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目的:本课题旨在建立适用于翼首草总苷中环烯醚萜苷类主要成分马钱苷、吴茱萸苷、獐牙菜苷及活性单体马钱苷元吸收机理研究的Caco-2细胞单层模型。同时基于分子对接技术探讨P-gp及MRP2转运蛋白抑制剂与马钱苷元的结合方式及作用力。研究翼首草总苷提取物中马钱苷、吴茱萸苷、獐牙菜苷及活性单体马钱苷元在Caco-2细胞单层模型中的渗透及跨膜转运机制,为进一步深入了解翼首草总苷在体内的吸收过程以及生物利用度等提供实验依据,并为马钱苷、吴茱萸苷、獐牙菜苷及含这三种成分的中药新剂型的研制提供科学依据。方法:1.培养Caco-2细胞,建立并评价Caco-2细胞单层模型:取对数生长期Caco-2细胞用完全培养基将细胞悬浮,以1×105个/ml密度接种到12孔Transwell板上。于AP侧加入含细胞悬浮液的DMEM 0.5ml,于BL侧加入1.5ml培养基。第一周隔天换液1次,一周后每天换液一次,并在接种后的21天内测定其跨膜电阻值(TEER),考察模型的完整性及紧密性。通过考察相关标志物在Caco-2细胞模型上的渗透率,评价Caco-2细胞单层模型的通透性。2.采用分子对接技术预测并探讨转运蛋白抑制剂P-gp及MRP2与马钱苷元的结合方式及作用力。3.用超高效液相法检测样品透过细胞单层的浓度,计算其表观渗透系数,研究马钱苷元在Caco-2细胞单层模型中的双向转运,考察时间、药物浓度、pH、P-gp及MRP2转运蛋白抑制剂对其吸收的影响。4.用超高效液相法检测样品透过细胞单层的浓度,计算其表观渗透系数,研究翼首草总苷提取物中马钱苷、吴茱萸苷、獐牙菜苷的转运方式及特性。结果:1.Caco-2细胞单层模型的建立及评价Caco-2细胞单层模型形态正常,造模21d后细胞单层电阻值均在500Ω·cm2以上,细胞模型完整性及紧密性符合要求,加入药液后模型的稳定性良好;普萘洛尔等标志物在Caco-2细胞单层模型的透过率均>1×10-6cm·s-1,均符合要求,Caco-2细胞单层模型建立符合实验要求。2.马钱苷元与P-gp、MRP2分子对接结果分子对接结果显示,当对接蛋白为4F4C时,维拉帕米与马钱苷元的对接自由能值存在较大差异,马钱苷元与P-gp通过氢键及疏水作用形成不稳定的复合物;当对接蛋白为2CBZ时,MRP2抑制剂环孢素A与马钱苷元的对接自由能值无明显差异,选取的对接构象的自由能值也无较大差异。3.马钱苷元在Caco-2细胞单层模型的双向转运结果马钱苷元在Caco-2细胞单层模型的双向跨膜转运过程中,均呈现透过率下降趋势,具有相同的吸收特征及时间与浓度依赖性。Papp(BL-AP)与Papp(AP-BL)无显著性差异(P>0.05),且无明显方向性,随着时间增加Papp减小;溶剂的pH改变对马钱苷元的透过率无显著性差异。P-gp蛋白抑制剂对马钱苷元转运无显著性影响(P>0.05)。MRP2抑制剂使A→B转运中B侧面马钱苷元的透过率显著增加,存在显著性差异(P<0.05),ER减小,B-A侧马钱苷元透过率无明显变化。马钱苷元的透过率范围Papp在0.1―3×10-6cm/s之间。4.翼首草总苷在Caco-2细胞单层模型中的双向转运结果在Caco-2细胞单层双向跨膜转运过程中,马钱苷、獐牙菜苷、吴茱萸苷的高、中、低三个浓度、不同时间点,均呈现明显的浓度依赖性和时间依赖性。马钱苷、獐牙菜苷、吴茱萸苷在Caco-2细胞单层模型的双向跨膜转运过程中,均呈现透过率下降趋势,具有相同的吸收特征。此外Papp(BL-AP)与Papp(AP-BL)接近,均小于2,且无明显方向性,Papp(BL-AP)与Papp(AP-BL)无显著性差异(P>0.05),Papp值均大于1×10-6cm/s。结论:1.Caco-2细胞单层模型建立及评价Caco-2细胞单层模型建立符合实验要求,可以用于后续转运实验的研究。2.马钱苷元的分子对接及双向转运结论转运实验结果显示马钱苷元的跨膜转运方式为被动转运,且分子对接与Caco-2模型结果均揭示了马钱苷元不是P-gp的底物,而MRP2转运蛋白可能影响了马钱苷元在Caco-2细胞单层中的跨膜转运过程,与分子对接结果揭示的马钱苷元可能是MRP2的底物一致。pH的改变对马钱苷元的转运没有显著影响。根据马钱苷元的Papp值可知马钱苷元为吸收率在1%—100%间的物质,体内吸收程度为中等。3.翼首草总苷在Caco-2细胞单层模型的双向转运结论由上述翼首草总苷在Caco-2细胞单层模型的双向转运结果可知:(1)提示翼首草总苷主要成分马钱苷、吴茱萸苷、獐牙菜苷都以被动转运方式进行转运吸收,揭示了翼首草总苷在体内的转运方式可能为被动转运。(2)双侧翼首草总苷中三种成分含量改变的一致以及随时间变化特征上的相同,说明翼首草总苷中这三种成分在跨膜转运过程中可能发生了广泛的转化,且转化的速度随着时间的增加而加快,可能与翼首草总苷对相关代谢酶表达的诱导上调有关。(3)翼首草总苷的吸收性较好,为中等吸收性成分。综上,马钱苷元及翼首草总苷在Caco-2细胞单层模型的转运研究表明了其在体内的转运方式为被动转运,吸收性能较好,吸收程度为中等,也体现了Caco-2细胞单层模型与体内吸收良好的定量相关性,为翼首草总苷提取物的相关临床应用提供了实验依据。