几种特殊的肠上皮细胞系.docx

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几种特殊的肠上皮细胞系

几种特殊的肠上皮细胞系

匡伟;赵国琦

【摘要】进行肠上皮细胞的分离培养是研究小肠功能、营养物质吸收机制及其调控的主要手段之一.本文综述了国外已经建立的几种特殊的肠上皮细胞系.

【期刊名称】《中国畜牧杂志》

【年（卷）,期】2007（043）013

【总页数】4页（P41-43,55）

【关键词】小肠;上皮细胞;综述

【作者】匡伟;赵国琦

【作者单位】扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州,225009;扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州,225009

【正文语种】中文

【中图分类】农业科学

辩转vlewpa移o隅·练溅几种特殊的肠上皮细胞系匡伟，赵国琦+（扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州225009）摘要：

进行肠上皮细胞的分离培养是研究小肠功能、营养物质吸收机制及其调控的主要手段之一。

本文综述了国外已经建立的几种特殊的肠上皮细胞系。

关键词：

小肠；上皮细胞：

综述中图分类号：

S865.1+20.1文献标识码：

A文章编号：

0258-7033（2007）13-0041-03在体内，不同类群的肠系细胞之间广泛的相互作用使得实验研究极其困难，而体外细胞培养为研究肠上皮细胞增殖和分化的调控因子提供了简单、快速和准确的手段。

国外已有学者建立了许多特定的肠上皮细胞系，如大鼠肠隐窝细胞系IEC-6、IEC-18、IEC-17，大鼠肠上皮细胞系IRD98，人结肠腺癌细胞系Caco-2、HT-29、Lovo、SW-480，人结肠上皮细胞T84等，已被广泛地用于基本的生理过程、病理、药理等方面的研究。

1IEC-6细胞系IEC-6是Quaroni等【1】从正常大鼠空肠隐窝细胞分离出来并经体外培养传代而建立的细胞株，它保持了小肠上皮干细胞未分化的特性，在组织学和免疫学方面与增殖性隐窝细胞无明显差别，而且在合适条件下，能分化为成熟的肠上皮细胞。

IEC-6的建立对于研究小肠上皮细胞的生长、分化、代谢等功能，药物作用以及各种致病因素作用下的肠黏膜的病理生理改变及其发病机制等具有重要意义。

IEC-6自建株以来被国外学者广泛运用于小肠黏膜修复的细胞、分子和基因机制的研究。

Fujita等f2忮用细胞研究了小肠上皮细胞对维生素C及其氧化形式去氢抗坏血酸（DHA）的转运机制，结果证明，大鼠小肠上皮细胞中，至少存在2种不同的维生素C转运系统，维生素C由一种特异性的载体转运，DHA则主要由葡萄糖转运载体转运。

Meng等【3l通过培养大鼠小肠上皮IEC-6细胞研究脂多糖和NO对精氨酸转运的影响，发现脂多糖通过增加y（+）转运系统mRNA水平和载体蛋白水平来增强IEC-6细胞中精氨酸转运活收稿H期：

2006-03一03；修l四日期：

2006-05-17+通讯作者性，而这一过程又受到NO的调节。

我国学者曾于1997年引进并建立了IEC-6的培养传代和活性检测的实验方法，认为采用IEC-6作实验模型具有操作简便、传代稳定、指标客观、重复性好等优点。

陈祥贵等f4I采用相差显微镜、透射电镜、扫描电镜等技术和MrIT法对引进的IEC-6细胞的培养鉴定和生长特性做了详细研究，结果表明，引进的IEC-6细胞具有典型的正常肠上皮隐窝细胞的形态特征、超微结构和生长特性，表明细胞株未发生转化或变异。

