Caco-2细胞模型在中药成分吸收机制研究中的应用*

★ 郭慧玲 胡律江 胡志方 闫柏屹 曾辉

(1.江西中医药大学 江西 南昌 330004；2.江西中医药高等专科学校 江西 抚州 344000)

Caco-2细胞来源于人体的结、直肠癌细胞，在体外特定培养条件可分化、形成连续的单层[1]，在形态、结构功能上与人体的小肠上皮细胞类似，具有细胞极性及紧密连接性，药物透过caco-2细胞单层的体外研究与口服药物在肠道吸收有良好的相关性，因此，caco-2细胞模型广泛用于中药口服制剂设计合理性评价。本文针对中药黄酮类、生物碱类及萜类等成分在Caco-2细胞模型吸收机制的实验研究进行综述，其目的在于评价Caco-2细胞模型在中药成分吸收机制的应用前景。

1 用于黄酮类单体及配伍吸收机制研究

范晨怡等[2]应用Caco-2细胞模型对比淫羊藿生品和炮制品中的淫羊藿苷的吸收机制。实验方法将生品与炮制品加入细胞绒毛面AP侧或者基底BL侧作为供给侧，接受侧加入空白的HBSS溶液。把加好药物溶液和空白HBSS溶液的Transwell培养板置于转速为50r/min的37℃恒温摇床中，分别在1,2,3h吸取供给池、接收池溶液各400mL，同时补足相应的溶液。实验结果表明炮制品中的吸收渗透系数比生品中淫羊藿苷的吸收渗透系数要大。推测淫羊藿经炮制后，能促进淫羊藿苷的吸收。并将淫羊藿生品、炮制品与淫羊藿苷单体进行比较，结果淫羊藿苷的分泌渗透系数均显著降低，其中炮制品种的淫羊藿苷外排比率最小，可能与炮制过程中产生对外排泵有竞争抑制的活性成分有关，减少外排，促进淫羊藿苷的吸收。吴青青等[3]通过羊藿三七提取物中主成分淫羊藿苷的肠吸收研究，结果羊藿三七提取物及淫羊藿提取物相比较于单体的外排比率降低了1倍左右，表明提取物中所含的其它成分可能对外排泵产生竞争抑制作用，抑制了淫羊藿苷的外排，从而有利于淫羊藿苷的吸收。

2 用于生物碱类单体及配伍组分的吸收机制研究

廖音等[4]对麻黄生物碱在caco-2细胞单层模型的吸收转运研究表明，在10μ～200μmol/L内的浓度范围内，麻黄生物碱中3种成分在caco-2细胞中的转运随浓度的增加呈线性增长。3种生物碱的表观渗透系数(Papp)值均在1×10-5cm/s数量级，属于吸收良好的化合物，且3种生物碱的Papp值都是AP→BL方向大于BL→AP，两个方向Papp的比值在0.5～2.0，提示这3种生物碱在Caco-2细胞单层模型中的转运途径可能以被动扩散为主。随着转运时间增加Papp值逐渐减小，说明这3种生物碱的转运速率逐渐降低。张伯莎等[5]对黄连生物碱类成分经caco-2细胞模型转运的协同作用进行研究，探讨4种生物碱从绒毛面到基底面的共同转运特征并与4种生物碱单独进行的转运过程进行比较，结果4种生物碱中小檗碱肠道吸收较差，其吸收率在两种转运情况下均小于10%；张新峰等[6]研究表明小檗碱、黄连碱、药根碱和巴马汀均为P-糖蛋白(P-gP)底物，外排机制可能是导致药物生物利用度低的主要原因。巴马汀肠道吸收较好，在共同转运情况下其吸收率大于60%，考察时间对4种生物碱成分的转运影响，表明100μg/mL的黄连碱、药根碱、小檗碱、巴马汀从AP侧到BL侧的转运过程中对时间呈现依赖性。实验结果得出4种生物碱成分共同转运，并无新活性成分产生，可能是由于在相同载体介导的药物共同作用时产生竞争性抑制或促进作用[7]。实验结果说明4种生物碱类成分作为底物共同配伍时，药物之间可能会产生对转运蛋白的相互作用，影响药物在肠道中的吸收，从而改变其生物利用度，产生转运协同、增加药效的作用。

3 用于萜类单体及配伍的吸收机制研究

在caco-2细胞模型中药物本身的溶解性是决定药物吸收的主要因素即药物的脂溶性与药物转运吸收有关。90%以上的药物是通过被动扩散进入人体内，这些药物的脂溶性好，油水分布系数大，易分布于上皮细胞脂质膜。而对于吸收差的药物，Caco-2细胞模型只能作为体内吸收的一个定性而非定量指标。

