Caco-2人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞系
Caco-2人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞系于 1978 年從一名 72 歲男性結(jié)直腸癌患者的腫瘤組織中分離建立，因其du特的生物學(xué)特性，成為腸道生理與病理研究、藥物開發(fā)領(lǐng)域的 “黃金模型"。該細(xì)胞系的誕生，填bu了體外模擬腸道環(huán)境研究的空白，極大推動(dòng)了腸道相關(guān)科學(xué)研究的發(fā)展。
在細(xì)胞生物學(xué)特性方面，Caco-2 細(xì)胞呈現(xiàn)典型的上皮樣形態(tài)，在培養(yǎng)過程中會(huì)自發(fā)進(jìn)行腸上皮細(xì)胞分化。當(dāng)細(xì)胞融合后，經(jīng) 21 - 28 天培養(yǎng)，可形成具有極性的單層細(xì)胞，分化出微絨毛、緊密連接和刷狀緣等結(jié)構(gòu)，表達(dá)多種腸上皮特異性蛋白，如堿性磷酸酶（ALP）、二肽基肽酶 IV（DPP-IV）和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 1（GLUT1），這些特征使其能高度模擬小腸上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能。此外，Caco-2 細(xì)胞還表達(dá)多種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，如 P - 糖蛋白（P-gp）、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽（OATP）家族等，為研究藥物腸道吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)提供了便利。從增殖能力來看，Caco-2 細(xì)胞的倍增時(shí)間約為 72 小時(shí)，生長(zhǎng)相對(duì)緩慢。在侵襲能力檢測(cè)中，Transwell 實(shí)驗(yàn)顯示，其穿膜細(xì)胞數(shù)較正常腸上皮細(xì)胞高出 4 - 6 倍；在三維培養(yǎng)體系中，Caco-2 細(xì)胞可形成類似腫瘤球體的結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出惡性腫瘤細(xì)胞的特性。
Caco-2 細(xì)胞的培養(yǎng)需遵循特定的規(guī)范。基礎(chǔ)培養(yǎng)基一般選用含 10% 胎牛血清（FBS）、1% 雙抗（青mei素 - 鏈mei素）的 DMEM 培養(yǎng)基。培養(yǎng)環(huán)境為 37℃、5% CO?的恒溫培養(yǎng)箱。當(dāng)細(xì)胞融合度達(dá)到 70% - 80% 時(shí)，按 1:3 - 1:4 的比例進(jìn)行傳代，使用 0.25% 胰dan白酶 - EDTA 消化細(xì)胞，傳代周期約 5 - 7 天。若用于模擬腸上皮細(xì)胞功能研究，需在細(xì)胞融合后繼續(xù)培養(yǎng) 21 - 28 天以誘導(dǎo)其充分分化。培養(yǎng)過程中，需定期更換培養(yǎng)液，每 2 - 3 天更換一次，同時(shí)嚴(yán)格進(jìn)行無菌操作，防止細(xì)菌、真菌及支原體污染，避免影響細(xì)胞分化和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，由于 Caco-2 細(xì)胞分化時(shí)間較長(zhǎng)，需密切監(jiān)測(cè)細(xì)胞狀態(tài)，防止因過度培養(yǎng)導(dǎo)致細(xì)胞衰老或凋亡。
憑借高度模擬小腸上皮的特性，Caco-2 細(xì)胞系在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在藥物研發(fā)中，它是評(píng)估藥物腸道吸收、預(yù)測(cè)體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵工具。通過測(cè)定藥物在 Caco-2 細(xì)胞單層的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)速率，可評(píng)估藥物的吸收特性，例如硝苯di平在 Caco-2 細(xì)胞中的表觀滲透系數(shù)（Papp）較高，預(yù)示其腸道吸收良好；而某些多肽類藥物因受 P-gp 外排作用，Papp 值較低，吸收較差。在腸道疾病研究方面，科研人員利用 Caco-2 細(xì)胞研究結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制，發(fā)現(xiàn) Wnt/β-catenin 信號(hào)通路的異常激活可促進(jìn) Caco-2 細(xì)胞的增殖與遷移；同時(shí)，該細(xì)胞系也用于研究炎癥性腸病中腸道屏障功能的改變，如腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）處理后，Caco-2 細(xì)胞的緊密連接蛋白表達(dá)下降，細(xì)胞通透性增加。在新型治療策略探索中，基于 Caco-2 細(xì)胞模型，研究人員驗(yàn)證了納米顆粒載體遞送藥物的有效性，以及 RNA 干擾技術(shù)對(duì)特定基因的沉默效果，為腸道疾病的治療提供了新思路。不過，使用 Caco-2 細(xì)胞系時(shí)需注意，不同培養(yǎng)代數(shù)和分化程度的細(xì)胞，其生物學(xué)特性可能存在差異，實(shí)驗(yàn)前需通過檢測(cè) ALP 活性、Western blot 分析緊密連接蛋白表達(dá)等方法，對(duì)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格鑒定，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。
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