Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Многие терапевтические приложения требуют безопасной и эффективной транспортировки носителей лекарственных средств и их грузов по клеточные барьеры в организме. В этой статье описывается адаптацию установленных методов оценить скорость и механизм транспортировки наноносителей наркотиков (NCS) через клеточные барьеры, такие как желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) эпителия.

Аннотация

Суб-микрометр носители (наноносителей; НК) повышения эффективности лекарств путем улучшения растворимости, стабильности, время циркуляции, адресности, и отпустите. Кроме того, пересекая клеточные барьеры в организме имеет решающее значение как для перорального применения терапевтических НК в обращении и транспорта из крови в ткани, где вмешательство не требуется. NC транспорт через клеточные барьеры достигается: (I) парацеллюлярная маршруту, через переходного нарушения стыках, которые сцепляются соседние ячейки, или (II) трансцеллюлярного маршрут, где материалы усвоены эндоцитоза, перемещаемых через тела клетки и секретируется на противоположной поверхности клеток (transyctosis). Доставка по клеточные барьеры можно облегчить путем сочетания терапии или их носителей с таргетинга агентов, которые специфически связываются с клеточной поверхности маркеров, участвующих в транспорте. Здесь мы предоставляем методы для определения степени и механизм НК транспорта через модель клеточный барьер, бееCH состоит из монослоя желудочно-кишечного тракта (GI) эпителиальные клетки, выращенные на пористой мембраной, расположенной в Transwell вставки. Формирование барьера проницаемости подтверждается измерения трансэпителиальный электрическое сопротивление (Тир), трансэпителиальный транспорт контрольного вещества и Иммуноокрашивание плотных контактов. Например, ~ 200 нм полимерные НК используются, которые несут терапевтический груз и покрыты антителом, предназначенного для элемента клеточной поверхности определитель. Антитела или терапевтического грузов помечен 125 I для радиоизотопной трассировки и меченые НК добавляются в верхнюю палату по клеточный монослой в течение различных периодов времени. НК, связанные с клетками и / или транспортируемых к основной камере может быть обнаружена. Измерение свободного 125 I позволяет вычитание деградированных фракции. Маршрут парацеллюлярная оценивается путем определения потенциальных изменений, вызванных НК транспорта барьерных параметров, описанных выше. Трансцеллюлярного транспорта яы определяется решении эффект модуляции эндоцитоза и трансцитоз пути.

Введение

Сотовые барьеры в акте тела в качестве шлюза между внешней средой и внутренними отсеками. Это тот случай, для эпителиальной выстилки, отделяющей извне открытую поверхность желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и кровоток 1-3. Сотовые барьеры также представляет собой интерфейс между кровоток и паренхимы и клеточных компонентов тканей и органов. Это тот случай, для внутренней эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов, такие как гематоэнцефалический барьер легких, в гематоэнцефалический барьер и т.д. 1 способность пересекать эти клеточные барьеры в организме имеет решающее значение для эффективной доставки терапевтических и диагностических средств в обращение и тканей / органов, где вмешательство необходимо.

Чтобы улучшить доставку терапевтических или диагностических агентов, эти соединения могут быть загружены в суб-микронных наноносителей (NCS). Эти транспортные средства доставки лекарственных средств могут быть приготовлены с различнымихимические и структуры для оптимизации растворимость наркотиков, защиту, фармакокинетики, выпуск и обмен веществ 4,5. НК также можно функционализирован близости или целевые фрагменты (например, антитела, пептиды сахара, аптамеры и т.д.) для облегчения адгезии к областях тела, где терапевтическое действие требуется 2,6. Ориентация из НК, чтобы детерминант, выраженных на поверхности клеточных барьеров может еще больше облегчить транспорт в и / или через эти накладок 2,6.

