上海富衡| 人結腸癌細胞Caco-2：特性、應用與研究進展

來源：上海富衡生物科技有限公司分類：行業(yè)標準

2025-05-05 09:46:21 23閱讀次數(shù)

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一、Caco-2細胞的生物學特性

Caco-2細胞是源自人結直腸腺癌的經典細胞系，由72歲白人男性患者的直腸原位癌組織分離建立（1975年）其核心特性包括：

形態(tài)與分化：貼壁生長，呈上皮細胞樣形態(tài)，分化后形成連續(xù)單層，具有緊密連接、微絨毛等極化結構，模擬小腸上皮屏障功能。
表達腸道刷狀緣酶系（如堿性磷酸酶、蔗糖酶）及轉運系統(tǒng)（維生素B12、氨基酸主動轉運）。
遺傳與代謝特征：攜帶結腸腺癌相關基因突變，如維甲酸結合蛋白I/II陽性，角質蛋白表達顯著。
低表達細胞色素P450同工酶，但保留羧酸酯酶、葡萄糖醛酸轉移酶等代謝酶活性，適用于藥物代謝研究。

二、Caco-2在科研中的多維應用

1. 藥物吸收與代謝研究

口服藥物篩選：通過單層細胞模型評估藥物表觀滲透系數(shù)（Papp），預測人體小腸吸收效率（Papp>2×10?? cm/s為高吸收藥物）。
研究前藥設計，如苯妥英磷酯化后吸收率提升，驗證賦形劑對生物利用度的影響。
代謝機制解析：類黃酮物質（如5,7-二羥黃酮）在Caco-2中發(fā)生硫酸鹽化與葡萄糖醛酸化，揭示二相代謝途徑的關鍵作用。

2. 抗腫瘤藥物機制研究

藥物敏感性評價：阿司匹林：通過抑制COX酶與調節(jié)Bcl-2家族蛋白（Bax/Bcl-2），以劑量依賴性誘導凋亡。
塞來昔布：靶向抑制COX-2/Survivin mRNA表達，阻斷增殖信號通路。
順鉑：通過DNA交聯(lián)觸發(fā)線粒體凋亡途徑，作用效果與濃度正相關。
基因調控機制：ANXA2基因敲除顯著抑制細胞遷移，microRNA-145過表達減緩增殖速率。

3. 腸道屏障與毒性評估

氧化應激模型：H?O?誘導細胞損傷，驗證抗氧化劑（如硒化合物）的保護效應。
環(huán)境毒素檢測：鄰苯二甲酸酯（DINP）激活NF-κB通路，促進炎癥因子（IL-6）釋放。

三、Caco-2細胞標準化培養(yǎng)指南

1. 培養(yǎng)基與傳代操作

培養(yǎng)基配方：MEM基礎培養(yǎng)基+20%胎牛血清（FBS）+1% NEAA（非必需氨基酸），pH 7.2-7.4。
傳代要點：胰酶消化1-3分鐘，以1:2~1:3比例接種，避免機械損傷導致聚團。
貼壁困難時采用膠原包被培養(yǎng)皿，或臨時提高FBS濃度至15%。

2. 質量控制與注意事項

分化周期：單層形成需21天，跨膜電阻（TEER）穩(wěn)定后可用于轉運實驗。
常見問題：空泡現(xiàn)象：高密度培養(yǎng)時出現(xiàn)巨大空泡屬正常特征，不影響實驗。
代謝酶活性波動：長期傳代需通過STR鑒定監(jiān)測遺傳穩(wěn)定性。

四、研究前沿與挑戰(zhàn)

1. 技術創(chuàng)新方向

3D類器官模型：與成纖維細胞共培養(yǎng)構建腸道微環(huán)境，提升藥物滲透動態(tài)模擬精度。
基因編輯優(yōu)化：CRISPR/Cas9構建P-gP泵敲除模型，解析藥物外排機制。

2. 模型局限性

代謝差異：細胞色素P450酶活性低于原代小腸細胞，需通過1α,25-二羥維生素D3誘導提升。
黏液層缺失：無法完全模擬腸道黏液屏障，需結合人工黏液涂層技術改進。

Caco-2細胞作為腸道吸收與腫瘤研究的“金標準”模型，在藥物開發(fā)、毒性評估及基因機制解析中具有不可替代的價值。盡管存在代謝酶活性低、培養(yǎng)周期長等局限，但其高仿生性與可重復性仍推動著新藥研發(fā)與精準醫(yī)學的進步。未來，通過類器官構建與多組學整合技術，Caco-2模型將進一步突破應用邊界，為腸道疾病治療提供更精準的解決方案。

標簽：人結腸癌細胞 Caco-2 Caco-2細胞

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