編者按Caco-2細(xì)胞模型是一種藥物離體口服特性篩選模型,，已廣泛用于藥物在小腸吸收的評(píng)價(jià)和各種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究中。特別是在藥劑學(xué)研究注重在分子水平和細(xì)胞水平上發(fā)展的今天,，Caco－2細(xì)胞模型可應(yīng)用于多類藥物研究,，幫助了解藥物的吸收機(jī)制，預(yù)測(cè)體內(nèi)吸收和藥物相互作用,，研究藥物的小腸代謝情況,，從而促進(jìn)新藥研發(fā)。  

　　現(xiàn)代藥物研發(fā)成功與否,，與藥物的代謝特性密切相關(guān),。目前，人工合成和篩選有限數(shù)量的化合物已被大規(guī)模的化合物合成和高通量篩選所取代,。無論是開發(fā)新藥還是開發(fā)新的給藥途徑,，化合物在體內(nèi)的吸收特性都非常重要。以往傳統(tǒng)的體內(nèi)藥代吸收篩選模型,，由于所需藥物量大,、難以批量化,、耗時(shí)長(zhǎng)以及費(fèi)用高等弊端，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代新藥的研發(fā)要求,，因而開發(fā)新的快速,、準(zhǔn)確以及需藥量少的藥物吸收篩選模型已成為新藥研發(fā)的必然趨勢(shì)。目前,，被廣泛采用的三種篩選方法是：大鼠原位單次灌注法,、大鼠外翻腸囊法以及體外人結(jié)腸腺癌（Caco-2）細(xì)胞系法。其中,，Caco-2細(xì)胞模型已經(jīng)成為一種預(yù)測(cè)藥物人體小腸吸收以及研究藥物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)體外篩選工具,。  

　　結(jié)構(gòu)與功能決定其應(yīng)用價(jià)值  

　　Caco-2細(xì)胞模型是最近十幾年來國(guó)外廣泛采用的一種研究藥物小腸吸收的體外模型，具有相對(duì)簡(jiǎn)單,、重復(fù)性較好,、應(yīng)用范圍較廣的特點(diǎn)。其來源于人的直腸癌,，結(jié)構(gòu)和功能類似于人小腸上皮細(xì)胞,，并含有與小腸刷狀緣上皮相關(guān)的酶系。在細(xì)胞培養(yǎng)條件下,，生長(zhǎng)在多孔的可滲透聚碳酸酯膜上的細(xì)胞可融合并分化為腸上皮細(xì)胞,，形成連續(xù)的單層，這與正常的成熟小腸上皮細(xì)胞在體外培育過程中出現(xiàn)反分化的情況不同,。細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)研究表明,，Caco-2細(xì)胞與人小腸上皮細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上相似，具有相同的細(xì)胞極性和緊密連接,。胞飲功能的檢測(cè)也表明,，Caco-2細(xì)胞與人小腸上皮細(xì)胞類似，這些性質(zhì)可以恒定維持約20天,。由于Caco-2細(xì)胞性質(zhì)類似小腸上皮細(xì)胞,，因此可以在這段時(shí)間進(jìn)行藥物的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)。  

　　另外,，存在于正常小腸上皮中的各種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),、代謝酶等在Caco-2細(xì)胞中大都也有相同的表達(dá)，如細(xì)胞色素P450同工酶,、谷氨酰胺轉(zhuǎn)肽酶,、堿性磷酸酶、蔗糖酶,、葡萄糖醛酸酶及糖,、氨基酸、二肽,、維生素B12等多種主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)在Caco-2細(xì)胞中都有與小腸上皮細(xì)胞類似的表達(dá),。由于其含有各種胃腸道代謝酶，因此更接近藥物在人體內(nèi)吸收的實(shí)際環(huán)境,。  

　　研究藥物小腸吸收的標(biāo)準(zhǔn)工具  

　　利用人小腸上皮Caco-2細(xì)胞單層來進(jìn)行藥物小腸吸收的細(xì)胞水平實(shí)驗(yàn),，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種預(yù)測(cè)藥物在人體小腸吸收以及研究藥物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)篩選工具。  

　　評(píng)價(jià)新藥的吸收在研究新的抗生素藥物時(shí),，如新藥為水溶性很差的化合物,，則藥物性質(zhì)決定其不能制作成注射劑。為了改善其口服吸收生物利用度,，國(guó)外研究人員使用了一些吸收增強(qiáng)劑,，用Caco-2細(xì)胞來評(píng)價(jià)其吸收程度取得較好的結(jié)果。  

　　還有研究者使用Caco-2細(xì)胞模型評(píng)價(jià)了系列難溶性藥物磷酸酯前藥與其母藥的吸收度,，這些藥物包括可的松,、苯妥英等。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，苯妥英等藥物磷酯化后吸收大為增加,，而可的松磷酯化后吸收程度有顯著改變，這些結(jié)果在其他模型上也類似,。在研究藥物賦形劑對(duì)藥物吸收的影響時(shí),，同時(shí)使用了Caco-2細(xì)胞模型和大鼠離體腸道進(jìn)行評(píng)價(jià)，兩模型的結(jié)果一致,。這些都表明Caco-2細(xì)胞模型在新藥吸收評(píng)價(jià)方面的重要價(jià)值,。  