Роль выборочно транспортировки веществ между двумя средами требует определенных уникальных особенностей среди слоев клеток. Одна из таких особенностей является клеточной полярности, причем апикальной мембраны, обращенной в просвет полости варьируется от базолатеральной мембране, ориентированного на ткани интерстиции, по отношению к мембранной морфологии и состава липидов, транспортеры, и рецепторов 2. Еще одна особенность предполагает межклеточное junctioнс, соединяющие соседние клетки. Регулирование белков, которые формируют плотные соединения, в частности Junctional молекул адгезии (джемы), occludins и клаудины, модулировать барьерную функцию, чтобы выборочно разрешить или не транспорт веществ между клетками, известными как парацеллюлярной транспорта, обеспечивая прохождение материалов из просвета в базолатеральный пространство 3. Связывание многих природных и синтетических элементов (лейкоцитов, молекул, частиц и систем доставки лекарств) до клеточные барьеры в организме может вызвать открытие клеточного перехода, который может быть временной и относительно безвредны или более продолжительным, а следовательно, небезопасным с доступом нежелательных веществ через барьер 2,5,7-9. Следовательно, этот путь может быть оценена посредством измерения электрического сопротивления трансэпителиальный (Тир) и пассивный парацеллюлярного диффузию молекул (называемого здесь утечки парацеллюлярная), в результате чего уменьшилось сопротивление электрического тока утечки или повышенного парацеллюлярной из INERT соединение в базолатеральную пространства указывают открытие соединений элементов, соответственно 5,10,11. В дополнение к этим методам, любой из узких соединительных белков, перечисленных выше, могут быть окрашены, чтобы оценить их целостность, где окрашивание должны отображаться сосредоточена в межклеточных границ все вокруг периферии клетки 5,10,12.

Кроме того, системы доставки лекарств, которые нацелены на конкретные клеточной поверхности детерминанты, такие как те, что связаны с клатриновых ямы или колбовидные мембранных инвагинаций называемых кавеолы, может вызвать везикулярного поступлению в клетки путем эндоцитоза, обеспечивая путь для доставки лекарств к внутриклеточным 5, 13. Кроме того, эндоцитоз может привести к торговле людьми пузырьков по всему телу клетки для выпуска на базолатеральной стороны, явление, известное как transyctosis или трансцеллюлярного транспорта 14. Поэтому знание кинетики и механизма эндоцитоза может использоваться, чтобы эксплуатировать внутриклеточный Aй трансцеллюлярного доставки лекарств, которые предлагает относительно безопасный и контролируемый способ доставки по сравнению с парацеллюлярной маршрута. Механизм эндоцитоза может быть оценена с модуляторами классических путей (клатрин и кавеолин-опосредованного эндоцитоза и макропиноцитозом) или неклассических маршрутов (например, в случае молекулы клеточной адгезии (CAM)-опосредованного эндоцитоза) 5,13,15 .

В то время как внутриклеточный торговля часто учился в стандартных скважин или покровные, отсутствие базолатеральную отсека исключает клеток поляризацию и способность к обучению транспорт через клеточные слои. Чтобы преодолеть это препятствие, транспорт через клеточные монослоев уже давно изучены с помощью Transwell вставляет 10,11,16,17, которые состоят из верхней (апикальной) камеры, пористой мембраны, где клетки придают и образуют плотный монослой, и ниже (базолатеральная) камера (рис. 1). В этой конфигурации транспортного могут быть измерены вапикальный к базолатеральной направлении путем введения лечение в верхнюю камеру, после транспорта через клеточный монослой и основной пористой мембраны, и, наконец сбора среды в нижней камере для количественного определения транспортируемого материала. Транспорт в базолатеральной к апикальной-направлении также может быть измерена путем первоначального введения в нижнюю камеру и последующего сбора из верхней камеры 5,10,12,16. Существуют различные способы, чтобы проверить формирование проницаемости барьера на transwells, в том числе и TEER парацеллюлярного транспорта анализов, как описано выше. Кроме того, проницаемый фильтр, на котором клетки культивируют могут быть удалены для анализа изображений (например, путем флуоресценции, конфокальной, электронной микроскопии), а дальнейшей проверки модели монослой клеток, а также механизма транспортировки. Выбор типа мембраны, которая доступна в различных размерах пор, материалов и поверхностных областях, зависит от различных фактоRS, такие как размер веществ или предметов, перевозимых, типа клеток, и метода визуализации 16,18-20. Transwell вставки также способствовать контролируемое и точный количественный анализ транспорта по сравнению с сложных систем млекопитающих, а объемы камер и площади поверхности клетки, как известно константы. Хотя многие факторы, влияющие на в естественных условиях поставки будут устранены, в том числе наличие кишечной слизи, напряжение сдвига, пищеварительных ферментов, иммунных клеток и т.д. Этот небольшой масштаб в пробирке модель обеспечивает полезную предварительную информацию о транспорте.

