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Caco-2細胞是一種人類結腸癌細胞係,常用於模擬人體小腸上皮細胞層的特性和功能。這個細胞係首次從1977年一名患有結腸腺癌的男性的腫瘤中分離出來,被命名為Caco-2。
Caco-2細胞(來源: ATCC)
Caco-2滲透性測試(Caco-2 Permeability Assay)是一種常用的體外實驗方法,用於評估化合物在人體腸道中的吸收程度和滲透性。當藥物通過口服途徑給予時,藥物的吸收程度和滲透性是重要的藥代動力學參數。
基於人類結腸癌細胞株Caco-2的特性,可以通過模擬小腸上皮細胞層的情況,來預測化合物的口服生物利用度。在Caco-2細胞培養在滲透聚碳酸酯膜上時,能夠形成一個單層上皮細胞,可以用於模擬人腸上皮細胞的的形態,形成頂膜側(apical,AP)和基底外側(basolateral,BL)結構,能在頂膜表麵分化出刷狀緣絨毛。與PAMPA(平行人工膜滲透試驗)相比,Caco-2細胞具有通量較低,成本較高的特點,然後Caco-2細胞可以同時快速篩選大批量藥物,所需要的藥量較少,相比動物模型而言,是相對經濟省時的選擇。並且,coca-2可以表達腸道轉運體和酶,有可能預測主動轉運和有多種轉運體的藥物相互作用。
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(1) 首先前處理需要將Caco-2細胞培養在多孔透明的培養膜上,形成一個細胞單層,通常需要14-28天。在培養過程中,確保Caco-2細胞達到一定的分化程度,以更好地模擬腸上皮細胞層。
(2) 將待測的化合物加入到HBSS中,讓其與Caco-2細胞接觸。
(3) 讓細胞在孵育箱中以恒定的溫度、濕度和CO2濃度下培養一段時間,通常為2小時。
(4) 在孵育結束後,分別收集上層液(在細胞上方)和下層液(通過細胞層進入孔隙膜下方)。
使用合適的技術,例如高效液相色譜法(HPLC)或液相質譜聯用法(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,計算化合物的透過率、吸收速率以及其他相關參數。藥物在 Caco-2細胞單層模型中的表觀滲透係數(apparent permeability coefficient ,Papp )的計算 :Papp=dCr/dt×Vr×1/A ×1/C0 。 Papp單位為 cm/s 。
Caco-2細胞滲透性試驗可以提供有關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胞層的能力,評估其被吸收到循環係統中的潛力,並預測其在體內的藥代動力學行為。這對於藥物研發和口服藥物的生物利用度評估非常關鍵。但是仍然需要注意,Caco-2細胞滲透性試驗是一種體外方法,雖然能夠提供有用的參考數據,但在實際應用中仍需要結合其他因素綜合評估化合物的吸收性能和滲透性。
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