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新虫 (著名写手)

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[交流] Caco-2细胞实验在中药中的应用

Caco-2细胞是通过克隆人类的结肠癌细胞而来。Caco-2细胞不仅在显微镜下形态、极性及胞饮功能与小肠上皮细胞相似，而且其含有的转运系统和代谢酶也与小肠刷状缘上皮相似。药物在透过Caco-2细胞模型的体外过程与药物口服后，在小肠内的吸收和代谢有良好的相关性。因此，Caco-2细胞模型常用于药物的跨膜转运实验，从而可进一步预测药物在人小肠中吸收情况。
国内外均有文献报道用Caco-2细胞模型来研究中药在人体小肠内的吸收，尤其在生物碱类和黄酮类物质中应用最广泛。Caco-2细胞模型可用于中药单体成分吸收特性的考察，还可用于药物外排转运体对中药成分跨膜转运的影响研究，以及通过对中药活性成分的胃肠代谢途径和转运途径研究来评价中药对胃肠道的毒性和药物在体内的药理学活性，从而达到指导、设计、遴选口服中药及其剂型和评估其在体内安全性的目的。因此，caco-2细胞模型对中药肠吸收的研究具有重要意义。

1、Caco-2细胞模型在中药转运机制研究中的应用
药物转运是指药物在体内的吸收、分布及排泄过程，其包括被动转运、主动转运及膜动转运，而Caco-2细胞模型主要用于药物被动转运和主动转运的研究。
药物转运机制的判定因素是表观渗透系数值的范围。表观渗透系数值的测定，可以通过分析药物从细胞模型的顶侧（AP侧）到基底侧（BL侧）方向和BL侧到AP侧方向的表观渗透系数值，如果2个方向的表观渗透系数值相同，说明药物的主要转运机制是被动扩散；如果2个方向表观渗透系数值的比值在1.5以上，说明存在药物的主动转运。
张蕾等采用Caco-2细胞单层模型对黄芩苷、汉黄芩苷、汉黄芩素和千层纸素A由AP侧到BL侧和BL侧到AP侧2个方向的转运过程进行研究，同时采用高效液相色谱－紫外检测法对上述４个黄酮成分进行分析，计算表观渗透系数值。结果显示，当４种黄酮类成分从AP侧到BL侧的表观渗透系数值为（1-6）x10-6/cm·s时，提示药物吸收良好；当药物转运量呈现一定的时间依赖性、表观渗透率值均为1时，提示４种黄酮类成分均以被动扩散为主的转运机制。廖琼峰等对穿心莲内酯在Caco-2细胞单层模型中的吸收机制进行研究，同时采用液相色谱－串联质谱法检测药物浓度，计算表观渗透系数值。结果显示，穿心莲内酯从BL侧到AP侧表观渗透系数值较从AP侧到BL侧大（P<0.05），且两者比值≥1.5，提示穿心莲内酯转运可能受到主动转运载体的介导。

2、Caco-2细胞模型用于中药药物相互作用的研究
中药制剂通常为多味中药或多种有效成分的复合制剂，联合用药可能会使药物竞争酶或载体导致多种有效成分之间发生协同或拮抗等相互作用。Caco-2细胞中有与小肠上皮相同的各种转运体及代谢酶。因此，通过分别测定单种中药有效成分及多种中药有效成分的吸收量，可用来判定中药的相互作用。戚娟等采用Caco-2细胞单层模型对黄连多组分的吸收及其相互作用进行研究，结果显示，巴马汀可抑制黄连碱吸收，表小檗碱与黄连碱具有协同作用。进一步研究显示，表小檗碱、巴马汀和药根碱、小檗碱及药根碱、小檗碱与巴马汀之间有相互协同作用，而表小檗碱与药根碱、小檗碱之间有相互抑制作用。

3、Caco-2细胞模型用于中药药物外排机制的研究
Caco-2细胞含有许多与药物转运有关的酶或载体，如肽酶、酯酶，P-糖蛋白、肽、有机阳离子转运体和有机阴离子转运体等。P-糖蛋白是一种外排转运体，其在Caco-2 细胞模型中高度表达。通过研究Caco-2细胞模型中加入P-糖蛋白抑制剂（维拉帕米、长春碱和环孢素A等）后药物转运的改变情况，由此可探察药物外排机制。高秀蓉等采用Caco-2细胞模型中P-糖蛋白抑制剂对蝙蝠葛碱跨膜转运的影响进行研究，同时采用Caco-2细胞模型中双向转运实验来考察不同浓度的维拉帕米、环孢素A和醋酸地塞米松3种P-糖蛋白抑制剂对蝙蝠葛碱跨膜转运的影响，结果显示，外排转运体P-糖蛋白对蝙蝠葛碱有外排作用，提示蝙蝠葛碱可能为P-糖蛋白的底物。
由于Caco-2细胞模型与药物在体内吸收具有良好的相关性。因此，在研究药物小肠转运机制方面依然是最经典的体外模型，并且其应用不再局限于被动转运，逐步扩展至主动转运，甚至在双向转运的研究上也将越来越受到重视与推崇。
Caco-2细胞模型作为经典的肠环境模拟模型，虽然其优势明显，但是也存在其不足和缺点。Caco-2细胞提取于人体结肠腺癌细胞，与生理状态的肠道细胞相比，虽然Caco-2细胞表达P-糖蛋白泵的能力更强，但Caco-2细胞中还存在其他转运载体，如肽、有机阳离子转运体和有机阴离子转运体等，有可能会导致测定的药物吸收方面研究结果比实际吸收水平低。因此，在研究药物主动吸收方面应考虑其他转运载体的影响。

通过文献进行整理，还算比较全面。

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