基于Caco—2細(xì)胞模型評價(jià)食品營養(yǎng)物質(zhì)的研究進(jìn)展

黃璐瑤 梁鵬

摘要：Caco-2小腸上皮細(xì)胞模型被廣泛應(yīng)用于研究食品營養(yǎng)物質(zhì)成分的轉(zhuǎn)運(yùn)及吸收機(jī)制，基于Caco-2小腸上皮細(xì)胞模型，不僅可以評價(jià)食品營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度，還可以了解其他因素對食品營養(yǎng)物質(zhì)吸收的干擾等。近年來，國內(nèi)外利用Caco-2細(xì)胞模型對食品營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行了大量的研究，取得了較好的研究成果。為進(jìn)一步基于Caco-2小腸上皮細(xì)胞模型研究食品營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，綜述了近年來食品源多肽、多糖、多酚、礦物元素、黃酮及其他種類的食品營養(yǎng)物質(zhì)在Caco-2細(xì)胞模型中的研究進(jìn)展，可以為未來進(jìn)一步研究食品類營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收機(jī)制提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：Caco-2細(xì)胞模型；食品；營養(yǎng)物質(zhì)

中圖分類號：R151 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2018.03.044

Abstract：The Caco-2 intestinal epithelial cell model is widely used to study the transport and absorption mechanism of food nutrient components. Based on the Caco-2 intestinal epithelial cell model，not only the bioavailability of food nutrients，but also the effects of other inhibitor factors on food nutrition can be evaluated. In recent years，the Caco-2 cell model has been conducted numerous research and achieved significant progress. In order to further study the absorption of food nutrients based on the model of Caco-2 intestinal epithelial cells model，we summarized the recent progress on the evaluation of transport and absorption mechanism of food nutrient components via Caco-2 cell model，including peptides，polysaccharides，polyphenols，mineral elements，flavonoids and other food nutrients. The results could pave the way for further study on the transport and absorption mechanism of food nutrients based on the Caco-2 cell model .

Key words：Caco-2 cell model；food；nutrients

1 Caco-2細(xì)胞模型概述

Caco-2細(xì)胞是由人類結(jié)腸腺癌細(xì)胞所衍生而來的，該細(xì)胞有許多性質(zhì)類似于小腸的腸細(xì)胞，形態(tài)學(xué)上與小腸的腸細(xì)胞相似。體外培養(yǎng)的Caco-2細(xì)胞融合分化后形成一種能表達(dá)微絨毛的單層細(xì)胞與相鄰細(xì)胞間緊密結(jié)合形成連續(xù)的單層，細(xì)胞邊緣呈刷狀，是一種良好的腸道吸收模型。它們和小腸上皮細(xì)胞一樣含有各種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)、酶和核受體等轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，如MRP2，mRNA，BCRP等蛋白質(zhì)；細(xì)胞色素P450 1A（CYP1A）、亞硫酸鹽轉(zhuǎn)移酶（SULTs）、谷蛋白轉(zhuǎn)移酶（gst）、UDP -葡糖基轉(zhuǎn)移酶（UGTs）等代謝酶；肝臟受體（LRH-1）、過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）、糖皮質(zhì)激素受體（GR）和VD受體（VDR）等多種受體。因此，Caco-2單層細(xì)胞模型被廣泛應(yīng)用于探索藥物吸收和識別機(jī)制，或研究其他抑制劑的抑制機(jī)制，或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和酶的誘導(dǎo)物[1]。近年來Caco-2細(xì)胞模型也常用于食品營養(yǎng)科學(xué)領(lǐng)域中，主要開展并研究Caco-2細(xì)胞模型對食品營養(yǎng)物質(zhì)的吸收作用，以及其他干擾因素對營養(yǎng)成分吸收的干擾機(jī)制[2]。對近年來基于Caco-2細(xì)胞模型開展的食品營養(yǎng)成分的研究進(jìn)行綜述，以期為基于Caco-2細(xì)胞模型開展食品營養(yǎng)科學(xué)研究提供參考。

Caco-2細(xì)胞單層的中電鏡圖（a）和室膜上的放大圖（b）見圖1。

2 食品營養(yǎng)物質(zhì)在Caco-2細(xì)胞模型中的吸收代謝

隨著Caco-2細(xì)胞模型在食品領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，有必要對近年來不同食品營養(yǎng)物質(zhì)成分在Caco-2細(xì)胞模型中的吸收情況進(jìn)行綜述，如食品多肽類、多糖類、多酚類、礦物質(zhì)元素、黃酮類及其他類等。

