[Absorption] Caco-2 Permeability
Caco-2 Permeability는 소장관 흡수율을 나타내는 주요 지표입니다. Caco-2 세포를 이용하여 약물이 인체의 소장 상피세포를 통과하는 능력을 측정합니다. 이 세포는 소장 상피세포의 특성을 가진 세포주(human colon carcinoma 유래)로, 약물이 장관을 통해 얼마나 잘 흡수되었나 예측을 가능하게 합니다.
이 실험에서, 약물은 Caco-2 세포층의 한쪽 면에 적용되어, 일정 시간이 지난 뒤 반대쪽 면으로 이동한 약물의 양을 측정합니다. 이 데이터를 통해 약물의 투과성을 평가할 수 있으며, 높은 투과성을 지닌 약물은 체내 흡수가 잘 이루어질 가능성이 높습니다.
Caco-2 세포 투과성 분석의 주요 단계는 다음과 같습니다:
- Caco-2 세포 배양: 먼저, Caco-2 세포를 반투과성 플라스틱 지지체 위에 배양하여, 트랜스웰(Transwell) 플레이트에서 극성화된 단일층을 형성하도록 합니다. 이 단일층은 장 상피를 모방하며, 세포가 제대로 분화하여 빽빽한 단일층을 형성하는 것이 중요합니다.
- 화합물 준비: 실험할 화합물을 특정 농도로 희석합니다.
- 화합물 처리: 준비된 화합물을 단일층의 상단(apical) 또는 하단(basolateral) 측에 첨가합니다. 이는 화합물이 장 내강에서 혈류로 이동하는 과정(A->B)이나 반대 방향(B->A)을 모방하기 위함입니다.
- 인큐베이션: 화합물을 처리한 후 2시간 동안 인큐베이션하여 화합물이 세포 단일층을 통과하도록 합니다.
- 농도 측정: 인큐베이션이 끝나면, 단일층을 통과한 화합물의 농도를 측정하기 위해 상단과 하단의 버퍼에서 샘플을 채취합니다.
- 투과율 계산: 각각의 화합물에 대한 투과율($P_{app}$)을 계산합니다. 계산된 투과율은 화합물이 얼마나 잘 단일층을 통과하는지를 나타냅니다.
분석의 유효성 검증: 분석의 정확성을 높이기 위해, 카페인이나 만니톨과 같이 이미 알려진 투과성을 가진 화합물을 포함할 수 있습니다. 또한, 고투과성 화합물(예: 프로프라놀롤)과 저투과성 화합물(예: 아테놀롤)을 함께 사용하여, 실험 조건이 제대로 설정되었는지를 확인할 수 있습니다. 기능성 효출 단백질을 확인하기 위해 탈리놀롤이나 에스트론 3-황산과 같은 화합물을 사용할 수도 있습니다.
투과계수($P_{app}$, Apparent Permeability Coefficient)는 시험물질이 Caco-2 세포를 얼마나 잘 통과하는지를 나타내는 지표로, 다음의 방정식을 통해 계산됩니다:
$$ P_{app} =\frac{dQ/dt}{A \times C_0}$$
여기서 $dQ/dt$는 시간당 이동한 물질의 양, $A$는 투과 면적, $C_0$는 초기 농도를 의미합니다.
+ Caco-2 자료를 통해 Blood brain barrier(BBB) permeability를 예측할 수 있다고 합니다.
참조
https://www.sygnaturediscovery.com/publications/technical-notes/caco-2-permeability/