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Millicell ERS-3.0 数字细胞电阻仪在药物研发领域的应用

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2025/1/8 10:28:31

Millicell ERS-3.0 数字细胞电阻仪在药物研发领域有着广泛的应用,以下为您介绍一些成功案例:

一、黄诺马苷在 MDCK 单层细胞模型上的转运机制分析

研究目的:研究黄诺马苷在马丁达比犬肾上皮(MDCK)单层细胞模型上的吸收转运特性。

实验方法:利用噻唑蓝(MTT)比色法考察黄诺马苷对 MDCK 细胞的毒性,使用 Millicell-ERS-2 型细胞电阻仪检测 MDCK 单层细胞模型的电阻值,考察黄诺马苷的质量浓度、给药时间以及钠 葡萄糖协同转运蛋白(SGLTs)抑制剂和葡萄糖转运蛋白 2GLUT2)抑制剂对其跨膜转运的影响,采用 UPLC-MS/MS 测定黄诺马苷的含量,计算表观渗透系数(Papp)及外排比(ER)。

研究结果:黄诺马苷质量浓度为 5.625 - 120mgL-1 时对 MDCK 细胞无明显毒性作用,黄诺马苷在 MDCK 单层细胞模型上的转运具有时间、浓度依赖性,且 Papp 基本处于 1×10-6 - 10×10-6cms-1。在 60min 和 90min 时,与空白组相比,根皮苷组中黄诺马苷在 MDCK 单层细胞模型上的转运量减少。结论为黄诺马苷在肠道中属于中等吸收的药物,其跨膜转运机制以被动转运为主,兼有主动转运存在,且 SGLTs 转运体可能参与介导了黄诺马苷在 MDCK 单层细胞模型上的转运。

二、血脑 血瘤屏障体外模型的构建、形态与功能特性

研究目的:构建并观测血脑 血瘤屏障体外模型的形态与功能特性,为中枢神经系统药物跨血脑和(或)血瘤屏障研究提供体外实验模型。

实验方法:将分离的 Balb/C 小鼠脑微血管内皮细胞(BMEC)在铺有明胶的微孔膜上单层培养或与大鼠胶质瘤细胞 C6 双室共培养,分别建立血脑屏障(BBB)和血瘤屏障(BTB)模型,采用光镜和扫描电镜观察 BMEC 形态,采用 Millicell-ERS 系统检测屏障中的跨内皮电阻(TEERs),免疫细胞化学检测 P - 糖蛋白(P-gp)表达,并比较 BBB 和 BTB 中 BMEC 的形态和功能特征。

研究结果:两组模型中的 BMEC 均形成单层生长和良好的细胞间紧密连接,产生较高的 TEERs 值,并检测到 P-gp 表达。瘤细胞诱导使 BMEC 间出现间隙,同时相点 TEERs 值降低,P-gp 表达减弱。结论为两种体外模型可用于研究药物跨血脑和(或)血瘤屏障特性,其中 BTB 模型可能更适合抗肿瘤药物的研究。

ERS-2 细胞电阻仪.jpg


三、肠道微生物对 Caco-2 肠上皮细胞单层屏障作用的机制研究

研究目的:利用 Caco-2 肠上皮细胞单层屏障模型研究四种肠道微生物对肠道屏障的影响。

实验方法:建立 Caco-2 肠上皮细胞单层屏障模型,碱性磷酸酶检测细胞极性。将实验分为空白对照组、大肠埃希菌组、肺炎克雷伯菌组、粪肠球菌组、乳酸杆菌组,在各组细菌作用下,Millicell-ERS 电阻测定仪测定 Caco-2 肠上皮细胞单层跨上皮细胞电阻 TEER 值变化、酶标仪检测荧光黄通过率的变化;酶联免疫吸附法(ELISA)检测单层细胞 zonulin;电镜观察细胞间紧密连接超微结构变化;免疫荧光、Western blot 方法检测紧密连接(TJ)相关蛋白 OccludinClaudin-1ZO-1 表达、分布和超微结构变化。