2.1 多肽類

多肽是由α-氨基酸之間縮合而成的，大多數(shù)多肽來自于自然界中，也有部分多肽屬于人工合成肽。多肽對于人體是必不可少的，其功能較多，可以作為運(yùn)輸載體調(diào)節(jié)人體代謝、與不同的酶系相互作用等。例如，霍艷姣等人[3]檢測了鱈魚魚肉蛋白肽的抗氧化活性和生物利用率，發(fā)現(xiàn)相同質(zhì)量的魚肉蛋白肽和魚肉經(jīng)Caco-2細(xì)胞模擬轉(zhuǎn)運(yùn)吸收后，魚肉蛋白肽比魚肉有著更高的生物利用率（9.1%）和抗氧化活性，且分子量越小的魚肉蛋白肽的生物利用率越高。

此外，劉冬等人[4]通過系列試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)降血壓肽Val-Leu-Pro-Val-Pro（VLPVP）在Caco-2單層細(xì)胞中有較高的轉(zhuǎn)運(yùn)穩(wěn)定性，在pH值為7.4時(shí)，VLPVP的轉(zhuǎn)運(yùn)量在Caco-2細(xì)胞中達(dá)到最大，且去氧膽酸鈉（旁路運(yùn)輸促進(jìn)劑）能顯著促進(jìn)Caco-2細(xì)胞對VLPVP的轉(zhuǎn)運(yùn)，說明VLPVP的轉(zhuǎn)運(yùn)方式是以旁路擴(kuò)散的方式為主，并且其外排作用大多是由多藥耐藥相關(guān)蛋白2（MRP2）所產(chǎn)生。

Ohno Yumiko等人[5]研究了不同種類植物凝集素在Caco-2細(xì)胞中對食物因子的運(yùn)輸作用，發(fā)現(xiàn)這些凝集素增加了異黃酮的運(yùn)輸和鈣離子的轉(zhuǎn)運(yùn)，但不影響糖苷配基、二肽、肌肽、鵝肌肽的運(yùn)輸，說明植物凝集素以特定的糖結(jié)合方式來轉(zhuǎn)運(yùn)食物因子。WGA和CGA增加了鈣離子運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)TER值減少，但SBA的TER值沒有變化，表明凝集素對Caco-2細(xì)胞緊密連接的作用較弱。

另外，Shigeru Katayama等人[6]利用Caco-2單層細(xì)胞研究了雞蛋卵黃蛋白磷酸肽（PPPs）對過氧化氫的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)PPPs抑制了經(jīng)過H2O2處理的Caco-2細(xì)胞中丙二醛的形成，并且磷含量高的PPPs的保護(hù)作用高于不含磷的PPPs，說明磷和肽結(jié)構(gòu)在對抗Caco-2細(xì)胞氧化應(yīng)激作用中起著關(guān)鍵作用。

王波[7]利用Caco-2細(xì)胞對酪蛋白肽的進(jìn)行模擬吸收試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)肽分子量在500～1 600 Da 時(shí)，Caco-2細(xì)胞的運(yùn)輸方式主要為旁路運(yùn)輸，分子量為500 Da時(shí)，細(xì)胞的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式為PepT1載體調(diào)節(jié)通路運(yùn)輸；低疏水性的肽和帶負(fù)電荷的肽組分有較高的生物利用率；而在Caco-2細(xì)胞中，有著較強(qiáng)疏水性的肽更易通過轉(zhuǎn)胞吞作用進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)運(yùn)。

以上研究表明，利用Caco-2細(xì)胞模型可以有效分析出一些食品多肽的生物利用度及其在細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，可以通過Caco-2細(xì)胞模型研究新型多肽在人體中的吸收情況。

2.2 多糖類

多糖是一種由單糖聚合而成的一種大分子物質(zhì)，廣泛分布于自然界中。已有研究表明，多糖具有多種生理功能，包括抗衰老、降血糖、抗病毒等[8]。劉德萍等人[9]發(fā)現(xiàn)，菊糖的抗氧化機(jī)理是通過提高細(xì)胞中的過氧化氫酶、谷胱甘肽還原酶和谷胱光肽過氧化物酶的活力，從而起到一定的細(xì)胞抗氧化保護(hù)作用。并且，菊糖對Caco-2細(xì)胞抗氧化保護(hù)作用有兩重性效果，即菊糖質(zhì)量濃度低時(shí)，有一定的抗氧化性，但超過一定的質(zhì)量濃度后將會導(dǎo)致Caco-2細(xì)胞死亡（0.2～0.8 mg/mL的質(zhì)量濃度最為合適）。

Soler-Rivas C等人[10]從食用菌中分離出水溶性平菇多糖提取物，并研究Caco-2細(xì)胞對其的響應(yīng)調(diào)控機(jī)制。研究數(shù)據(jù)表明，水溶性平菇多糖提取物在體外處理Caco-2細(xì)胞體系時(shí)可以抑制結(jié)腸癌入侵基底膜。

