Caco-2細胞助力藥物吸收促進劑研究

當前，作為藥物吸收研究的快速篩選工具，Caco-2細胞模型受到了各國一線研究者的青睞，被越來越多地應用于口服藥物吸收促進劑的研發(fā)，其研究效果獲得了研究者的重視。

細胞旁路轉(zhuǎn)運藥物吸收研究

親水性藥物及多肽類藥物往往表現(xiàn)出較低的口服生物利用度。這其中的一個重要原因就是腸上皮細胞的緊密連接使得這些藥物經(jīng)細胞旁路的被動擴散受到限制。

最近幾年，研究者致力于開發(fā)能夠調(diào)節(jié)腸上皮細胞緊密連接，但又不破壞細胞單層的完整性，從而增加腸通透性的吸收促進劑，如中鏈脂肪酸、殼聚糖及其衍生物。Caco-2細胞模型作為腸上皮細胞的體外最佳替代模型被用于篩選此類吸收促進劑。

有研究顯示，羥丙基-β環(huán)糊精和β-環(huán)糊精較殼聚糖更能提高優(yōu)降糖的溶出度。在Caco-2細胞通透性實驗中，將兩種環(huán)糊精和殼聚糖合用時，出現(xiàn)協(xié)同效應，表明合用環(huán)糊精和殼聚糖較單用殼聚糖更能增加優(yōu)降糖的腸上皮通透性。

由于殼聚糖只在酸性環(huán)境中可溶，而腸腔為中性至堿性，研究者對殼聚糖的結(jié)構(gòu)進行了修飾，將殼聚糖局部季銨化，制成Ⅳ-三甲基殼聚糖氯化物(TMC)，該物質(zhì)在中性環(huán)境下可溶，且仍然具有殼聚糖的黏膜黏附性質(zhì)。研究者將其在Caco-2細胞模型上進行轉(zhuǎn)運實驗，發(fā)現(xiàn)其能夠刺激細胞支架的絲狀肌動蛋白重新排列，從而打開腸上皮細胞的緊密連接，促進親水性藥物和肽類藥物經(jīng)細胞旁路的被動吸收。

Ventura等采用雙氧甲基β-環(huán)糊精包合塞來考昔(一種COX-2抑制劑)，它們以范德華力互相結(jié)合。包合后的塞來考昔較單體具有更高的水溶性和溶出度。采用Caco-2細胞模型通透實驗發(fā)現(xiàn)，環(huán)糊精能夠使腸上皮黏膜失去穩(wěn)定性，從而使塞來考昔經(jīng)腸上皮的通透性增高。

肽類藥物吸收研究

口服蛋白質(zhì)類藥物，如胰島素，在經(jīng)過小腸上皮時往往被上皮細胞的代謝酶水解，從而導致其生物利用度降低，失去療效。為此，研究者開始研究一些分子載體來保護并運載藥物通過小腸上皮，以確保藥物以完整形式發(fā)揮其原有療效。此外，為提高一些水難溶性藥物的口服吸收能力，尋找與之相吻合的分子載體的研究也已在進行之中。Caco-2細胞模型作為一個有力工具被應用于各種藥物分子載體的篩選過程。

最近出現(xiàn)了一種稱為ehgen的技術，該技術使用一些低相對分子質(zhì)量的化合物作為胰島素轉(zhuǎn)運載體，它們能夠與肽類藥物以非共價鍵微弱地結(jié)合，從而增加藥物的親脂性，使其更易通過小腸上皮。研究發(fā)現(xiàn)，這種作用并不破壞腸上皮細胞(Caco-2細胞)的緊密連接，同時還可保護胰島素不被蛋白酶水解。

Liang等將胰島素與一種能夠跨細胞的肽(CPP)形成雜合體，對該雜合體進行Caco-2細胞模型通透實驗，發(fā)現(xiàn)該雜合體采用一種類似主動轉(zhuǎn)運的機制經(jīng)腸上皮吸收，其吸收效率較單用胰島素提高6～8倍，且能夠保護胰島素不被蛋白酶降解。Mao等將胰島素與PEG-三甲基殼聚糖通過殼聚糖多聚物的自組裝作用制成一種小相對分子質(zhì)量的超微共聚體(每個直徑200～400納米，帶正電荷，胰島素荷載率可達90％)，通過Caco-2細胞對其的胞吞作用促進胰島素的攝取。

