低氧对Caco-2细胞P-gp表达及功能的影响

作     者：赵安鹏 牟宏芳 姚菀腾 常熙雯 李文斌 王荣 ZHAO Anpeng;MU Hongfang;YAO Wanteng;CHANG Xiwen;LI Wenbin;WANG Rong

作者机构：中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院药剂科兰州730050 兰州大学药学院兰州730000 

出 版 物：《中南大学学报（医学版）》 (Journal of Central South University ：Medical Science)

年 卷 期：2023年第48卷第4期

页      面：491-498页

核心收录：

学科分类：1006[医学-中西医结合] 10[医学] 100602[医学-中西医结合临床] 

基　　金：国家自然科学基金(82173738) 甘肃省青年科技基金(20JR10RA014)。 

主　　题：Caco-2细胞单层膜 P糖蛋白 低氧 药物转运蛋白 药物肠吸收 

摘      要：目的:低氧会改变许多药物的口服生物利用度,其中也包括多种P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的底物(药物),提示低氧可能影响肠上皮细胞P-gp的功能。Caco-2细胞单层膜模型是当前研究肠上皮P-gp功能的经典模型。本研究通过结合Caco-2细胞单层膜模型与低氧处理,研究低氧对Caco-2细胞P-gp表达和功能的影响,有助于阐明高原低氧环境改变肠上皮药物转运的机制。方法:正常培养的Caco-2细胞在1%的O_(2)浓度条件下分别培养24、48、72 h,提取膜蛋白后,采用蛋白质印迹法检测P-gp的表达水平,选择表达变化最显著的缺氧时间用于后续研究。于transwell小室中培养Caco-2细胞21 d,建立Caco-2细胞单层膜模型后,将其分为常氧对照组与低氧组,常氧对照组以正常条件继续培养72 h,低氧组在1%的O_(2)浓度条件下继续培养72 h,通过跨膜电阻(transepithelial electrical resistance,TEER)、荧光黄表观渗透系数(apparent permeability coefficient,Papp)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活性及透射电镜下观察微绒毛与紧密连接结构,评价Caco-2细胞单层膜的完整性和极化状态。采用双向转运实验检测P-gp特异性底物罗丹明123(rhodamine 123,Rh123)的Papp,计算外排率。将Caco-2细胞在塑料培养瓶中连续培养21 d形成Caco-2细胞单层膜,在1%O_(2)浓度条件下处理72 h后,采用蛋白质印迹法检测膜蛋白中P-gp的表达水平。结果:1%的O_(2)浓度处理下调Caco-2细胞P-gp的表达,其中处理72 h下调最为显著(P0.01);低氧组Caco-2细胞单层膜TEER大于400Ω·cm^(2),荧光黄Papp小于5×10^(-7)cm/s,肠腔侧与基底侧AKP活性比值大于3。表明Caco-2细胞单层膜模型建立成功,且低氧处理未影响模型的完整性与极化状态。与常氧对照组相比,低氧组Caco-2细胞单层膜Rh123的外排率显著降低(P0.01);1%的O_(2)浓度培养72 h,下调Caco-2细胞单层膜P-gp的表达(P0.01)。结论:低氧抑制Caco-2细胞P-gp功能,其可能与P-gp表达水平降低有关。