肠道上皮氧化应激细胞模型的研究进展

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2014.03.001

摘要/Abstract

摘要：

肠上皮细胞极易受氧化的损伤，研究肠上皮细胞损伤有构建动物模型和细胞模型2种做法，单纯使用动物模型研究有成本高、不稳定、难以进行机理研究等弊病，构建合适的细胞培养模型作为动物模型的补充显得十分必要。目前常见的氧化应激造模方式有物理方法（如辐射、缺氧/复氧）及化学方式（如添加过氧化氢、(次)黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶）等，每种造模方式都有其适用的模拟条件，实际研究时需根据研究者的研究内容进行选择。常用的肠上皮细胞有原代培养细胞和传代细胞2类，原代培养细胞能较真实反映肠上皮细胞特点，但有操作繁琐、无法长期使用等缺点，传代培养细胞种类较多，需要研究者针对研究的种属进行选择。

Abstract:

Intestinal epithelial cells are easily injured by oxidative stress in many ways.There are two methods to study intestinal epithelial cells injure：using animal model and/or cell model.But there are some disadvantages in using animal model only，such as high cost，data unsteadiness and difficult to study mechanism.So，to develop a suitable cell model for intestinal epithelial cells oxidative stress research is necessary.Now，the most oxidative stress inducing method used include physical method (such as radiation，anoxia/reoxygenation) and chemical process (such as add hydrogen peroxide or (hypo-)xanthine/xanthine oxidase).The every method has its own application condition，so the reseachers should select the most suitable one according to the research objectives.The most intestinal epithelial cells used can be classed into two main types：primary culture cells and subculture cells.The primary culture cells can reflect the characteristics of intestinal epithelial cells in vivo，but the intricacy and onerous operation limit their widely application.There are a lot types of subculture cells.They have different source and characteristics.The reseachers should select carefully.

中图分类号:

S852.21

蔡旋，王静娴，陈小连，郭奇，朱丽慧，徐建雄. 肠道上皮氧化应激细胞模型的研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45(3): 337-346.

CAI Xuan，WANG Jing-xian，CHEN Xiao-lian，GUO Qi，ZHU Li-hui，XU Jian-xiong. The Research Progress in Intestinal Epithelial Oxidative Stress Cell Model[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2014, 45(3): 337-346.