研究结果:碱性磷酸酶测定细胞单层呈极性,TEER 值稳定在 250 2,建模成功;肠道大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌均引起细胞单层屏障通透性升高,TEER 值明显下降,荧光黄透过率增高,与对照组相比较差异显著;大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌作用后细胞释放 zonulin 蛋白增加,与对照组相比有统计学差异,粪肠球菌作用于 Caco-2 细胞单层后,zonulin 释放量较对照组升高,但差异无统计学意义,乳酸杆菌组 zonulin 释放量与对照组无显著差异;大肠埃希菌与单层细胞作用 小时后透射电子显微镜观察单层细胞屏障可见细胞表面微绒毛变稀,绒毛有脱落,细胞间紧密连接电子密度降低,断裂,间隙增宽;大肠埃希菌组、肺炎克雷伯菌组三种紧密连接蛋白 OccludinClaudin-1ZO-1 表达明显减少。粪肠球菌组、乳酸菌组 OccludinClaudin-1 表达与空白对照组相比无明显变化,胞浆蛋白 ZO-1 表达降低。细菌作用 小时后免疫荧光观察紧密连接蛋白分布情况,大肠埃希菌组和肺炎克雷伯菌组可见荧光较正常组松散,不连续,可见明显锯齿状分布,甚至缺口及裂隙样表现,荧光强度减弱,粪肠球菌组、乳酸菌组荧光强度稍减弱,但仍沿胞膜分布,条带较清晰,与空白对照组差异不明显。

四、乌司他丁对肠道上皮细胞屏障损伤的保护作用分析

研究目的:探讨乌司他丁(UTI)对肠道上皮细胞屏障损伤的保护作用及其机制。

实验方法:培养 Caco-2 细胞,并建立肿瘤坏死因子 α(TNF-α)诱导的单层上皮细胞模型,随机分为空白对照组、TNF-α 模型组、UTI 低剂量组(万 U/kg)、UTI 中剂量组(10 万 U/kg)、UTI 高剂量组(20 万 U/kg)。采用 Millicell 电阻仪和多功能读板仪分别测定各组上皮细胞电阻(TER)和异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(FITC-dextran),酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定白细胞介素 6IL-6)、IL-10 水平,流式细胞仪测定细胞凋亡率,免疫蛋白质印记(Western blot)技术测定紧密连接蛋白闭合蛋白(occludin)和紧密黏连蛋白 1ZO-1)表达水平。

研究结果:与空白对照组相比,TNF-α 模型组 TERFITC-dextranoccludin 和 ZO-1 表达水平均明显下降,IL-6IL-10、细胞凋亡率明显升高;与 TNF-α 模型组比较,经 UTI 处理后,TERFITC-dextranoccludin 和 ZO-1 表达水平升高,IL-6IL-10、细胞凋亡率降低,其中以 UTI 高剂量组变化为主。

五、十溴联苯醚对血脑屏障体外模型通透性的影响

研究目的:观察十溴联苯醚(BDE-209)对血脑屏障体外模型通透性的影响。

实验方法:利用小鼠脑微血管内皮细胞 bEnd.3 与星形胶质细胞构建非接触共培养血脑屏障体外模型,ERS 电阻仪测定跨内皮细胞电阻值(TEER)确定建模成功,采用 CCK-8 法检测 bEnd.3 细胞活性并确定 50μmol/L 为 BDE-209 最大剂量;将 0102550μmol/L 的 BDE-209 作用于血脑屏障体外模型中的 bEnd.3 细胞 24h,采用 ERS 电阻仪测定 TEERHRP 渗透实验评价模型大分子物质通透性,免疫印迹法检测 bEnd.3 细胞紧密连接蛋白 occludin 表达。

研究结果:随着 BDE-209 浓度增加,TEER 逐渐下降,HRP 渗透逐渐增多,bEnd.3 细胞 occludin 蛋白表达量逐渐降低。结论为 BDE-209 可致血脑屏障体外模型 TEER 降低,HRP 渗透增高,occludin 蛋白表达减少,血脑屏障的完整性破坏。

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