Caco-2细胞模型.ppt

　　Caco-2细胞模型

　　口服给药是最重要的给药方式之一，药物在肠道内的吸收速度及程度是影响药物生物利用度的重要因素。胃肠道上皮细胞是药物口服吸收的必经之路。 药物的肠道吸收研究可以提供吸收机制、吸收部位及影响吸收的因素等重要信息，为药物的研发提供参考。

　　目前研究口服药物吸收的方法主要有体内法、在体法和体外法3种：体内法能够真实反映药物的总体吸收情况，但难以从细胞和分子水平研究药物的吸收机制;在体法保证了肠道神经和血管的完整性，常用于研究药物的渗透和吸收动力学;体外法简便易行，试验条件容易控制，主要用于研究药物的吸收机制。细胞模型是体外法评价药物吸收的重要手段，最常用的是Caco-2细胞模型。

　　1、产生 2、特点 3、机制 4、优点 5、不足 6、作用

　　Caco-2细胞模型(human colon adenocarcinoma cell line ) 最早是由美国堪萨斯大学药学院Ronald T. Borchardt 博士的实验室以及英国的Ciba-Geigy实验室在二十世纪八十年代后期建立的。是第一个被国外制药企业以及实验室广泛应用的肠道吸收的细胞模型。也是迄今为止的最好的肠道转运模型和上皮转运模型。

　　Caco-2细胞系来源于人的直肠癌，其结构和生化作用类似于人小肠上皮细胞，含有与小肠刷状缘上皮相关的酶系，与正常的成熟小肠上皮细胞在体外培育过程中出现逆向分化(反分化)不同，Caco-2细胞在传统的细胞培养条件下，生长在多孔的可渗透的聚碳酸酯膜上可达到融合并自发分化为肠上皮细胞，形成连续的单层(monolayer)。

　　培育约3星期后，其电阻值达到400 Ω(有的要求达到600Ω)，它们形成致密的细胞单层，结构和生化作用类似于小肠上皮细胞，3-5天内适合进行转运试验。

　　AP Side (Lumen)

　　BL Side (Serosal)

　　(Gp:) Apical to Basolateral Transport: Absorptive Transport

　　(Gp:) A to B

　　(Gp:) Basolateral to Apical Transport: Secretory Transport

　　(Gp:) B to A

　　(Gp:) Efflux to both sides

　　(Gp:) Caco-2 Cell Culture Model

　　①Caco-2细胞虽然是来源于人的结肠癌细胞，但在很多方面，其功能与人小肠上皮细胞是相似的，同源性好，不会产生上皮细胞形态学和生理学性质上的种属差异; ②与动物实验相比，Caco-2细胞生命力强，培养方法简单，相对要比动物实验更省时、经济;

　　(Gp:) Caco-2细胞模型的优点

　　③Caco-2细胞模型可同时对大批量药物进行快速筛选，所需药物量少，仅需要数毫克即可; ④培养成熟的Caco-2细胞是致密的单层细胞，具有与正常的小肠上皮细胞相同的极性，可以从不同方向进行摄取和转运实验，可用于区分肠腔内吸收的差别;

　　但是，Caco-2细胞与人小肠上皮也有一定差异，在研究药物转运中表现出一定的局限性，如: ①缺少粘蛋白产生细胞，缺少肠壁粘液层; ②具有较高的细胞通透性，若喂养次数多，某些酶载体或细胞内容物溢出; ③缺少某些代谢酶;

　　(Gp:) Caco-2细胞模型的局限性

　　④细胞的培养和代系对于Caco-2细胞形态学和生理性质有影响，引起细胞对药物转运产生差别; ⑤由于培养条件差别，使不同实验室出来结果缺乏可比性;

　　Caco-2细胞模型在国外被广泛用于新药的筛选及吸收机制的研究。2002年被国际认定为动物实验替代方法,已经被FDA批准。

　　药物溶出/Caco-2细胞组合模型可通过组合模型渗透性结果预测药物的体内吸收，用于评价固体制剂释药特征的合理性。因此，药物溶出/Caco-2细胞组合模型可作为制剂处方优化和质量控制的重要研究模型，促进Caco-2细胞模型在制剂学中的应用。

　　尽管Caco-2细胞模型有许多限制，但是在阐明药物吸收机制，预测体内吸收和药物相互作用，设计有更好吸收和更高生物利用度的口服药物或制剂并评价它们的安全性等方面仍然是一个很好的工具。

　　随着新一代细胞模型的建立，如加速的Caco-2细胞穿透模型，使原有的Caco-2细胞单层模型的一些缺点将得到克服，细胞模型在药物开发研究中将发挥愈来愈大的作用，Caco-2细胞模型的研究与应用则为其它细胞模型的建立奠定了良好的基础。

　　完