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参考文献

［1］CAI X,CHEN X L,WANG X C，et al.Pre-protective effect of lipoic acid on injury induced by H₂O₂ in IPEC-J2 cells ［J］.Mol Cell Biochem，2013，378(1-2)：73-81.
［2］CENCI? A，LANGERHOLC T.Functional cell models of the gut and their applications in food microbiology—a review［J］.Int J Food Microbiol，2010，141：S4-S14.
［3］RILEY P A.Free radicals in biology：oxidative stress and the effects of ionizing radiation［J］.Int J Radiat Biol，1994，65(1)：27-33.
［4］MOLL M，PAN S J.Radiation-induced intestinal inflammation ［J］.World J Gastroentero，2007，13(22)：3043-3046.
［5］DATTA K,SUMAN S,KALLAKURY B V S，et al.Exposure to heavy ion radiation induces persistent oxidative stress in mouse intestine［J］.PLoS ONE，2012，7(8)：e42224.
［6］SAADA H N,REZK R G，ELTAHAWY N A.Lycopene protects the structure of the small intestine against gamma-radiation-induced oxidative stress［J］.Phytother Res，2010，24(Suppl.2)：S204-S208.
［7］李军,邱啸臣，王俊杰.N-乙酰半胱氨酸对辐照引起的大鼠肠隐窝上皮细胞损伤的减轻作用［J］.广东医学，2012，(15)：2203-2205.
［8］LYONS N M，O’BRIEN N M.Modulatory effects of an algal extract containing astaxanthin on UVA-irradiated cells in culture［J］.J Dermatol Sci，2002，30(1)：73-84.
［9］潘璠，刘成霞.谷氨酰胺对体外肠上皮细胞缺血再灌注损伤后occludin蛋白表达的影响［J］.中华临床医师杂志(电子版)，2012，(10)：2624-2627.
［10］WASA M,SOH H,SHIMIZU Y，et al.Glutamine stimulates amino acid transport during ischemia-reperfusion in human intestinal epithelial cells［J］.J Surg Res，2005，123(1)：75-81.
［11］PASZTI-GERE E,CSIBRIK-NEMETH E,SZEKER K，et al.Acute oxidative stress affects IL-8 and TNF-α expression in IPEC-J2 porcine epithelial cells［J］.Inflammation，2012,35(3):994-1004.
［12］赵保路.氧自由基和天然抗氧化剂［M］.北京：科学出版社，1999:290.
［13］ZHU L H,ZHAO K L,CHEN X L，et al.Impact of weaning and an antioxidant blend on intestinal barrier function and antioxidant status in pigs［J］.J Anim Sci，2012，90(8)：2581-2589.
［14］SHIN H S,ZHAO Z H,SATSU H，et al.Synergistic effect of tumor necrosis factor-alpha and hydrogen peroxide on the induction of IL-8 production in human intestinal Caco-2 cells［J］.Inflammation，2011，34(5)：440-447.
［15］王啸春.氧自由基对大鼠小肠上皮细胞的损伤及硫辛酸的干预研究［D］.上海：上海交通大学，2011.
［16］刘扬,池磊,冯琳，等.维生素C对建鲤肠上皮细胞氧化损伤保护作用的研究［J］.动物营养学报，2012，(8)：1503-1511.
［17］刘琳娜,张峰,梅其炳，等.唐古特大黄多糖对过氧化氢诱导的肠上皮细胞凋亡的保护作用及其可能机制［J］.中国药理学通报，2010，(7)：877-881.
［18］张芸,周文斌，刘萍.金丝桃苷抑制过氧化氢诱导IEC-6细胞凋亡的研究［C］.海口：中国化学会第9届天然有机化学学术会议，2012:1.
［19］TAKADA M,OTAKA M,TAKAHASHI T，et al.Overexpression of a 60-kDa heat shock protein enhances cytoprotective function of small intestinal epithelial cells［J］.Life Sci，2010，86(13-14)：499-504.
［20］WANG N,WANG G,HAO J X，et al.Curcumin ameliorates hydrogen peroxide-induced epithelial barrier disruption by upregulating heme oxygenase-1 expression in human intestinal epithelial cells［J］.Digest Dis Sci，2012，57(7)：1792-1801.
［21］IVISON S M,WANG C,HIMMEL M E，et al.Oxidative stress enhances IL-8 and inhibits CCL20 production from intestinal epithelial cells in response to bacterial flagellin［J］.Am J Physiol-Gastr L，2010，299(3)：G733-G741.
［22］PICCOLOMINI A F,ISKANDAR M M,LANDS L C，et al.High hydrostatic pressure pre-treatment of whey proteins enhances whey protein hydrolysate inhibition of oxidative stress and IL-8 secretion in intestinal epithelial cells［J］.Food Nutr Res，2012，56：1-10.
