利用Caco-2细胞建立体外肠黏膜屏障模型,系统评价并初步探讨其在炎症损伤后黏膜通透性改变中的应用。
方法体外培养Caco-2细胞,接种于Transwell板上,每日观察细胞形态;自培养第5天起,隔日测细胞膜的跨上皮电阻(transepithelial electrical resistance,TEER);对于TEER值达标准的孔测定荧光黄透过率,进行透射电镜的完整性验证。应用培养21 d的Caco-2细胞屏障,加入不同浓度(0、50、100、200 nmol/L)的血小板活化因子(platelet-activating factor,PAF)孵育24 h,光镜、电镜观察形态学改变,检测TEER和荧光黄透过率,应用间接免疫荧光和Western blot观察ZO-1蛋白的分布及表达。
结果Caco-2细胞单层TEER从第5~15天逐渐增加,在第15天已经达到600 Ω·cm2,平台期保持至第21天;在此期间,细胞形成紧密单层,电镜下细胞呈高分化,细胞间形成紧密连接,绒毛整齐,极性形成;荧光黄透过量极低,体外肠上皮细胞屏障形成。加入PAF后,以100 nmol/L对黏膜屏障通透性影响最大:电镜下见紧密连接结构破坏、断裂,细胞表面微绒毛脱落、稀疏;免疫荧光可见紧密连接的标志蛋白ZO-1荧光信号减弱,ZO-1环断裂,胞浆内可见阳性染色,提示其向膜下转移。此时,TEER值下降,荧光黄透过量明显增加,与对照组比较差异有统计学意义(P< 0.01),与形态学改变规律一致;ZO-1蛋白表达亦降至最低,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.01)。
结论经形态学及细胞通透性验证,培养2~3周的Caco-2细胞可形成肠屏障模型,用于体外肠黏膜屏障的研究;PAF影响紧密连接相关蛋白的表达,破坏紧密连接结构,从而影响肠黏膜屏障通透性。