2IEC-18细胞系IEC-18（ilealepitheliumcell）也是由Quaroni等Iq最先从大鼠回肠隐窝细胞中分离出的细胞系。

在正常的培养条件下，该细胞存活力高，保持了肠隐窝细胞的许多特性，并且能够分化成肠上皮细胞。

Armbrecht等【6l将IEC-18用于体外条件下研究1，25-羟基VD3的作用机制，发现l，25-羟基VD3（lxl0-7rriol/L）可以将细胞色素P450cc24的mRNA水平提高10倍，并且佛波醇的添加可以显著提高小肠上皮细胞对l，25-羟基VD3的敏感性。

小肠隐窝细胞在调节Cl-分泌过程中起重要作用，Basavappa等【7】利用IEC-18研究对CI-分泌具有调节作用的Cl-通道的类型，发现小肠隐窝细胞表达了多种Cl-通道。

Vasiluk等【8]将IEC-18作为研究草甘膦（一种非选择性除草剂）转运、绑定和毒性的细胞模型，当其剂量大于10mg/mL时，会显著破坏肠细胞的屏障功能。

IEC-18还可以用于研究上皮细胞的渗透性。

3IEC-17细胞系从新生大鼠十二指肠分离出的IEC-17细胞与未分化的肠隐窝细胞相似，能表达肠特异性抗原，并且具中固耄教44恙《参匡伟，赵国琦+外已经建立的几种特殊的肠上皮细胞系。

关键词：

小肠；上皮细胞：

综述中图分类号：

S865.1+20.1文献标识码：

A在体内，不同类群的肠系细胞之间广泛的相互作用使得实验研究极其困难，而体外细胞培养为研究肠上皮细胞增殖和分化的调控因子提供了简单、快速和准确的手段。

国外已有学者建立了许多特定的肠上皮细胞系，如大鼠肠隐窝细胞系IEC-6、IEC-18、IEC-17，大鼠肠上皮细胞系IRD98，人结肠腺癌细胞系Caco-2、HT-29、Lovo、SW-480，人结肠上皮细胞T84等，已被广泛地用于基本的生理过程、病理、药理等方面的研究。

1细胞系是Quaroni等【1】从正常大鼠空肠隐窝细胞分离出来并经体外培养传代而建立的细胞株，它保持了小肠上皮干细胞未分化的特性，在组织学和免疫学方面与增殖性隐窝细胞无明显差别，而且在合适条件下，能分化为成熟的肠上皮细胞。

IEC-6的建立对于研究小肠上皮细胞的生长、分化、代谢等功能，药物作用以及各种致病因素作用下的肠黏膜的病理生理改变及其发病机制等具有重要意义。

细胞研究了小肠上皮细胞对维生素C及其氧化形式去氢抗坏血酸（DHA）的转运机制，结果证明，大鼠小肠上皮细胞中，至少存在2种不同的维生素C转运系统，维生素C由一种特异性的载体转运，DHA则主要由葡萄糖转运载体转运。

Meng等【3l通过培养大鼠小肠上皮IEC-6细胞研究脂多糖和NO对精氨酸转运的影响，发现脂多糖通过增加y（+）转运系统mRNA水平和载体蛋白水平来增强IEC-6细胞中精氨酸转运活收稿H期：

2006-03一03；修l四日期：

2006-05-17+通讯作者我国学者曾于1997年引进并建立了IEC-6的培养传代和活性检测的实验方法，认为采用IEC-6作实验模型具有操作简便、传代稳定、指标客观、重复性好等优点。

陈祥贵等f4I采用相差显微镜、透射电镜、扫描电镜等技术和MrIT法对引进的IEC-6细胞的培养鉴定和生长特性做了详细研究，结果表明，引进的IEC-6细胞具有典型的正常肠上皮隐窝细胞的形态特征、超微结构和生长特性，表明细胞株未发生转化或变异。

2IEC-18IEC-18（ilealepitheliumcell）也是由Quaroni等Iq最先从大鼠回肠隐窝细胞中分离出的细胞系。

在正常的培养条件下，该细胞存活力高，保持了肠隐窝细胞的许多特性，并且能够分化成肠上皮细胞。

Armbrecht等【6l将用于体外条件下研究1，25-羟基VD3的作用机制，发现l，25-羟基VD3（lxl0-7rriol/L）可以将细胞色素P450cc24的mRNA水平提高10倍，并且佛波醇的添用，Basavappa等【7】利用IEC-18研究对CI-分泌具有调Cl-通道。