梁新丽等[8]在研究白芷提取物对阿魏酸在转运机制中的影响试验中发现药物在低浓度转运过程中浓度与转运量成良好的线性关系，表观渗透系数基本保持稳定，推测阿魏酸在低浓度范围内可能以被动转运方式转运；高浓度的阿魏酸BL-AP侧转运与AP-BL侧相比有显著差异，其表观渗透率(PDR)接近1.5，并且当加入P-gp和多药耐酸蛋白(MRP)抑制剂后，阿魏酸在BL-AP的转运量显著降低，PDR值显著降低，即在高浓度范围内同时存在着载体转运。本文在研究白芷有效成分对川芎有效成分阿魏酸的转运影响发现，当只加入香豆素或者挥发油时，阿魏酸在caco-2细胞单层吸收比不加任何成分时表观渗透系数有所提高，且加入香豆素比挥发油更能促进阿魏酸转运；当同时加入香豆素和挥发油时阿魏酸的转运有显著的提高。本实验研究发现，当加入蛋白抑制剂后，减少的是BL-AP侧转运显著降低，AP-BL侧有增加但不显著，说明白芷有效成分对阿魏酸的转运促进作用主要是通过减少外排，同时可能存在挥发油改变极性或者增加细胞膜的通透性而增加转运量。

冷薇等[9]采用高效液相色谱法测定莪术油中萜类及倍半萜浓度，计算其表观渗透系数。其中，莪术二酮，吉马酮和莪术醇单体的透过细胞的量随时间而增加，且呈良好的线性关系，3个单体的Papp值很高，和普乃洛尔的表观渗透系数相近，属于吸收良好的药物。同时利用caco-2细胞考察了莪术二酮和吉马酮单体在不同浓度下的透过情况，结果两个单体的Papp值无显著变化，说明上述单体的吸收机制为被动扩散。而莪术油中高脂溶性单体，如呋喃二烯，无法在吸收模型接受端被监测到。细胞摄取实验结果表明，呋喃二烯大部分被Caco-2单层细胞膜摄取，说明高脂溶性成分大部分被肠单层细胞摄取而不能穿过肠单层细胞而达到浆膜侧,高脂溶性可能不利于药物的吸收，在体内不能达到血液而发挥药理作用，不适合于开发成口服制剂。本文考察了挥发油其他成分对单体渗透系数的影响，结果总油中其他成分的存在不会影响上述单体成分的透膜吸收能力。

4 小结

综上所述，影响药物转运机制受到外排泵的作用，降低吸收；药物本身的极性、结构分子大小、氢键、构型等对化合物的转运均有一定的影响。同时，对于配伍用药能增加药物的转运机制，应阐明机理，为在体外合成促进药物吸收的辅料提供思路。

中药有着上千年悠久历史，其显著的疗效正在被世人认可，但大多数中药的具体吸收成分和机制尚未明确，caco-2细胞模型的建立和应用在中药口服吸收研究方面具有广泛的应用前景。积极利用现代科学技术，有利于促进中医药理论和实践的发展，利于实现中药现代化。

[1]帕丽达·阿不力孜，丛媛媛，米仁沙·牙库甫,等.Caco-2细胞体外吸收模型的建立及评估[J].亚太传统医药，2011，4(7):6-7.

[2]范晨怡，陈彦，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异比较[J].中药杂志，2012，35(9)：1 408-1 410.

[3]吴青青，陈彦，蔡垠,等.羊藿三七提取物中主成分淫羊藿苷的肠吸收研究[J].中成药，2012，34(11)：2 103-2 105.

[4]廖音，杨秀伟.麻黄生物碱在人源肠caco-2细胞单层模型的吸收转运研究[J].中国中药杂志，2010，35(22)：3 010- 3015.

[5]张伯莎，安叡，王跃,等.黄连生物碱类成分经Caco-2细胞模型转运的协同作用研究[J].中成药，2012，34(1):15-19.

[6]张新峰，裘福荣，蒋健，等.左金丸类方的小檗碱、巴马汀、黄连碱和药根碱在Caco-2细胞转运的比较研究[J].中华中医药杂志，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]梁新丽，招丽君，廖正根,等.Caco-2细胞模型研究川芎提取物中阿魏酸转运机制及白芷提取物对其转运的影响[J].中药药理与临床，2012，28(6)：52-55.

[9]冷薇，郑颖，李绍平,等.莪术油在Caco-2细胞模型中的吸收机制研究[J].中国药学杂志，2007，42(16):1 228-1 232.