另外，Ranaldi G等人[11]將殼聚糖、其他聚陽離子、聚- L -賴氨酸進(jìn)行比較，確定了三者對Caco-2細(xì)胞緊密連接通透性的影響。研究表明，三者都能增強(qiáng)細(xì)胞的緊密連接通透性，其中殼聚糖和PEI受濃度的影響（殼聚糖為0.000 2%～0.01%，PEI為0.000 2%～0.002%），而聚- L -賴氨酸的影響來源于其分子量。從試驗(yàn)中可知，殼聚糖對Caco-2細(xì)胞不具有毒副作用，殼聚糖與腸細(xì)胞的相互作用會誘導(dǎo)細(xì)胞通透性的相對增加。每天食用該化合物作為膳食補(bǔ)充劑或食品添加劑，可能導(dǎo)致腸黏膜屏障功能的變化。

上述研究說明，食品多糖類物質(zhì)在Caco-2細(xì)胞中能夠影響細(xì)胞的抵抗機(jī)制，增強(qiáng)其抗氧化性并且可能導(dǎo)致細(xì)胞黏膜發(fā)生變化，在未來可以利用多糖物質(zhì)對Caco-2細(xì)胞進(jìn)行一定程度的改性。

2.3 多酚類

多酚類物質(zhì)廣泛存在于天然植物之中，被人們稱為是一種天然抗氧化劑，具有著抗氧化、抗衰老等功效。國內(nèi)外學(xué)者研究了不同植物中提取得到的多酚，Yi W等人[12]利用Caco-2細(xì)胞單層評估了藍(lán)莓中花青素提取物的吸收情況，并研究了不同糖苷配基及化學(xué)結(jié)構(gòu)對不同類型花青素生物利用度的影響。研究結(jié)果表明，藍(lán)莓中的花青素可以以完整的糖醛形式通過Caco-2細(xì)胞單層轉(zhuǎn)運(yùn)，但轉(zhuǎn)運(yùn)吸收效率較低，平均為3%～4%（在Dp-glc中小于1%），但低于一些苷元多酚的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，造成這種低吸收率的原因可能是由于花色苷的親脂性差；3個(gè)不同品種的藍(lán)莓花青素的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收效率沒有顯著差異。結(jié)果表明，減少游離羥基和OCH3基團(tuán)可以降低花青素的生物利用度。此外，基于半乳糖的花青素的生物利用率低于基于葡萄糖的花青素。

此外，Johnston K等人[13]研究了不同種類的膳食多酚對Caco-2細(xì)胞中葡萄糖攝取的影響。在經(jīng)過Na+處理的細(xì)胞中，黃酮糖苷和非糖基化多酚抑制細(xì)胞中葡萄糖的攝取，而糖苷配基和酚酸沒有影響；在沒有Na+的條件下，糖苷配基和非糖基化多酚抑制葡萄糖攝取，而糖苷和酚酸無影響。數(shù)據(jù)表明，糖苷配基抑制葡萄糖攝取，而糖苷抑制葡萄糖的活性轉(zhuǎn)運(yùn)。Na+存在時(shí)，有利于細(xì)胞通過SGLT1蛋白質(zhì)攝取葡萄糖；而無Na+條件有利于通過GLUT蛋白質(zhì)攝取，說明多種類型的膳食多酚可以同時(shí)通過2種轉(zhuǎn)運(yùn)體影響體內(nèi)腸道葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)。

另外，Bellion P等人[14]研究了蘋果汁（AEs）、果渣（APE）和果皮提取物（PE）在Caco-2細(xì)胞中減少DNA氧化損傷和誘導(dǎo)抗氧化劑防御的潛力，富含槲皮素的PE和APE在培養(yǎng)24 h后（PE>APE）最有效地減少DNA氧化損傷和ROS水平。直接抗氧化活性排列順序?yàn)锳Es> PE> APE。研究表明，來自蘋果的富含多酚的提取物通過降低細(xì)胞ROS水平有效減少DNA氧化損傷，但產(chǎn)生防御效果的原因是由細(xì)胞防御機(jī)制介導(dǎo)而不是由抗氧化活性（多酚的自由基清除活性）介導(dǎo)。

除此之外，Manna C等人[15]利用Caco-2體外細(xì)胞模型研究了3，4 -二羥基苯基乙醇（DPE）在腸道運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)制，數(shù)據(jù)表明DPE為被動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)輸，并且是雙向的；表觀滲透系數(shù)表明DPE在腸道水平上被定量吸收。此外，橄欖油的營養(yǎng)效益可能與DPE及其前體，橄欖苦苷糖苷配基的含量高低有關(guān)。