Vasiluk等【8]将IEC-18作为研究草甘膦（一种非选择性除草剂）转运、绑定和毒性的细胞模型，当其剂量大于10mg/mL时，会显著破坏肠细胞的屏障功能。

3IEC-17从新生大鼠十二指肠分离出的IEC-17细胞与未分化的肠隐窝细胞相似，能表达肠特异性抗原，并且具l蓑述．Revcev\gPa~）ers有少量的微绒毛，但是缺少完全分化的上皮细胞标记物【91。

IEC-17还可用于研究细胞毒性和细胞代谢。

Mor-drelle等I10l利用IEC-17细胞研究肠隐窝L-谷氨酸的转运机制，动力学分析和竞争试验表明存在3种机制：

①高亲和力的Na+非依赖型转运系统；②高亲和力的Na+依赖型转运系统；③低亲和力Na+依赖型系统。

Quaroni等…嗨JEC-6、IFC-17、IEC-18作为模型研究糖皮质激素受体以及激素作用下细胞形态、超微结构和功能上的改变。

4IRD98细胞系IRD98是从胎鼠小肠上皮分离得到的细胞系，处于相对分化状态。

其形态和亚显微结构与肠上皮细胞相似，并且含有上皮细胞的多种酶：

氨基肽酶、碱性磷酸酶、^y—谷氨酰转移酶、糖分解酵素和麦芽糖酶l'2]。

Safonova等【1研究表明，大鼠小肠上皮细胞IRD98可作为研究胆固醇吸收的模型，他们利用[1q胆固醇，[3H]胆固醇和[14C]麦固醇研究了培养的人类小肠组织和大鼠小肠上皮细胞IRD98对胆固醇的吸收，结果表面胆固醇的吸收与时间和剂量有关，而麦固醇的吸收只能达到吸收的胆固醇总量的25%。

当IRD98和IEC-17暴露在3%的乙醇溶液中，细胞的存活降低，cAMP和膜的流动性增加而恩前列腺素（前列腺素E：

类似物，具有明显的细胞保护作用）显著降低了乙醇对2种细胞的损坏作用，并且IRD98细胞对恩前列腺素更为敏感['41n5Caco-2细胞系Caco-2（thehumancoloncarcInomacellline）是一种人类结肠癌细胞来源的分化良好的消化道上皮细胞，由Fogh等【1月分离得到的。