［23］YOUNG D,FAN M Z，MINE Y.Egg yolk peptides up-regulate glutathione synthesis and antioxidant enzyme activities in a porcine model of intestinal oxidative stress［J］.J Agr Food Chem，2010，58(13)：7624-7633.
［24］程潇钰.胰高血糖素样肽-2对原代培养大鼠小肠黏膜上皮细胞的作用研究［D］.大连：大连医科大学，2010.
［25］GU B H,MINH N V,LEE S H，et al.Deoxyschisandrin inhibits H₂O₂-induced apoptotic cell death in intestinal epithelial cells through nuclear factor-kappa B［J］.Int J Mol Med，2010，26(3)：401-406.
［26］王境岩,朱圣庚，徐长法.生物化学［M］ .第3版.北京：高等教育出版社，2002:681.
［27］海春旭.自由基医学［M］ .西安：第四军医大学出版社，2006.
［28］庄祥云.在炎症性肠道疾病中氧化应激反应的作用［J］.日本医学介绍，1995，(12)：566-567.
［29］SASAKI M，JOH T.Oxidative stress and ischemia-reperfusion injury in gastrointestinal tract and antioxidant，protective agents ［J］.J Clin Biochem Nutr，2007，40(1)：1.
［30］CHEN Q,ZHANG S M,LIU H Y，et al.Protective effect of glutathione against oxidative injury in intestinal epithelial cells of piglet in vitro ［J］.Anim Biol，2009，59(3)：263-272.
［31］MUKOJIMA K,MISHIMA S,ODA J，et al.Protective effects of free radical scavenger edaravone against xanthine oxidase-mediated permeability increases in human intestinal epithelial cell monolayer［J］.J Burn Care Res，2009，30(2)：335-340.
［32］杨家军.早期断奶仔猪肠上皮细胞氧化与损伤及二氢杨梅素对其调控作用［D］.北京：中国农业科学院，2012.
［33］RAO R,BAKER R D，BAKER S S.Inhibition of oxidant-induced barrier disruption and protein tyrosine phosphorylation in Caco-2 cell monolayers by epidermal growth factor［J］.Biochem Pharmacol，1999，57(6)：685-695.
［34］RAO R,LI L,BAKER R D，et al.Glutathione oxidation and PTPase inhibition by hydrogen peroxide in Caco-2 cell monolayer［J］.Am J Physiol-Gastr L，2000，279(2)：G332-G340.
［35］CIOFFI G,PESCA M S,DE CAPRARIIS P，et al.Phenolic compounds in olive oil and olive pomace from Cilento (Campania，Italy) and their antioxidant activity［J］.Food Chem，2010，121(1)：105-111.
［36］陈群,于维,于秀芳，等.氧化应激对离体大鼠小肠上皮细胞的损伤及抗氧化研究［J］.河北农业大学学报，2009，(6)：101-104.
［37］OHKAWARA T,TAKEDA H,NISHIWAKI M，et al.Protective effects of heat shock protein 70 induced by geranylgeranylacetone on oxidative injury in rat intestinal epithelial cells［J］.Scand J Gastroentero，2006，41(3)：312-317.
［38］PARK S C,LIM J Y,JEEN Y T，et al.Ethanol-induced DNA damage and repair-related molecules in human intestinal epithelial Caco-2 cells［J］.Mol Med Rep，2012，5(4)：1027-1032.
［39］司徒镇强，吴军正.细胞培养［M］ .第2版.西安：世界图书出版社，2007:10-11,57.
［40］BOOTH C,O'SHEA J A，POTTEN C S.Maintenance of functional stem cells in isolated and cultured adult intestinal epithelium［J］.Exp Cell Res，1999，249(2)：359-366.
［41］王静,张彦明,仝钢，等.新生仔猪小肠上皮细胞的分离培养和鉴定［J］.畜牧兽医学报，2010，41(1)：92-98.
［42］李莉,高淑静,张守全，等.新生仔猪小肠上皮细胞体外培养的研究［J］.仲恺农业工程学院学报，2010，23(1):34-37.
［43］HOEY D E E,SHARP L,CURRIE C，et al.Verotoxin 1 binding to intestinal crypt epithelial cells results in localization to lysosomes and abrogation of toxicity［J］.Cell Microbiol，2003，5(2)：85-97.
［44］DZIVA F,MAHAJAN A,CAMERON P，et al.EspP，a Type V-secreted serine protease of enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7，influences intestinal colonization of calves and adherence to bovine primary intestinal epithelial cells［J］.Fems Microbiol Lett，2007，271(2)：258-264.
［45］戴定威,吴圣楣,李敏，等.新生大鼠小肠上皮细胞分离培养研究［J］.细胞生物学杂志，1997，1：31-35.
［46］CHOPRA D P,DOMBKOWSKI A A,STEMMER P M，et al.Intestinal epithelial cells in vitro ［J］.Stem Cells Dev，2010，19(1)：131-142.
［47］GON ALVES P，GREG RIO I，CATARINO T A，et al.The effect of oxidative stress upon the intestinal epithelial uptake of butyrate［J］.Eur J Pharmacol，2013，699(1-3)：88-100.
