癌细胞，结构和功能类似于分化的小肠上皮细胞，具有微绒毛等结构，并含有与小肠刷状缘上皮相关的酶系。可以用来进行模拟体内肠转运的实验。在细胞培养条件下，生长在多孔的可渗透聚碳酸酯膜上的细胞可融合并分化为肠上皮细胞，形成连续的单层，这与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现反分化的情况不同。
细胞亚显微结构研究表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞在形态学上相似，具有相同的细胞极性和紧密连接。胞饮功能的检测也表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞类似。
小肠上皮的代谢、受体介导的转运、p-gP对药物分子的泵出，是一个饱和过程。联合用药时，因为有可能存在药物竞争酶、载体或p-gP泵的作用，所以会与单独给药时的生物利用度存在差异。这种药物吸收过程中存在的相互作用可以应用Caco-2细胞模型进行研究。
此外，与药物吸收有关的相互作用还可来源于代谢酶、载体、p-gP泵被特定药物重复给药引起的诱导。当药物经细胞转运途径被吸收时，p-gP泵成为药物吸收的一个重要生化屏障，它把进入细胞内的药物泵出，从而减少了药物的吸收，因此成为口服药物生物利用度低、波动大的一个重要影响因素。具有这种p-gP泵出性质的药物分子在与p-gP泵抑制剂共同口服给药时，其透过细胞膜吸收的程度增强。
应用[4][5]
用于Caco-2细胞对不同形态锰的吸收及机制研究
采用Caco-2细胞模型进行四个试验,研究Caco-2细胞对不同络合强度有机锰与无机锰的吸收特点及差异,并进一步探讨其吸收的分子机制。
试验首先构建Caco-2体外细胞模型,将Caco-2细胞接种于Transwell细胞转运培养槽的聚碳酸酯微孔滤膜上,在37℃C和5%CO2浓度培养条件下培养21d,细胞跨膜电阻值达到659Ω·cm2,肠腔侧(AP)碱性磷酸酶活性显著高于基底侧(BL)酶活性(P<0.01)。表明构建的Caco-2细胞模型在形态上与小肠上皮细胞相似,细胞已产生极性,且细胞间已形成紧密连接,可作为小肠吸收的体外模型。
采用Caco-2细胞模型研究无机锰的吸收特点。研究无机硫酸锰在Caco-2细胞中吸收随时间变化的规律,根据锰的吸收转运与孵育时间的曲线关系,在二者的线性范围内确定细胞孵育时间,为在细胞最敏感状态下研究锰的吸收提供试验依据。采用单因子完全随机试验设计。设细胞孵育时间分别为0、10、20、40、60、80、100和120min共8个处理组。每个处理6个重复,分别研究不同时间点无机锰从AP-BL及BL-AP的吸收转运,两个方向的吸收转运共用一个不加锰的空白对照。
根据28日龄AA肉鸡食糜上清中锰实际测定值(146在添加锰的细胞培养液中以硫酸锰形式添加锰146结果表明,Caco-2细胞从AP-BL和BL-AP两个方向对无机锰的吸收随孵育时间的增加呈线性增加,而细胞AP侧和BL侧对锰的摄取随时间的变化呈渐近线趋势。
根据AP-BL和BL-AP侧吸收量数据,Caco-2细胞在40分钟时两个方向的吸收量相当(3.63nmol/cm2vs3.67nmol/cm2),预示细胞在该时间点达到平衡,之后进入稳定吸收阶段。故选取40和120mmin两个时间点研究Caco-2细胞对无机锰的吸收动力学。
参考文献
[1]The iron transporter ferroportin can also function as a manganese exporter[J].Michael S.Madejczyk,Nazzareno Ballatori.BBA-Biomembranes.2011(3)
[2]Manganese source affects manganese transport and gene expression of divalent metal transporter 1 in the small intestine of broilers[J].Shi-Ping Bai,Lin Lu,Rui-Lian Wang,Lin Xi,Li-Yang Zhang,Xu-Gang Luo.British Journal of Nutrition.2011(2)
[3]Involvement of LAT1 and LAT2 in the high‐and low‐affinity transport of L‐leucine in human retinal pigment epithelial cells(ARPE‐19 cells)[J].AtsushiYamamoto,Shin‐ichiAkanuma,MasanoriTachikawa,Ken‐ichiHosoya.J.Pharm.Sci..2010(5)
[4]High dietary iron reduces transporters involved in iron and manganese metabolism and increases intestinal permeability in calves[J].S.L.Hansen,M.S.Ashwell,A.J.Moeser,R.S.Fry,M.D.Knutson,J.W.Spears.Journal of Dairy Science.2010(2)
[5]李晓丽.Caco-2细胞对不同形态锰的吸收及机制研究[D].中国农业科学院,2013.