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Caco-2細(xì)胞是從人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞中分離建立的細(xì)胞系，憑借能分化形成小腸上皮樣結(jié)構(gòu)、具有腸道屏障功能與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)特性等核心特點(diǎn)，成為研究腸道吸收、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)、腸道病理生理機(jī)制的理想模型，廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā)、營養(yǎng)科學(xué)、腸道疾病研究等領(lǐng)域。?
分化特性模擬小腸上皮結(jié)構(gòu)。Caco-2細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下（通常培養(yǎng)21-28天）可自發(fā)分化，形成與人體小腸上皮細(xì)胞相似的單層細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有典型的微絨毛、緊密連接及細(xì)胞極性。分化后的細(xì)胞表達(dá)多種小腸上皮特異性標(biāo)志物，如刷狀緣酶（堿性磷酸酶、蔗糖酶-異麥芽糖酶）、轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白（葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體GLUT2、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體等），其形態(tài)與功能均高度接近正常小腸上皮細(xì)胞。這種特性使Caco-2細(xì)胞成為體外模擬腸道環(huán)境的“微型生物反應(yīng)器”，無需依賴動(dòng)物實(shí)驗(yàn)即可開展腸道相關(guān)研究。?
腸道屏障與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能精準(zhǔn)再現(xiàn)。分化后的Caco-2單層細(xì)胞具有良好的屏障功能，緊密連接可有效阻止大分子物質(zhì)自由通過，其跨上皮電阻值（TEER）可反映屏障完整性，與人體腸道屏障的屏障特性高度一致；同時(shí)，細(xì)胞表達(dá)多種腸道轉(zhuǎn)運(yùn)體與代謝酶，能模擬藥物、營養(yǎng)物質(zhì)在腸道內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及代謝過程。在藥物研發(fā)中，通過Caco-2細(xì)胞模型可預(yù)測藥物的腸道吸收速率與程度，篩選具有良好口服生物利用度的藥物候選物；研究藥物間的轉(zhuǎn)運(yùn)體競爭相互作用，評(píng)估藥物聯(lián)用的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在營養(yǎng)科學(xué)中，用于研究營養(yǎng)素（如維生素、礦物質(zhì)）的腸道吸收機(jī)制及影響因素。?
Caco-2細(xì)胞模型可用于腸道疾病機(jī)制研究，如模擬炎癥性腸病狀態(tài)下腸道屏障功能的變化，探討疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制；用于納米載體、脂質(zhì)體等新型給藥系統(tǒng)的吸收效率評(píng)價(jià)，助力新型制劑開發(fā)。與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相比，Caco-2細(xì)胞模型具有成本低、周期短、重復(fù)性好、無倫理爭議等優(yōu)勢(shì)，可大幅減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用量，同時(shí)能更精準(zhǔn)地反映人體腸道的生理特性。在食品安全領(lǐng)域，還可用于評(píng)估食品添加劑、污染物的腸道毒性與吸收風(fēng)險(xiǎn)，為食品安全標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。其生物學(xué)特性，使其成為連接體外研究與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵橋梁。
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