　　預(yù)測(cè)吸收過程中的藥物相互作用Caco-2細(xì)胞中存在有與小腸上皮相同的各種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、代謝酶,，因此可以用來作為研究與吸收相關(guān)的藥物相互作用的體外模型,。  

　　小腸上皮的代謝、受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn),、p-gP對(duì)藥物分子的泵出,，是一個(gè)飽和過程。聯(lián)合用藥時(shí),，因?yàn)橛锌赡艽嬖谒幬锔?jìng)爭(zhēng)酶,、載體或p-gP泵的作用,，所以會(huì)與單獨(dú)給藥時(shí)的生物利用度存在差異,。這種藥物吸收過程中存在的相互作用可以應(yīng)用Caco-2細(xì)胞模型進(jìn)行研究。此外,，與藥物吸收有關(guān)的相互作用還可來源于代謝酶,、載體、p-gP泵被特定藥物重復(fù)給藥引起的誘導(dǎo),。當(dāng)藥物經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑被吸收時(shí),，p-gP泵成為藥物吸收的一個(gè)重要生化屏障,，它把進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的藥物泵出，從而減少了藥物的吸收,，因此成為口服藥物生物利用度低,、波動(dòng)大的一個(gè)重要影響因素。具有這種p-gP泵出性質(zhì)的藥物分子在與p-gP泵抑制劑共同口服給藥時(shí),，其透過細(xì)胞膜吸收的程度增強(qiáng),。  

　　研究吸收機(jī)制Caco-2細(xì)胞除了在吸收評(píng)價(jià)方面的大量應(yīng)用外，也比較適合用于吸收機(jī)制的研究,。有研究人員分別利用Caco-2細(xì)胞作為鈉和鐵吸收的模型細(xì)胞,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LR[lipidraft]在決定PI3K／AKT2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起到重要作用,，包括增加了腸道的Na吸收,。  

　　拓展藥物小腸代謝研究  

　　人體小腸中存在著豐富的細(xì)胞色素P450同工酶，其中P4503A4占到該組織中所有細(xì)胞色素P450同工酶的約50％,，而其在Caco-2細(xì)胞單層中的表達(dá)已見報(bào)道,。  

　　與人體小腸甚至空腸微粒體相比，Caco-2細(xì)胞中的細(xì)胞色素P450同工酶為低水平表達(dá),，這是限制其作為口服給藥化合物的小腸一相代謝研究模型的一個(gè)因素。為了克服這一局限,，國(guó)外研究人員等利用1α,，25-二羥基維生素D3處理過的Caco-2細(xì)胞單層作為研究小腸代謝動(dòng)力學(xué)首過作用的體外模型。當(dāng)將該系統(tǒng)應(yīng)用于研究細(xì)胞色素P4503A4底物咪唑安定的代謝動(dòng)力學(xué)時(shí),，顯示出與體內(nèi)研究相似的結(jié)果,。  

　　盡管細(xì)胞色素P450同工酶在Caco-2細(xì)胞中的表達(dá)水平較低，但其他許多藥物代謝酶的表達(dá)水平不經(jīng)誘導(dǎo)就可以用于藥物小腸代謝的研究,。比如,，像羧酸酯酶、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶,、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶,、磺基轉(zhuǎn)移酶和兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶等在Caco-2細(xì)胞中仍保持其功能特點(diǎn)。在這些酶中,，二相磺基轉(zhuǎn)移酶和葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶對(duì)于口服給藥化合物的生物利用度尤其重要，因?yàn)榫哂兴幚砘钚缘幕衔锱c它們發(fā)生結(jié)合反應(yīng)后通常會(huì)導(dǎo)致活性降低或消失,。例如,，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在Caco-2細(xì)胞中，類黃酮物質(zhì)5,，7-二羥黃酮產(chǎn)生硫酸鹽和葡(萄)糖苷酸的變化,，5，7-二羥黃酮硫酸鹽的產(chǎn)生速度是其葡(萄)糖苷酸化的兩倍,。類似研究也表明，Caco-2細(xì)胞模型中酶的表達(dá)可以使其應(yīng)用于藥物的小腸代謝研究,。  

　　盡管Caco－2細(xì)胞模型尚存在不足，如細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間過長(zhǎng)（21天）,；該模型本身為純細(xì)胞系，缺乏在小腸上皮細(xì)胞中的黏液層,；缺少細(xì)胞培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及試驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn),，使結(jié)果有時(shí)缺乏可比性；由于Caco-2細(xì)胞來源于人結(jié)腸,，因而該細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)特性,、酶的表達(dá)以及跨膜電阻相對(duì)更能反映結(jié)腸細(xì)胞而非小腸細(xì)胞等等。但是,，不可否認(rèn)的是,，建立與應(yīng)用Caco－2細(xì)胞模型可以被認(rèn)為是藥物吸收研究方面取得的重要成就，而且隨著改進(jìn)細(xì)胞模型的建立和培養(yǎng)裝置,、檢測(cè)設(shè)備等新技術(shù)的應(yīng)用,，其在新藥研發(fā)中必將發(fā)揮出重要作用。