2.4 礦物質(zhì)元素

近年來，利用Caco-2細(xì)胞模型所研究的礦物元素主要以鐵元素（Fe）為主，F(xiàn)e是一種人體不可缺少的微量元素之一，其對人體的作用涵蓋多個(gè)方面，應(yīng)該更加深入研究關(guān)于礦物元素在人體中的吸收利用情況。Glahn R P等人[16]通過Caco-2細(xì)胞模型研究對比了15種不同基因型糙米中Fe的生物利用度，研究發(fā)現(xiàn)Azucena基因型糙米中表現(xiàn)出的Fe的生物利用度最高，其植酸與Fe的比例最低，為13.8∶1。例如，將過量的抗壞血酸加入到細(xì)胞中，能夠增加Fe的生物利用度（抗壞血酸與鐵的比例為10∶1）；花色素苷、肌醇磷酸、原花青素和單寧類化合物能夠有效抑制Fe吸收，其中肌醇磷酸對Fe的抑制作用最大。

此外，Puyfoulhoux G等人[17]也利用Caco-2細(xì)胞模型測量了Fe強(qiáng)化螺旋藻中Fe的生物利用度，與牛肉、酵母、小麥粉、硫酸鐵的生物利用度進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e螺旋藻顯示出了高鐵可用性，F(xiàn)e強(qiáng)化螺旋藻的Fe生物利用率在Caco-2細(xì)胞中與牛肉中的無顯著差異，但高于酵母、小麥粉等。研究表明，F(xiàn)e強(qiáng)化螺旋藻中有效鐵質(zhì)量濃度為（7.0 g/kg）。

Garcia M N等人[18]研究了Caco-2細(xì)胞是否能夠作為吸收膳食中Fe的細(xì)胞模型。更改處理時(shí)間、pH值、抗壞血酸等不同的試驗(yàn)條件，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe以離子形式存在或含有抗壞血酸時(shí)，細(xì)胞對Fe的攝取量增加，并且pH值在5.5時(shí)攝取量最大，同時(shí)研究表明，肉類中的Fe平均攝取量比其他蛋白質(zhì)來源高近5倍。

Francesca Boato等人[19]研究比較了不同果汁（蘋果汁、梨汁、白葡萄汁、紅葡萄汁、葡萄柚汁、西梅汁和橙汁）在Caco-2細(xì)胞單層上對Fe的生物利用度的影響。結(jié)果表明，梨汁樣品處理過的Caco-2細(xì)胞中Fe蛋白增加最多（1 018%），其次是蘋果汁（455%），橙汁（243%），葡萄柚汁（207%）和白葡萄汁（196%）。而西梅汁和紅葡萄汁分別使Caco-2細(xì)胞中鐵蛋白形成減少了31%和67%。研究結(jié)果表明，蘋果汁、梨汁、橙汁、葡萄柚汁和白葡萄汁能夠促進(jìn)細(xì)胞對Fe的生物利用度，紅葡萄汁和西梅汁對Fe的生物利用度有著顯著的抑制作用，這些抑制作用可能是與紅葡萄汁、西梅汁中含有高濃度的酚類化合物有關(guān)，因?yàn)槎喾咏Y(jié)合了Fe，從而抑制了Fe的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收。

Ariza-Nieto M等人[20]利用Caco-2細(xì)胞在體外研究了8種基因型大豆（3種中美洲和5種安第斯山脈）中Fe的生物利用度，測量了子葉、種皮和胚胎中鐵和植酸鹽中Fe的分布。其中，子葉中儲存的Fe含量為71.4%～94.5%，種皮中為4.1%～26.4%，胚胎中為1.1%～3.6%。安第斯基因型G19833全豆Fe含量最高，子葉含鐵最高質(zhì)量濃度為83 μg/g，最高含F(xiàn)e質(zhì)量濃度為146 μg/g；中美洲D(zhuǎn)OR364，DOR390和安第斯AND696在子葉中鐵的百分比和質(zhì)量濃度最低。這些結(jié)果表明，F(xiàn)e積累和體外Fe生物利用度在不同的大豆基因型之間是不同的，并且與植酸鹽相比，多酚對Caco-2 細(xì)胞中Fe的生物利用度具有更大的抑制作用。

除了Fe之外，Carmen等人[21]通過Caco-2細(xì)胞單層的吸收率、保留率和運(yùn)輸效率來評價(jià)了3種脫植酸的商業(yè)嬰兒谷物對Fe，Ca和Zn生物利用度的影響。試驗(yàn)表明，嬰兒麥片中的dephytinization顯著提高了Caco-2細(xì)胞中Fe的吸收率（從0.66%～ 6.05%到3.93%～13.00%），保留率（從6.04%～16.68%到14.75%～20.14%），轉(zhuǎn)運(yùn)效率（從0.14%～ 2.21%到1.47%～6.02%）；提高了Zn的吸收效率，從5.00%～ 35.40%到7.30%～41.60%，保留率從4.05%～ 20.53%提高到14.45%～61.30%。從大部分樣品中除去植酸鹽后，只有Ca的細(xì)胞攝取顯著增加。說明若從嬰兒谷物中脫去植酸鹽，對Fe和Zn的生物利用度有益。從結(jié)果可以觀察到，礦物質(zhì)溶解度與細(xì)胞攝取和運(yùn)輸效率之間呈正相關(guān)（p<0.05）。