В качестве примера, иллюстрирующего адаптации этих методов для изучения NC транспорт через клеточные барьеры 10,11,16,17, мы описываем здесь случай, когда был смоделирован потенциал для НК транспорта через желудочно эпителия путем оценки прохождение модели доставки лекарств Система через монослой человеческих эпителиальных колоректальной аденокарциномы (Сасо-2) клеток. Для этого, слоктей культивировали в Transwell вставками, на мкм пор полиэтилентерефталата 0,8 (ПЭТ) фильтра (диаметр 6,4 мм), который является прозрачным и может быть использован для визуализации микроскопии. Статус барьер проницаемости проверяется путем измерения TEER, верхушечный к базолатеральная транспорт контрольного вещества, альбумина, и флуоресцентной микроскопии визуализации элемента плотных контактов, occludin белка. Модель целевой полимерной NC используется, состоящий из 100 нм, небиодеградируемых наночастиц полистирола. НК покрыты путем поверхностной адсорбции с использованием только адресным антитела или комбинации антител и ориентации терапевтического грузов, где либо компонент может быть, меченного 125 I для радиоизотопного трассировки. В выбранном Например, антитело распознает молекула межклеточной адгезии-1 (ICAM-1), белок экспрессируется на поверхности из желудочно-кишечного эпителия (и другие) клетки, которые, как было показано способствовать внутриклеточным и трансцеллюлярного транспортного O е носители лекарственных средств и их грузов 21. Груз альфа-галактозидазы (α-Gal), терапевтический фермент, используемый для лечения болезни Фабри, расстройства 22 генетический хранения лизосомальных.

Покрытые НК, около 200 нм в размере, добавляются в апикальную камеру через клеточный монослой и инкубировали при 37 ° С в течение различных периодов времени, после чего 125 I на НК могут быть обнаружены, ассоциированный с монослое клеток и / или транспортируется к базолатеральной камере ниже клеток. Дополнительная определение свободного 125 I позволяет вычитание деградированных фракции и оценки покрытием НК транспорта. Механизм транспорта дополнительно оценивали путем анализа изменений в проницаемости барьера, относящейся к парацеллюлярной маршрута, через параметрами, описанными выше, а трансцеллюлярного транспорт определяется путем анализа изменений на транспорте при модуляции путей эндоцитоза и трансцитоза.

ontent "> Эти методы обеспечивают ценную информацию относительно моделей сотовых барьерных, степень и скорость перевозки системы доставки лекарственного, и механизм такого транспорта, в целом позволяет оценить потенциал для доставки лекарств через клеточные барьеры.

протокол

1. Культивирование монослой клеток в Transwell вставками

  1. В стерильной, уровень биологической безопасности 2 клеток капотом культуры, поместите 0,8 мм пор ПЭТ Transwell вставки в 24-луночный планшет (4 скважин в состоянии, на статистическую значимость) щипцами. Все материалы, входящие в капот должны быть стерилизованы с этанолом.

