Caco-2細胞模型在中藥成分吸收機制研究中的應(yīng)用*

★ 郭慧玲 胡律江 胡志方 閆柏屹 曾輝

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué) 江西 南昌 330004；2.江西中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校 江西 撫州 344000)

Caco-2細胞來源于人體的結(jié)、直腸癌細胞，在體外特定培養(yǎng)條件可分化、形成連續(xù)的單層[1]，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)功能上與人體的小腸上皮細胞類似，具有細胞極性及緊密連接性，藥物透過caco-2細胞單層的體外研究與口服藥物在腸道吸收有良好的相關(guān)性，因此，caco-2細胞模型廣泛用于中藥口服制劑設(shè)計合理性評價。本文針對中藥黃酮類、生物堿類及萜類等成分在Caco-2細胞模型吸收機制的實驗研究進行綜述，其目的在于評價Caco-2細胞模型在中藥成分吸收機制的應(yīng)用前景。

1 用于黃酮類單體及配伍吸收機制研究

范晨怡等[2]應(yīng)用Caco-2細胞模型對比淫羊藿生品和炮制品中的淫羊藿苷的吸收機制。實驗方法將生品與炮制品加入細胞絨毛面AP側(cè)或者基底BL側(cè)作為供給側(cè)，接受側(cè)加入空白的HBSS溶液。把加好藥物溶液和空白HBSS溶液的Transwell培養(yǎng)板置于轉(zhuǎn)速為50r/min的37℃恒溫搖床中，分別在1,2,3h吸取供給池、接收池溶液各400mL，同時補足相應(yīng)的溶液。實驗結(jié)果表明炮制品中的吸收滲透系數(shù)比生品中淫羊藿苷的吸收滲透系數(shù)要大。推測淫羊藿經(jīng)炮制后，能促進淫羊藿苷的吸收。并將淫羊藿生品、炮制品與淫羊藿苷單體進行比較，結(jié)果淫羊藿苷的分泌滲透系數(shù)均顯著降低，其中炮制品種的淫羊藿苷外排比率最小，可能與炮制過程中產(chǎn)生對外排泵有競爭抑制的活性成分有關(guān)，減少外排，促進淫羊藿苷的吸收。吳青青等[3]通過羊藿三七提取物中主成分淫羊藿苷的腸吸收研究，結(jié)果羊藿三七提取物及淫羊藿提取物相比較于單體的外排比率降低了1倍左右，表明提取物中所含的其它成分可能對外排泵產(chǎn)生競爭抑制作用，抑制了淫羊藿苷的外排，從而有利于淫羊藿苷的吸收。

2 用于生物堿類單體及配伍組分的吸收機制研究

廖音等[4]對麻黃生物堿在caco-2細胞單層模型的吸收轉(zhuǎn)運研究表明，在10μ～200μmol/L內(nèi)的濃度范圍內(nèi)，麻黃生物堿中3種成分在caco-2細胞中的轉(zhuǎn)運隨濃度的增加呈線性增長。3種生物堿的表觀滲透系數(shù)(Papp)值均在1×10-5cm/s數(shù)量級，屬于吸收良好的化合物，且3種生物堿的Papp值都是AP→BL方向大于BL→AP，兩個方向Papp的比值在0.5～2.0，提示這3種生物堿在Caco-2細胞單層模型中的轉(zhuǎn)運途徑可能以被動擴散為主。隨著轉(zhuǎn)運時間增加Papp值逐漸減小，說明這3種生物堿的轉(zhuǎn)運速率逐漸降低。張伯莎等[5]對黃連生物堿類成分經(jīng)caco-2細胞模型轉(zhuǎn)運的協(xié)同作用進行研究，探討4種生物堿從絨毛面到基底面的共同轉(zhuǎn)運特征并與4種生物堿單獨進行的轉(zhuǎn)運過程進行比較，結(jié)果4種生物堿中小檗堿腸道吸收較差，其吸收率在兩種轉(zhuǎn)運情況下均小于10%；張新峰等[6]研究表明小檗堿、黃連堿、藥根堿和巴馬汀均為P-糖蛋白(P-gP)底物，外排機制可能是導(dǎo)致藥物生物利用度低的主要原因。巴馬汀腸道吸收較好，在共同轉(zhuǎn)運情況下其吸收率大于60%，考察時間對4種生物堿成分的轉(zhuǎn)運影響，表明100μg/mL的黃連堿、藥根堿、小檗堿、巴馬汀從AP側(cè)到BL側(cè)的轉(zhuǎn)運過程中對時間呈現(xiàn)依賴性。實驗結(jié)果得出4種生物堿成分共同轉(zhuǎn)運，并無新活性成分產(chǎn)生，可能是由于在相同載體介導(dǎo)的藥物共同作用時產(chǎn)生競爭性抑制或促進作用[7]。實驗結(jié)果說明4種生物堿類成分作為底物共同配伍時，藥物之間可能會產(chǎn)生對轉(zhuǎn)運蛋白的相互作用，影響藥物在腸道中的吸收，從而改變其生物利用度，產(chǎn)生轉(zhuǎn)運協(xié)同、增加藥效的作用。

3 用于萜類單體及配伍的吸收機制研究

在caco-2細胞模型中藥物本身的溶解性是決定藥物吸收的主要因素即藥物的脂溶性與藥物轉(zhuǎn)運吸收有關(guān)。90%以上的藥物是通過被動擴散進入人體內(nèi)，這些藥物的脂溶性好，油水分布系數(shù)大，易分布于上皮細胞脂質(zhì)膜。而對于吸收差的藥物，Caco-2細胞模型只能作為體內(nèi)吸收的一個定性而非定量指標(biāo)。

