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Caco-2 細(xì)胞滲透性試驗(yàn)

2023-08-08
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arrow.png Caco-2滲透性測試(Caco-2 Permeability Assay)是一種常用的體外實(shí)驗(yàn)方法,用于評(píng)估化合物在人體腸道中的吸收程度和滲透性。

Caco-2細(xì)胞是一種人類結(jié)腸癌細(xì)胞系,常用于模擬人體小腸上皮細(xì)胞層的特性和功能。這個(gè)細(xì)胞系首次從1977年一名患有結(jié)腸腺癌的男性的腫瘤中分離出來,被命名為Caco-2。

Caco-2細(xì)胞(來源--ATCC).jpg

Caco-2細(xì)胞(來源: ATCC)

Caco-2滲透性測試(Caco-2 Permeability Assay)是一種常用的體外實(shí)驗(yàn)方法,用于評(píng)估化合物在人體腸道中的吸收程度和滲透性。當(dāng)藥物通過口服途徑給予時(shí),藥物的吸收程度和滲透性是重要的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

基于人類結(jié)腸癌細(xì)胞株Caco-2的特性,可以通過模擬小腸上皮細(xì)胞層的情況,來預(yù)測化合物的口服生物利用度。在Caco-2細(xì)胞培養(yǎng)在滲透聚碳酸酯膜上時(shí),能夠形成一個(gè)單層上皮細(xì)胞,可以用于模擬人腸上皮細(xì)胞的的形態(tài),形成頂膜側(cè)(apical,AP)和基底外側(cè)(basolateral,BL)結(jié)構(gòu),能在頂膜表面分化出刷狀緣絨毛。與PAMPA(平行人工膜滲透試驗(yàn))相比,Caco-2細(xì)胞具有通量較低,成本較高的特點(diǎn),然后Caco-2細(xì)胞可以同時(shí)快速篩選大批量藥物,所需要的藥量較少,相比動(dòng)物模型而言,是相對(duì)經(jīng)濟(jì)省時(shí)的選擇。并且,coca-2可以表達(dá)腸道轉(zhuǎn)運(yùn)體和酶,有可能預(yù)測主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和有多種轉(zhuǎn)運(yùn)體的藥物相互作用。

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以下為Caco-2細(xì)胞滲透性試驗(yàn)的一般步驟:

(1) 首先前處理需要將Caco-2細(xì)胞培養(yǎng)在多孔透明的培養(yǎng)膜上,形成一個(gè)細(xì)胞單層,通常需要14-28天。在培養(yǎng)過程中,確保Caco-2細(xì)胞達(dá)到一定的分化程度,以更好地模擬腸上皮細(xì)胞層。

(2) 將待測的化合物加入到HBSS中,讓其與Caco-2細(xì)胞接觸。

(3) 讓細(xì)胞在孵育箱中以恒定的溫度、濕度和CO2濃度下培養(yǎng)一段時(shí)間,通常為2小時(shí)。

(4) 在孵育結(jié)束后,分別收集上層液(在細(xì)胞上方)和下層液(通過細(xì)胞層進(jìn)入孔隙膜下方)。

使用合適的技術(shù),例如高效液相色譜法(HPLC)或液相質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS),測量樣品中化合物的濃度。

(5) 通過比較上層液和下層液中化合物的濃度,計(jì)算化合物的透過率、吸收速率以及其他相關(guān)參數(shù)。藥物在 Caco-2細(xì)胞單層模型中的表觀滲透系數(shù)(apparent permeability coefficient ,Papp )的計(jì)算 :Papp=dCr/dt×Vr×1/A ×1/C0 。 Papp單位為 cm/s 。

Caco-2細(xì)胞滲透性試驗(yàn)可以提供有關(guān)化合物在模擬腸道條件下的吸收特性的重要信息。通過測量化合物通過細(xì)胞層的能力,評(píng)估其被吸收到循環(huán)系統(tǒng)中的潛力,并預(yù)測其在體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)行為。這對(duì)于藥物研發(fā)和口服藥物的生物利用度評(píng)估非常關(guān)鍵。但是仍然需要注意,Caco-2細(xì)胞滲透性試驗(yàn)是一種體外方法,雖然能夠提供有用的參考數(shù)據(jù),但在實(shí)際應(yīng)用中仍需要結(jié)合其他因素綜合評(píng)估化合物的吸收性能和滲透性。

美迪西在藥代動(dòng)力學(xué)體外研究方面有超過十九年的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),可提供體外研究包含代謝穩(wěn)定性、P450誘導(dǎo)和抑制、代謝途徑研究、代謝產(chǎn)物鑒定等研究項(xiàng)目,涉及的動(dòng)物有大鼠、小鼠、兔、狗、猴子等。每年完成超過20個(gè)新藥臨床前DMPK申報(bào)研究,每年大于2000個(gè)化合物的體內(nèi)PK篩選。作為一站式綜合服務(wù)平臺(tái),美迪西致力于不斷探索先進(jìn)的技術(shù)和方法,以滿足客戶在探究新藥研發(fā)的需求,持續(xù)提供更高效、高性價(jià)比的研發(fā)服務(wù)助力客戶加速新藥研發(fā)進(jìn)程。賦能全球合作伙伴,聚力中國創(chuàng)新,為人類健康貢獻(xiàn)力量!

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參考文獻(xiàn):

1. Xiu-wei Yang, Xiao-da Yang, Ying Wang, Lian Ma, Yue Zhang, Xiao-gai Yang, Kui Wang. Establishment of Caco-2 cell monolayer model and standard operation procedure for assessing intestinal absorption of chemical components of traditional Chinese medicine. Journal of Chinese Integrative Medicine, 2007, 5(6): 634-641.

2. 王莎, 劉斯琪, 丁鵬敏, 龐月笙, 陶志, & 王如峰. (2020). 體外模型在中藥代謝研究中的應(yīng)用. PROGRESS IN PHARMACEUTICAL SCIENCES, 44(2), 119-132.

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