［48］KARRASCH T,SPAETH T,ALLARD B，et al.PI3K-Dependent GSK3β(Ser9)-phosphorylation is implicated in the intestinal epithelial cell wound-healing response［J］.PLoS ONE，2011，6(10)：e26340.
［49］GARC A-NEBOT M J,BARBER R，ALEGR A A.Iron and zinc bioavailability in Caco-2 cells：Influence of caseinophosphopeptides［J］.Food Chem，2013，138(2-3)：1298-1303.
［50］KLUXEN F,DIEL P,H FER N，et al.The metallohormone cadmium modulates AhR-associated gene expression in the small intestine of rats similar to ethinyl-estradiol［J］.Arch Toxicol，2013，87(4)：633-643.
［51］WANG X H,TANG S,LE S Y，et al.Aberrant expression of oncogenic and tumor-suppressive MicroRNAs in cervical cancer is required for cancer cell growth［J］.PLoS ONE，2008，3(7)：e2557.
［52］DYDENSBORG A B,HERRING E,AUCLAIR J，et al.Normalizing genes for quantitative RT-PCR in differentiating human intestinal epithelial cells and adenocarcinomas of the colon［J］.Am J Physiol-Gastr L，2006，290(5)：G1067-G1074.
［53］潘阳林,毕锋,刘娜，等.Rho家族蛋白在胃癌细胞系中的表达及意义［J］.解放军医学杂志，2003，(6)：517-519.
［54］LIU C T,CHU F J,CHOU C C，et al.Antiproliferative and anticytotoxic effects of cell fractions and exopolysaccharides from Lactobacillus casei［J］.Mutat Res-Gen Tox En，2011，721(2)：157-162.
［55］陈平.赭曲霉毒素A对IPEC-J2细胞Nrf2抗氧化系统的影响及硒的保护效应研究［D］.雅安：四川农业大学，2010.
［56］PARTHASARATHY G，MANSFIELD L S.Recombinant interleukin-4 enhances Campylobacter jejuni invasion of intestinal pig epithelial cells (IPEC-1)［J］.Microb Pathogenesis，2009，47(1)：38-46.
［57］曾黎明.精氨酸对猪肠道上皮细胞IPEC-1精氨酸转运、细胞增殖及基因表达水平影响的研究［D］.长沙：湖南农业大学，2012.
［58］CHINGWARU W,MAJINDA R T,YEBOAH S O,et al.Tylosema esculentum (Marama) tuber and bean extracts are strong antiviral agents against rotavirus infection［J］.Evid-Based Compl Alt，2011，8(1):1.
［59］QUARONI A,WANDS J,TRELSTAD R L，et al.Epithelioid cell cultures from rat small intestine.Characterization by morphologic and immunologic criteria［J］.J Cell Biol，1979，80(2)：248-265.
［60］陈祥贵,芮光伟,任川洪，等.IEC-6细胞的培养鉴定和生长特性研究［J］.四川工业学院学报，2003，22(1)：4.
［61］谢艳兰,郭昊蔚,郑羡慕，等.Caco-2细胞模型在茶叶生物活性成分研究中的应用［J］.茶叶科学，2012，(6)：471-479.
［62］余自成,高瑜,田薇薇，等.肠道转运Caco-2细胞单层模型的建立及验证评价［J］.中国临床药学杂志，2012，(04)：218-221.
［63］SUN H,CHOW E C,LIU S，et al.The Caco-2 cell monolayer：usefulness and limitations［J］.Expert Opin Drug Metab Toxicol，2008，4(4):395-411.
［64］BROSNAHAN A J，BROWN D R.Porcine IPEC-J2 intestinal epithelial cells in microbiological investigations［J］.Vet Microbiol，2011，156：229-237.
［65］MCORIST S,JASNI S,MACKIE R A，et al.Entry of the bacterium ileal symbiont intracellularis into cultured enterocytes and its subsequent release［J］.Res Vet Sci，1995，59(3)：255-260.
［66］ZHU J,YIN X,YU H，et al.Involvement of quorum sensing and heat-stable enterotoxin a in cell damage caused by a porcine enterotoxigenic Escherichia coli strain［J］.Infect Immun，2011，79(4)：1688.
［67］LUNNEY J K.Advances in swine biomedical model genomics［J］.Int J Biol Sci，2007，3(3)：179.
［68］GEENS M，NIEWOLD T.Optimizing culture conditions of a porcine epithelial cell line IPEC-J2 through a histological and physiological characterization［J］.Cytotechnology，2011，63(4)：415-423.
［69］LANGERHOLC T,MARAGKOUDAKIS P A,WOLLGAST J，et al.Novel and established intestinal cell line models-an indispensable tool in food science and nutrition［J］.Trends Food Sci Technol，2011，20：S11-S20.