上述研究成果說明，基于Caco-2細(xì)胞模型可以認(rèn)識礦物質(zhì)元素的吸收情況，同時(shí)還能了解其他因素存在時(shí)對礦物質(zhì)元素吸收的影響，也可以基于此優(yōu)化吸收條件，從而提高細(xì)胞對礦物質(zhì)元素的利用率。

2.5 黃酮類

黃酮類化合物分布廣泛、種類繁多，存在于絕大多數(shù)植物體內(nèi)，有著抗菌抗病的功效。利用Caco-2細(xì)胞模型可以模擬黃酮類化合物在小腸細(xì)胞的吸收代謝情況，從而應(yīng)用于研發(fā)藥品和功能食品中。

2.5.1 黃酮類

Teruaki A等人[22]檢測了黃芩苷和黃芩素在Caco-2細(xì)胞單層模型中的吸收和排泄，研究發(fā)現(xiàn)，在Caco-2細(xì)胞中被攝取的黃芩黃素被葡萄糖醛酸化成黃芩苷，黃芩苷又主要通過多藥耐藥相關(guān)蛋白2（MRP2）從頂端表面排泄。說明低濃度的黃芩素被吸收后并沒有被轉(zhuǎn)移到基底外側(cè)，而是首先在細(xì)胞中轉(zhuǎn)化成黃芩苷并通過MRP2的外排作用，達(dá)到達(dá)頂端側(cè)。

同樣，Ng S P等人[23]研究了黃酮類及黃酮類化合物在Caco-2細(xì)胞上的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝情況，觀察發(fā)現(xiàn)葡糖醛酸化可能是腸壁中類黃酮的主要代謝途徑，并且需要活性蛋白參與，如MRP2和MRP3，而偶聯(lián)最有可能發(fā)生在所選黃酮的7-OH位置上。黃酮類葡萄糖醛酸苷在Caco-2細(xì)胞模型的兩側(cè)以降序排列（白楊素>木犀草素>芹菜素>黃芩素），芹菜素和木犀草素葡萄糖醛酸苷含量較高，可能是由于它們有利于7-OH位的親核性。

此外，Miao Q等人[24]研究了Caco-2細(xì)胞中的P -糖蛋白（P-gp）的活性和表達(dá)受黃芩苷和黃芩素的影響。結(jié)果表明，黃芩苷對細(xì)胞內(nèi)Rh-123的積累無明顯影響，幾乎不影響P-gp的表達(dá)和維拉帕米的運(yùn)輸；而黃芩素顯著增加Rh-123的細(xì)胞內(nèi)積累，降低了P-gp的表達(dá)并增加維拉帕米的轉(zhuǎn)運(yùn)。說明黃芩素可能是一種P-gp抑制劑，對P-gp活性和表達(dá)水平有明顯的抑制作用。通過比較黃芩苷和黃芩素的結(jié)構(gòu)，表明葡萄糖基的存在對影響P-gp的活性和表達(dá)具有決定性的作用。

另外，Kuntz S等人[25]比較了黃酮類化合物中不同亞類（即異黃酮、黃酮、黃酮醇、黃烷酮）對Caco-2細(xì)胞增殖，細(xì)胞毒作用及凋亡的影響。研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物對LLC-PK1和MCF-7細(xì)胞凋亡沒有影響，黃芩素和楊梅素能誘導(dǎo)HT-29和Caco-2細(xì)胞凋亡。幾乎在所有情況下，黃酮類化合物在沒有細(xì)胞毒性的情況下都會出現(xiàn)生長抑制現(xiàn)象，黃酮類化合物在不同的癌細(xì)胞系中具有一定的抗增殖作用。

2.5.2 異黃酮類

Murota K等人[26]使用Caco-2細(xì)胞單層作為腸上皮模型研究腸類細(xì)胞對異黃酮的攝取和代謝情況，研究發(fā)現(xiàn)，染料木素比染料木黃酮更有效地被吸收；被攝入的大豆異黃酮也比大豆苷更有效地轉(zhuǎn)運(yùn)到腸道Caco-2單層中。結(jié)果表明，異黃酮糖苷配基比它們的葡糖苷更有效地?cái)z入腸細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兙哂羞m度的親脂性。此外，與類黃酮相比，它們一般以完整的形式轉(zhuǎn)運(yùn)至基底外側(cè)，異黃酮類比黃酮類更易被吸收，這可能是由于其獨(dú)特的異黃酮結(jié)構(gòu)。