脂質(zhì)體作為一種有效的分子載體，被廣泛應用于肽類藥物的保護及運載。我國學者王琰等研究了脂質(zhì)體包裹胰島素、殼聚糖包覆脂質(zhì)體胰島素對胰島素透過Caco-2細胞的促進作用。結(jié)果顯示，脂質(zhì)體與殼聚糖包覆后的脂質(zhì)體均可以增加胰島素的通透量。脂質(zhì)體可通過破壞脂質(zhì)雙分子層的有序排列，使其紊亂而增加所負載物質(zhì)的穿透生物屏障的能力，進而改變其通透性，而脂質(zhì)體微囊的內(nèi)水相還能保護胰島素的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象；由于殼聚糖帶有正電荷，而細胞帶有負電荷，殼聚糖包覆脂質(zhì)體后可能促進藥物的定向移動，使Caco-2細胞表面的藥物濃度局部增加，從而促進藥物向細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，達到促進藥物吸收的目的。

水難溶性藥物吸收研究

該類藥物的弱溶解性限制了其在體內(nèi)的吸收。為此，研究者開始尋找針對水難溶性藥物的分子載體，利用Ca鄄co-2細胞模型進行篩選。Francis等將VitBl2殘基通過2，2-乙二氧基雙乙胺基團連接到葡聚糖-g-聚氧乙烯十六烷基醚(DEX-g-PEO-C16)多聚微粒體上，該微粒體能將CsA(一種水難溶性的免疫抑制劑)包合入其疏水核中(包合率達8.5％)，從而達到增大其水溶性的目的。Caco-2細胞轉(zhuǎn)運實驗結(jié)果也表明，經(jīng)VitBl2修飾的CsA包合物的PappAP-BL(細胞單層頂端至基底端的表觀通透系數(shù))值顯著高于未修飾的CsA包合物。

Prabhu等研究發(fā)現(xiàn)，水溶性較小的非甾體抗炎藥吡羅昔康(PXCM)與磷脂載體二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿(DMPC)制成的固態(tài)分散體，能夠顯著提高PXCM的溶解度與溶出速率；在該固體分散體中再加入一定量的PEG4600（一種水溶性潤滑劑），可使PXCM的釋放更加快速。而且，兩種處理方式皆可促進PXCM在Caco-2細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運。

結(jié)構(gòu)修飾藥物吸收研究

為提高藥物通過小腸上皮的性能而增加其親脂性，進行適當?shù)幕瘜W結(jié)構(gòu)修飾是必要的，目前采用的最為廣泛的方法是制成酯類前體藥物。該前體藥物進入小腸上皮后可在代謝酶的作用下還原成原藥，從而發(fā)揮藥效。

Landowski等將5-氟-2'脫氧尿嘧啶核苷分別制成兩種氨基酸單酯，即5'-L-異亮氨酸單酯和5'-L-纈氨酸單酯。研究顯示，異亮氨酸單酯表現(xiàn)出更好的化學穩(wěn)定性和酶穩(wěn)定性，能夠保護5-氟-2'-脫氧尿嘧啶核苷的糖苷鍵不被胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸酶水解；同時與原藥相比，經(jīng)修飾后的酯類前藥經(jīng)PEPT1載體在Caco-2細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運也顯著提高，從而提高了原藥的口服吸收和治療指數(shù)。

2-溴-5，6-二氯-l-(β-D-呋核亞硝脲)苯并咪唑(BDCRB)是有效的人巨細胞病毒選擇性抑制劑，但由于其在體內(nèi)很快被代謝，所以缺乏臨床應用價值。有研究發(fā)現(xiàn)，將BDCRB制成氨基酸酯類前藥如l-天冬氨酸-BD鄄CRB，能夠避免BDCRB被其代謝酶水解，從而提高其經(jīng)Caco-2細胞的吸收轉(zhuǎn)運。此外，氨基酸與BDCRB形成的酯鍵水解過程為限速步驟，可使BDCRB緩慢持久地釋放，從而提高其在體內(nèi)的分布。