[1]	刘杰, 丛玮, 赵敏蝶, 赵茹茜. AA肉鸡和如皋黄鸡海马和下丘脑GR和FKBP5的表达及其与应激敏感性的关系[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(11): 4766-4776.
[2]	杨恒, 李利财, 付琳, 胥辉豪, 张德志, 李前勇. 前列腺素D₂对山羊黄体细胞内分泌功能及其凋亡相关基因表达的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(4): 1652-1663.
[3]	叶倩文, 陈卓, 李鑫, 孙亚伟, 金肖叶, 李紫仟, 吾买尔江·牙合甫, 钟旗, 马雪连, 姚刚. 一月龄吮乳羔羊肠道菌群组成及其预测物质代谢功能的动态变化研究[J]. 畜牧兽医学报, 2023, 54(3): 1095-1108.
[4]	刘志豪, 贾鹏, 赖琦, 董利锋, 吴秋珏, 高彦华, 田忠红, 刁其玉. 泌乳牛不同胎次干奶期瘤胃发酵指标与甲烷产量的特征[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(12): 4296-4305.
[5]	袁婧, 张欣欣, 周迪, 杨帅, 周家彦, 梁爱心, 杨利国. 以减毒沙门菌为载体的SS和CST双表达DNA疫苗经不同途径免疫犊牛的效果评价[J]. 畜牧兽医学报, 2022, 53(6): 1914-1924.
[6]	马天瀛, 李怡霖, 董心玥, 佀蓉蓉, 白雪, 王子旭, 陈耀星, 曹静. 食物摄入与下丘脑能量平衡[J]. 畜牧兽医学报, 2021, 52(7): 1789-1799.
[7]	张春桃, 马涛, 屠焰, 刁其玉. 生物节律对动物生理营养及物质消化利用调控的研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2021, 52(4): 872-880.
[8]	李凡, 陈晓阳, 杨国雨, 李福昌. Wnt/β-连环蛋白信号通路在哺乳动物毛囊发育中的调控作用[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(11): 2186-2194.
[9]	张石磊, 包佳鹭, 史万玉, 钟秀会. 母鼠孕期和哺乳期连续染毒双酚A对子代雄鼠睾丸发育的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(5): 993-1005.
[10]	孟范勇, 邓益锋, 杨俊花, 崔军, 周振雷, 侯加法. TRPV6基因沉默对蛋鸡十二指肠和空肠钙离子跨细胞转运相关蛋白表达的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2018, 49(11): 2505-2513.
[11]	沈向华, 潘登, 范奎奎, 李强, 李婷, 杜晨光. Ghrelin通过弓状核区域α型雌二醇受体神经元介导雌性小鼠采食调控[J]. 畜牧兽医学报, 2017, 48(12): 2399-2406.
[12]	梁宏伟，冯波，朱雯宇，王建舫，张涛，穆祥. 大鼠肺微血管内皮细胞的体外分离培养与纯化[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(10): 2143-2150.
[13]	白皓，孙研研，陈继兰. 喙畸形研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2016, 47(3): 417-422.