Steensma A等人[27]研究了染料木黃酮，大豆黃素及其糖苷在Caco-2細(xì)胞上的運(yùn)輸及代謝情況，處理約6 h后，30%～40%的染料木黃酮和大豆苷元在根尖側(cè)被轉(zhuǎn)運(yùn)到基底外側(cè)，并保持恒定24 h。然而它們的糖苷很難通過Caco-2單層轉(zhuǎn)運(yùn)。在Caco-2細(xì)胞中沒有發(fā)現(xiàn)染料木黃酮和大豆黃素的顯著代謝，而糖苷主要代謝成它們各自的糖苷配基。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，內(nèi)源性糖苷酶在Caco-2細(xì)胞中有活性。除此之外，Steensma A等人[28]同樣研究了異黃酮類在Caco-2，IEC-18和HCEC細(xì)胞系中的吸收代謝情況，除了以上結(jié)論外，在Caco-2和IEC-18細(xì)胞中，糖苷被代謝為它們各自的糖苷配基。此外，染料木黃酮和大豆黃素在HCEC細(xì)胞中被硫酸化，在Caco-2細(xì)胞中被葡萄糖醛酸化和硫酸化，在IEC-18細(xì)胞中被葡萄糖醛酸化。

2.5.3 黃酮醇類

槲皮素是黃酮醇類中的研究熱點(diǎn)。Walgren R A等人[29]利用Caco-2細(xì)胞模型檢測了槲皮素，槲皮素49 -葡萄糖苷和槲皮素3，49 -二葡萄糖苷的吸收代謝情況，數(shù)據(jù)表明槲皮素通過Caco-2細(xì)胞時(shí)吸收增加；相反，槲皮素49 -葡萄糖苷和槲皮素3，49 -二葡萄糖苷沒有明顯的吸收，說明槲皮素易被人體腸道上皮細(xì)胞所吸收，但它們不支持槲皮素葡萄糖苷的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。此外，Walgren R A等人[30]利用Caco-2細(xì)胞模型驗(yàn)證了MRP2是造成槲皮素49 - β -葡萄糖苷不被Caco-2細(xì)胞單層吸收的原因，槲皮素49 - β -葡萄糖苷的外排不被維拉帕米（一種P -糖蛋白抑制劑）所改變，但被MRP抑制劑MK-571競爭性地抑制。這些數(shù)據(jù)與MRP2對頂膜的免疫熒光定位相結(jié)合驗(yàn)證了MRP2在槲皮素49 - β -葡萄糖苷的腸跨細(xì)胞流出中的作用，即MRP2位于Caco-2細(xì)胞的頂端膜，并且該蛋白質(zhì)限制了槲皮素49 - β -葡萄糖苷跨越Caco-2細(xì)胞單層的吸收并介導(dǎo)其外排。

Nekohashi M等人[31]研究了木犀草素和槲皮素對Caco-2細(xì)胞中膽固醇吸收的影響，在測定前用木犀草素和槲皮素預(yù)處理Caco-2細(xì)胞，細(xì)胞膽固醇攝取顯著降低。結(jié)果表明，犀草素和槲皮素通過抑制由NPC1L1介導(dǎo)的腸膽固醇吸收，從而降低Caco-2細(xì)胞中的膽固醇水平。

2.6 其他類

目前，國內(nèi)外在維生素及細(xì)菌類方面的營養(yǎng)物質(zhì)的相關(guān)研究較少，維生素類物質(zhì)在人體和植物體中均含量豐富，對人體有著重要的調(diào)節(jié)作用，其吸收代謝機(jī)制可以成為未來的一個(gè)研究方向，因?yàn)榧?xì)菌易培養(yǎng)、生產(chǎn)量大，所以在如何應(yīng)用于食品方面值得深入研究。

陳佩等人[32]對兩歧雙歧桿菌F-35的發(fā)酵上清液、細(xì)胞內(nèi)容物對Caco-2細(xì)胞單層中的α -葡萄糖苷酶活性、葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)及對基因SI，SGLT-1和GLUT-2表達(dá)的影響進(jìn)行了研究。研究表明，兩歧雙歧桿菌F-35對α -葡萄糖苷酶活性、SI，SGLT-1和GLUT-2基因均存在抑制作用，同時(shí)也延緩了葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)吸收作用，證明兩歧雙歧桿菌F-35有一定的降血糖作用。張丹丹等人[33]研究了瑞士乳桿菌在Caco-2細(xì)胞中的黏附性及其影響因素，研究結(jié)果顯示，處于穩(wěn)定期的瑞士乳桿菌在Caco-2細(xì)胞中有很高的黏附性，且當(dāng)pH值7，處理時(shí)間2 h時(shí)黏附效果最好。

