Caco-2細(xì)胞助力藥物吸收促進(jìn)劑研究

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

細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運(yùn)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(gè)重要原因就是腸上皮細(xì)胞的緊密連接使得這些藥物經(jīng)細(xì)胞旁路的被動(dòng)擴(kuò)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(xì)胞緊密連接，但又不破壞細(xì)胞單層的完整性，從而增加腸通透性的吸收促進(jìn)劑，如中鏈脂肪酸、殼聚糖及其衍生物。Caco-2細(xì)胞模型作為腸上皮細(xì)胞的體外最佳替代模型被用于篩選此類吸收促進(jìn)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(xì)胞通透性實(shí)驗(yàn)中，將兩種環(huán)糊精和殼聚糖合用時(shí)，出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，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(duì)殼聚糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)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(xì)胞模型上進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其能夠刺激細(xì)胞支架的絲狀肌動(dòng)蛋白重新排列，從而打開腸上皮細(xì)胞的緊密連接，促進(jìn)親水性藥物和肽類藥物經(jīng)細(xì)胞旁路的被動(dòng)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(xì)胞模型通透實(shí)驗(yàn)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(shí)往往被上皮細(xì)胞的代謝酶水解，從而導(dǎo)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(hù)并運(yùn)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(jìn)行之中。Caco-2細(xì)胞模型作為一個(gè)有力工具被應(yīng)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(shù)，該技術(shù)使用一些低相對(duì)分子質(zhì)量的化合物作為胰島素轉(zhuǎn)運(yùn)載體，它們能夠與肽類藥物以非共價(jià)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(xì)胞(Caco-2細(xì)胞)的緊密連接，同時(shí)還可保護(hù)胰島素不被蛋白酶水解。

Liang等將胰島素與一種能夠跨細(xì)胞的肽(CPP)形成雜合體，對(duì)該雜合體進(jìn)行Caco-2細(xì)胞模型通透實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該雜合體采用一種類似主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)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(hù)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(duì)分子質(zhì)量的超微共聚體(每個(gè)直徑200～400納米，帶正電荷，胰島素荷載率可達(dá)90％)，通過Caco-2細(xì)胞對(duì)其的胞吞作用促進(jìn)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(yīng)用于肽類藥物的保護(hù)及運(yùn)載。我國(guó)學(xué)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(duì)胰島素透過Caco-2細(xì)胞的促進(jìn)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(fù)載物質(zhì)的穿透生物屏障的能力，進(jìn)而改變其通透性，而脂質(zhì)體微囊的內(nèi)水相還能保護(hù)胰島素的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象；由于殼聚糖帶有正電荷，而細(xì)胞帶有負(fù)電荷，殼聚糖包覆脂質(zhì)體后可能促進(jìn)藥物的定向移動(dòng)，使Caco-2細(xì)胞表面的藥物濃度局部增加，從而促進(jìn)藥物向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，達(dá)到促進(jìn)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(duì)水難溶性藥物的分子載體，利用Ca鄄co-2細(xì)胞模型進(jìn)行篩選。Francis等將VitBl2殘基通過2，2-乙二氧基雙乙胺基團(tuán)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(dá)8.5％)，從而達(dá)到增大其水溶性的目的。Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，經(jīng)VitBl2修飾的CsA包合物的PappAP-BL(細(xì)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(rùn)滑劑），可使PXCM的釋放更加快速。而且，兩種處理方式皆可促進(jìn)PXCM在Caco-2細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)。

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(jìn)行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)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(jìn)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(xué)穩(wěn)定性和酶穩(wěn)定性，能夠保護(hù)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(shí)與原藥相比，經(jīng)修飾后的酯類前藥經(jīng)PEPT1載體在Caco-2細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)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(yīng)用價(jià)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(xì)胞的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。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。