细胞亚显微结构研究表明，Caco-2细胞与人小肠上皮细胞在形态学上相似，具有与小肠吸收细胞相同的微绒毛和紧密的细胞连接。

此外，该细胞系还表达了典型的小肠微绒毛水解酶和营养物质转运体。

Caco-2细胞具有糖类、氨基酸、二肽、胆碱及维生素B12的主动转运载体，还具有小肠刷状缘细胞标志酶一碱性磷酸酶。

由于形态学及生化性质都与小肠上皮细胞很相似，Caco-2细胞模型已广泛的用于体外药物分子肠吸收的研究。

在研究肠吸收口服抗癫痫药氨己烯酸是否利用质子藕联氨基酸转运体l（hPATl和SLC36A1）时，Abbot等【-司使用了Caco-2作为人类小肠上皮细胞模型。

为了证实肠上皮细胞对维生素B6的转运需要载《》中④耄载客急体调节，Hamid等I”将Cac．o-2作为模型研究厂维生素B。

的转运，试验结果首次证实了肠上皮细胞对维生素B6的摄取过程需要特异性的载体转运机制，这一机制受pH影响，受细胞内蛋白激酶A（PKA）调节途径的调控。

Caco-2单层细胞还可作为一种方便快速的肽转运载体调节的药物吸收的体外研究系统。

细胞模型足最近十儿年来国外J“泛采用的一种研究药物小肠吸收的体外模型，具有很多优点：

培养条件相对容易控制，能简便快速的获得大量有价值的信息；其来源于人结肠癌细胞，同源性好；该模型与药物在肠中的吸收有良好的相关性、重现性，广泛的适用性等。

当然，该细胞系并非完全等同于小肠上皮细胞：

单一细胞构成，缺少细胞异质性，TEER值比正常小肠上皮细胞高；因为缺少杯状细胞而缺少小肠上皮中的黏液层，而黏液层是吸收的主要障碍之一；某些代谢酶，如细胞色素P450的一些同工酶的表达与人体小肠上皮细胞有差别等。

6HT-29细胞系人大肠癌细胞HT-29来源于人结肠中分化腺癌。

该细胞是一种体外易培养的人结肠腺癌细胞，能表达多种黏液素I墉l其形态、黏附能力等与肠上皮细胞类似，能表达正常人肠细胞的形态和某些生理特性，国外常用其作为体外黏附试验的模拟细胞。

在含有葡萄糖的培养条件卜-，HT-29细胞处于未分化状态（HT-29glu），而在没有葡萄糖存在时，相互接触的HT-29发生高度极化（HT-29gal），形成2种显形，分别与高度分化的吸收上皮细胞和分泌黏液的杯状细胞相似。

该细胞系常被作为研究小肠药物、营养物质吸收和代谢的体外模型。

由于该细胞的分化过程与胚胎时期小肠发育过程相似，因此该细胞可以作为研究上皮细胞分化的体外模型。

此外，BlajslI9研究表明，分化的HT-29细胞是一种优良的细胞模型，可以用于研究Na（+）依赖型糖转运载体的调节过程。

Wice等I加将HT-29作为研究调节肠上皮细胞增殖分化过程的基因的体外模型。

7T84细胞系T84，人结肠腺癌细胞系，结构与正常的肠上皮细胞相似。

该细胞生长在有渗透性的支持物上时，可以形成单层柱状上皮和紧密的细胞连接，底侧膜与支持物黏附，顶膜暴露在外。

作为·种体外模型，T84已被广泛地用于研究细胞转运过程。

美国学者7eng等I2'l~IJ用一种l蓑述．Revcev\gPa~）ers物【91IEC-17还可用于研究细胞毒性和细胞代谢。

Mor-drelle等I10l利用IEC-17细胞研究肠隐窝L-谷氨酸的转运机制，动力学分析和竞争试验表明存在3种机制：

①高亲和力的Na+非依赖型转运系统；②高亲和力的Na+依赖型转运系统；③低亲和力Na+依赖型系统。

Quaroni等…嗨JEC-6、IFC-17、IEC-18作为模型研究糖皮质激素受体以及激素作用下细胞形态、超微结构和功能上的改变。

4IRD98细胞系是从胎鼠小肠上皮分离得到的细胞系，处于相对分化状态。

其形态和亚显微结构与肠上皮细胞相似，并且含有上皮细胞的多种酶：

氨基肽酶、碱性磷酸酶、^y—谷氨酰转移酶、糖分解酵素和麦芽糖酶l'2]。

Safonova1研究表明，大鼠小肠上皮细胞IRD98可作为研究胆固醇吸收的模型，他们利用[1q胆固醇，[3H]胆固醇和[14C]麦固醇研究了培养的人类小肠组织和大鼠小肠上皮细胞IRD98对胆固醇的吸收，结果表面胆固醇的吸收与时间和剂量有关，而麦固醇的吸收只能达到吸收的胆固醇总量的25%。

当IRD98和IEC-17暴露在3%的乙醇溶液中，细胞的存活降低，cAMP和膜的流动性增加而恩前列腺素（前列腺素E：

类似物，具有明显的细胞保护作用）显著降低了乙醇对2种细胞的损坏作用，并且IRD985（thehumancoloncarcInomacellline）是一种由Fogh1月分离得到的。