Liu C S等人[34]研究了胡蘿卜和玉米中的類胡蘿卜素在Caco-2細(xì)胞中的吸收情況，結(jié)果顯示胡蘿卜素和玉米黃質(zhì)的Caco-2細(xì)胞攝取高于葉黃素。Caco-2細(xì)胞對食物中類胡蘿卜素的攝取量均呈曲線變化，孵育4 h后達(dá)到飽和水平，并且試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明熟玉米粒顯著增強(qiáng)了類胡蘿卜素的生物利用度，即烹飪過程提高了玉米類胡蘿卜素的生物利用度。

3 結(jié)語

縱觀目前國內(nèi)外基于Caco-2細(xì)胞模型在食品營養(yǎng)領(lǐng)域中的研究報(bào)道，主要圍繞食品多肽類、多糖類、多酚類、黃酮類、礦物元素類及其他類（維生素、脂質(zhì)類等）展開，主要研究了各種食品營養(yǎng)物質(zhì)在Caco-2細(xì)胞中的生物利用率，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制或是其他因素對于轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的干擾（促進(jìn)或抑制）作用。但在其他類別營養(yǎng)物質(zhì)共存和不同外在因素對小腸上皮細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的研究較少，而且在食品營養(yǎng)物質(zhì)的安全性方面研究也較少。為了進(jìn)一步將食品營養(yǎng)物質(zhì)的中的營養(yǎng)效能發(fā)揮到極致，未來可以充分利用Caco-2細(xì)胞模型，借助于分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)地針對食品營養(yǎng)物質(zhì)的吸收機(jī)制進(jìn)行研究。為開發(fā)高品質(zhì)功能食品、提高食品營養(yǎng)物質(zhì)的吸收率，深入認(rèn)識食品營養(yǎng)物質(zhì)的吸收機(jī)制作出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

Sun H，Chow E C，Liu S，et al. The Caco-2 cell monolayer：usefulness and limitations[J]. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology，2008，4（4）：395-411.

黃海智，陳健樂，程煥，等. Caco-2細(xì)胞模型預(yù)測活性物質(zhì)吸收代謝的研究進(jìn)展[J]. 中國食品學(xué)報(bào)，2015， 15（1）：164-172.

霍艷姣，王波，郭珊珊，等. 魚肉蛋白肽在模擬胃腸消化吸收過程中的抗氧化活性和生物利用度[J]. 食品工業(yè)科技，2016，37（6）：174-178，186.

劉冬，孫海燕，雷林，等. 降血壓肽VaI-Leu-Pro-VaI-Pro在Caco-2細(xì)胞模型中的吸收機(jī)制[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2008，30（4）：354-358.

Ohno Yumiko，Naganuma Takako，Tomohisa Ogawa，et al. Effect of lectins on the transport of food factors in Caco-2 cell monolayers[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2006，54（2）：548-53.

Shigeru Katayama，Xueming Xu，Z Fan Ming，et al. Antioxidative stress activity of oligophosphopeptides derived from hen egg yolk phosvitin in Caco-2 Cells[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2006，54（3）：773-778.

王波. 酪蛋白抗氧化肽結(jié)構(gòu)特征對其生物利用度的影響及其跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

李凡姝，張煥麗，馬慧，等. 黑木耳多糖提取的工藝研究[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2016（18）：13-16，20.

劉德萍，吳平. 菊糖抗氧化活性及其機(jī)理[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，34（9）：1 002-1 007.

Soler-Rivas C，Ramírez-Anguiano Ana Cristina，Reglero Guillermo，et al. Effect of cooking， in vitro digestion and Caco-2 cells absorption on the radical scavenging activities of edible mushrooms[J]. International Journal of Food Science & Technology，2009，44（11）：2 189-2 197.

Ranaldi G，Marigliano I，Sambuy Y，et al. The effect of chitosan and other polycations on tight junction permeability in the human intestinal Caco-2 cell line[J]. Journal of Nutritional Biochemistry，2002，13（3）：157-167.

Yi W，Akoh C C，F(xiàn)ischer J，et al. Absorption of anthocyanins from blueberry extracts by Caco-2 human intestinal cell monolayers[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2006，54（15）：5 651-5 658.

Johnston K，Sharp Paul，Clifford Michael，et al. Dietary polyphenols decrease glucose uptake by human intestinal Caco-2 cells[J]. Febs Letters，2005（7）：1 653-1 657.

Bellion P，J Dioles，F(xiàn) Will. Polyphenols apple extracts： effects of raw material and production method on antioxidant effectiveness and reduction of DNA damage in Caco-2 cells[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2010，58（11）：6 636-6 642.