梁新麗等[8]在研究白芷提取物對阿魏酸在轉(zhuǎn)運機制中的影響試驗中發(fā)現(xiàn)藥物在低濃度轉(zhuǎn)運過程中濃度與轉(zhuǎn)運量成良好的線性關(guān)系，表觀滲透系數(shù)基本保持穩(wěn)定，推測阿魏酸在低濃度范圍內(nèi)可能以被動轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運；高濃度的阿魏酸BL-AP側(cè)轉(zhuǎn)運與AP-BL側(cè)相比有顯著差異，其表觀滲透率(PDR)接近1.5，并且當(dāng)加入P-gp和多藥耐酸蛋白(MRP)抑制劑后，阿魏酸在BL-AP的轉(zhuǎn)運量顯著降低，PDR值顯著降低，即在高濃度范圍內(nèi)同時存在著載體轉(zhuǎn)運。本文在研究白芷有效成分對川芎有效成分阿魏酸的轉(zhuǎn)運影響發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只加入香豆素或者揮發(fā)油時，阿魏酸在caco-2細胞單層吸收比不加任何成分時表觀滲透系數(shù)有所提高，且加入香豆素比揮發(fā)油更能促進阿魏酸轉(zhuǎn)運；當(dāng)同時加入香豆素和揮發(fā)油時阿魏酸的轉(zhuǎn)運有顯著的提高。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入蛋白抑制劑后，減少的是BL-AP側(cè)轉(zhuǎn)運顯著降低，AP-BL側(cè)有增加但不顯著，說明白芷有效成分對阿魏酸的轉(zhuǎn)運促進作用主要是通過減少外排，同時可能存在揮發(fā)油改變極性或者增加細胞膜的通透性而增加轉(zhuǎn)運量。

冷薇等[9]采用高效液相色譜法測定莪術(shù)油中萜類及倍半萜濃度，計算其表觀滲透系數(shù)。其中，莪術(shù)二酮，吉馬酮和莪術(shù)醇單體的透過細胞的量隨時間而增加，且呈良好的線性關(guān)系，3個單體的Papp值很高，和普乃洛爾的表觀滲透系數(shù)相近，屬于吸收良好的藥物。同時利用caco-2細胞考察了莪術(shù)二酮和吉馬酮單體在不同濃度下的透過情況，結(jié)果兩個單體的Papp值無顯著變化，說明上述單體的吸收機制為被動擴散。而莪術(shù)油中高脂溶性單體，如呋喃二烯，無法在吸收模型接受端被監(jiān)測到。細胞攝取實驗結(jié)果表明，呋喃二烯大部分被Caco-2單層細胞膜攝取，說明高脂溶性成分大部分被腸單層細胞攝取而不能穿過腸單層細胞而達到漿膜側(cè),高脂溶性可能不利于藥物的吸收，在體內(nèi)不能達到血液而發(fā)揮藥理作用，不適合于開發(fā)成口服制劑。本文考察了揮發(fā)油其他成分對單體滲透系數(shù)的影響，結(jié)果總油中其他成分的存在不會影響上述單體成分的透膜吸收能力。

4 小結(jié)

綜上所述，影響藥物轉(zhuǎn)運機制受到外排泵的作用，降低吸收；藥物本身的極性、結(jié)構(gòu)分子大小、氫鍵、構(gòu)型等對化合物的轉(zhuǎn)運均有一定的影響。同時，對于配伍用藥能增加藥物的轉(zhuǎn)運機制，應(yīng)闡明機理，為在體外合成促進藥物吸收的輔料提供思路。

中藥有著上千年悠久歷史，其顯著的療效正在被世人認可，但大多數(shù)中藥的具體吸收成分和機制尚未明確，caco-2細胞模型的建立和應(yīng)用在中藥口服吸收研究方面具有廣泛的應(yīng)用前景。積極利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，有利于促進中醫(yī)藥理論和實踐的發(fā)展，利于實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化。

[1]帕麗達·阿不力孜，叢媛媛，米仁沙·牙庫甫,等.Caco-2細胞體外吸收模型的建立及評估[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2011，4(7):6-7.

[2]范晨怡，陳彥，蔡垠,等.淫羊藿生品及羊脂炙品中主成分淫羊藿苷的吸收差異比較[J].中藥雜志，2012，35(9)：1 408-1 410.

[3]吳青青，陳彥，蔡垠,等.羊藿三七提取物中主成分淫羊藿苷的腸吸收研究[J].中成藥，2012，34(11)：2 103-2 105.

[4]廖音，楊秀偉.麻黃生物堿在人源腸caco-2細胞單層模型的吸收轉(zhuǎn)運研究[J].中國中藥雜志，2010，35(22)：3 010- 3015.

[5]張伯莎，安叡，王躍,等.黃連生物堿類成分經(jīng)Caco-2細胞模型轉(zhuǎn)運的協(xié)同作用研究[J].中成藥，2012，34(1):15-19.

[6]張新峰，裘福榮，蔣健，等.左金丸類方的小檗堿、巴馬汀、黃連堿和藥根堿在Caco-2細胞轉(zhuǎn)運的比較研究[J].中華中醫(yī)藥雜志，2011，26(5)：999-1 003.

[7]Zhang J，WangC Y，Liu Q，et al. Pharmacokinetic interaction between JBP485 and cephalexin in rats[J]. Drug Metab Disposi，2010,38:930-938.

[8]梁新麗，招麗君，廖正根,等.Caco-2細胞模型研究川芎提取物中阿魏酸轉(zhuǎn)運機制及白芷提取物對其轉(zhuǎn)運的影響[J].中藥藥理與臨床，2012，28(6)：52-55.

[9]冷薇，鄭穎，李紹平,等.莪術(shù)油在Caco-2細胞模型中的吸收機制研究[J].中國藥學(xué)雜志，2007，42(16):1 228-1 232.