细胞亚显微结构研究表明，细胞与人小肠上皮细胞在形态学上相似，具有与小肠吸收细胞相同的微绒毛和紧密的细胞连接。

此外，该细胞系还表达了典型的小肠微绒毛水解酶和营养物质转运体。

Caco-2细胞具有糖类、氨基酸、二肽、胆碱及维生素B12的主动转运载体，还具有小肠刷状缘细胞标志酶一碱性磷酸酶。

收的研究。

在研究肠吸收口服抗癫痫药氨己烯酸是否利用质子藕联氨基酸转运体l（hPATl和SLC36A1）时，Abbot-司使用了Caco-2作为人类小肠上皮细胞《》中④耄载客急B的转运，试验结果首次证实了肠上皮细胞对维生素受pH影响，受细胞内蛋白激酶A（PKA）调节途径的调控。

Caco-2单层细胞还可作为一种方便快速的肽转运“泛采用的一种研究药物小肠吸收的体外模型，具有很多优点：

培养条件相对容易控制，能简便快速的获得大量有价值的信息；其来源于人结肠癌细胞，同源性好；该模型与药物在肠中的吸收有良好的相关性、重现性，广泛的适用性等。

当然，该细胞系并非完全等同于小肠上皮细胞：

单一细胞构成，缺少细胞异质性，TEER值比正常小肠上皮细胞高；因为缺少杯状细胞而缺少小肠上皮中的黏液层，而黏液层是吸收的主要障碍之一；某些代谢酶，如细胞色素P450的一些同工酶的表达与人体小肠上皮细胞有差别等。

6HT-29人大肠癌细胞HT-29来源于人结肠中分化腺癌。

该细胞是一种体外易培养的人结肠腺癌细胞，能表达多种黏液素I墉l似，能表达正常人肠细胞的形态和某些生理特性，国外常用其作为体外黏附试验的模拟细胞。

在含有葡萄糖的培养条件卜-，HT-29细胞处于未分化状态（HT-29glu），而在没有葡萄糖存在时，相互接触的HT-29发生高度极化（HT-29gal），形成2种显形，分别与高度分化的吸收上皮细胞和分泌黏液的杯状细胞相似。

该细胞系常被作为研究小肠药物、营养物质吸收和代谢的体外模型。

由于该细胞的分化过程与胚胎时期小肠发育过程相似，因此该细胞可以作为研究上皮细胞分化的体外模型。

此外，BlajslI9研究表明，分化的HT-29细胞是一种优良的细胞模型，可以用于研究Na（+）依赖型糖转运载体的调节过程。

Wice等I加将HT-29作为研究调节肠上皮细胞增殖分化过程的基因的体外模型。

7T84T84，人结肠腺癌细胞系，结构与正常的肠上皮细胞相似。

该细胞生长在有渗透性的支持物上时，可以形成单层柱状上皮和紧密的细胞连接，底侧膜与支持物黏附，顶膜暴露在外。

作为双室系统（two—chambersystem）研究了T84细胞对粪肠球菌的转胞吞作用，结果表明该模型可作为研究肠道转胞吞作用的体外模型。

同年，这些学者又研究发现，明胶酶在T84细胞在肠粪球菌的转胞吞过程中发挥至关重要的作用。

将T84、HT-29和纤维细胞共同培养在I型胶原上发现，纤维细胞可以诱导肠隐窝样的上皮细胞T84分化，这种诱导作用在转化生长因子卢（transforminggrowthfactor-beta）的存在下进一步加强㈣。

8展望国外已经建立了多种肠上皮细胞株，但多数是肠肿瘤细胞株，虽然在病理、药理和基本的生理过程等方面得到广泛应用，但是局限性却很明显。

发达国家已经在一些医药开发等领域构建了细胞库，但其仅局限于人类的生物制药开发应用，而对于为人类提供肉、蛋、奶等的畜禽类细胞营养方面的研究还刚刚起步，尤其是反刍动物方面的细胞培养报道更为罕见，因此将会有更大的前景。

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