Manna C，Galletti P，Maisto G，et al. Transport mechanism and metabolism of olive oil hydroxytyrosol in Caco-2 cells[J]. Febs Letters，2000（3）：341-344.

Glahn R P，Cheng Z，Welch R M，et al. Comparison of iron bioavailability from 15 rice genotypes：studies using an in vitro digestion/Caco-2 cell culture model[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2002，50（12）：3 586- 3 591.

Puyfoulhoux G，Rouanet J M，Baroux B，et al. Iron availability from iron-fortified spirulina by an in vitro digestion/Caco-2 cell culture model[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2001，49（3）：1 625-1 629.

Garcia M N，C Flowers，J D Cook. The Caco-2 cell culture system can be used as a model to study food iron availability[J]. Journal of Nutrition，1996（1）：251-258.

Francesca Boato，Gary M Wortley，R H Liu，et al. Red grape juice inhibits iron availability：Application of an in vitro digestion/Caco-2 cell model[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2002，50（23）：6 935-6 938.

Ariza-Nieto M，Blair M W，Welch R M，et al. Screening of iron bioavailability patterns in eight bean（Phaseolus vulgaris L.）genotypes using the Caco-2 cell in vitro model[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry，2007， 55（19）：7 950-7 956.

Carmen，F(xiàn)rontela，Maria，et al. Effect of dephytinization on bioavailability of iron， calcium and zinc from infant cereals assessed in the Caco-2 cell model[J]. Wold Journal of Gastroenterology，2009，15（16）：1 977-1 984.

Teruaki A，Masato Hanada，Yoko Sakashita，et al. Efflux of baicalin，a flavone glucuronide of Scutellariae Radix，on Caco-2 cells through multidrug resistance-associated protein 2[J]. Journal of Pharmacy & Pharmacology，2007， 59（1）：87-93.

Ng S P，Wong K Y，Zhang L，et al. Evaluation of the first-pass glucuronidation of selected flavones in gut by Caco-2 monolayer model[J]. Journal of Pharmacy & PharMaceutical Sciences，2004，8（1）：1-9.

Miao Q，Wang Zhiyong，Zhang Yuanyuan，et al. Potential modulation of baicalin and baicalein on P-glycoprotein activity and expression in Caco-2 cells and rat gut sacs[J]. Pharmaceutical Biology，2016，54（9）：1 548-1 556.

Kuntz S，U. Wenzel，H Daniel. Comparative analysis of the effects of flavonoids on proliferation，cytotoxicity，and apoptosis in human colon cancer cell lines[J]. European Journal of Nutrition，1999，38（3）：133-142.

Murota K，Shimizu S，Miyamoto S，et al. Unique uptake and transport of isoflavone aglycones by human intestinal Caco-2 cells：comparison of isoflavonoids and flavonoids[J]. Journal of Nutrition，2002（7）：1 956-1 961.

Steensma A，Noteborn HPJM，Jagt Rcmvd，et al. Bioavailability of genistein，daidzein，and their glycosides in intestinal epithelial Caco-2 cells[J]. Environmental Toxicology & Pharmacology，1999，7（3）：209-212.

Steensma A，H P Noteborn，H A Kuiper. Comparison of Caco-2，IEC-18 and HCEC cell lines as a model for intestinal absorption of genistein，daidzein and their glycosides[J]. Environ Toxicol Pharmacol，2004，16（3）：131-139.

Walgren R A，U K Walle，T Walle. Transport of quercetin and its glucosides across human intestinal epithelial Caco-2 cells[J]. Biochemical Pharmacology，1998，55（10）： 1 721-1 727.

Walgren R A，Jr Karnaky Kj，Walle T，et al. Efflux of dietary flavonoid quercetin 4'-beta-glucoside across human intestinal Caco-2 cell monolayers by apical multidrug resistance-associated protein-2[J]. Journal of Pharmacology & Experimental Therapeutics，2000（3）：830-836.

Nekohashi M，Ogawa Mana，Ogihara Takuo，et al. Luteolin and quercetin affect the cholesterol absorption mediated by epithelial cholesterol transporter niemann-pick C1-like 1 in Caco-2 cells and rats[J]. Plos One，2014，9（5）：97-101.

陳佩，黨輝，張秋香，等. 兩歧雙歧桿菌F-35對Caco-2細(xì)胞中α-葡萄糖苷酶活及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2013，34（17）：177-180.

張丹丹，郭宇星，周慧敏，等. 瑞士乳桿菌的益生特性[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2014，40（5）：32-36.

Liu C S，R P Glahn，R H Liu. Assessment of carotenoid bioavailability of whole foods using a Caco-2 cell culture model coupled with an in vitro digestion[J]. Agric Food Chem，2004，52（13）：4 330-4 337.