Примечание: размер пор фильтра должен быть выбран в соответствии со средним размером ЧПУ, используемого, чтобы позволить транспортировку через мембрану. Кроме того, для статистически значимых результатов, каждый экспериментальная условие требует как минимум четырех повторов (скважины) в рамках того же эксперимента, и как минимум 3 независимых экспериментов.

  1. Подготовка среды клеточной культуры, содержащей DMEM среду, дополненную 4,5 г / л глюкозы, 15% фетальной бычьей сыворотки и 1% Pen Strep, и тепло до 37 ° С на водяной бане.
  2. Развести человека эпителиальных колоректального аденокарциномы (ЦАС-2) клеток в среде клеток и место200-400 мкл клеточной раствора в верхней (апикальной) камеры Transwell вставки, при плотности 1,5 × 10 5 клеток / см 2. Заполните нижнюю (базолатеральных) камеру с 700 - 900 мкл клеточной среде.
  3. Культуры клеток при 37 ° C, 5% СО 2, и 95% влажности в течение 16-21 дней, заменяя среду в верхней и нижней палаты каждые 3-4 дня, используя объемы, указанные в пункте 1.3. Замена среды в следующем порядке, чтобы поддерживать давление выше (а не ниже) клеточный монослой: аспирации среды из нижней камеры, аспирации среды из верхней камеры, заполнить верхнюю камеру свежей средой, и заполнить нижнюю камеру с свежую среду.

2. Подтверждение Г.И. эпителиальной проницаемости барьера Использование трансэпителиального электрического сопротивления (Тир) и Иммуноокрашивание плотных контактов

  1. Для кратковременного хранения (менее 2 недель), погрузить STX100 электроды в реше электролитауравнение (0,1-0,15 М KCl или NaCl). Подключение кабеля электрода к электроду порта на метр EVOM вольт-ом так, что система внутренне короткого замыкания и электрод симметрия сохраняется. Для долговременного хранения, промыть дН 2 O и хранить в сухом, темном состоянии.
  2. Для стерилизации электродов, погрузиться в этаноле в течение 15 мин и дайте высохнуть на воздухе в течение 15 сек. Кроме того, электроды могут храниться в УФ капотом. Промыть электроды в виде стерильного раствора электролита (фосфатный буфер солевой раствор, PBS) или 0,1-0,15 М KCl или NaCl раствором, перед каждым измерением сопротивления.
  3. С вольтметр Ом установлен с настройкой сопротивления, вертикально разместить электроды в скважине, содержащий вставку Transwell, с коротким электродом в верхней камере и длинной электрода в нижней камере касаясь дна скважины. После того как показания EVOM стабилизируется, записать значение сопротивления (с учетом Ом; Ω) для каждой скважины.
  4. Рассчитать сопротивления (стойкиесе, нормированная на площади; Ω × см 2) образцов путем вычитания фона сопротивление (Тир из Transwell вставками без клеток) и умножения на поверхности мембраны. Значения удельного сопротивления наиболее часто сообщалось в литературе. (См. обсуждение)
  5. Повторите измерения каждые 1-2 дня, пока TEER не ценит подъем до максимума и плато, указывая формирование барьера проницаемости, который обычно занимает 2-3 недели с момента клеток плетенки. Ценности и время, необходимое для достижения целостности барьера плато Тир может варьироваться в зависимости от числа пассажей клеток.
  6. Чтобы проверить наличие плотных контактов в клеточных монослоев с высокой TEER (равной или выше порогового значения для формирования барьера), исправить клетки путем инкубации с холодной 2% параформальдегидом в течение 15 мин. Затем промыть клетки с PBS и инкубировали их в течение 30 мин при комнатной температуре с 1 мкг / мл анти-occludin. Промыть клетки снова с PBS и инкубировали их в течение 30 мин при комнатной температуре с 7,5 мкг / мл Fluorescently меченные вторичные антитела. С помощью скважин с низким TEER в качестве отрицательного контроля для формирования барьера.

Примечание: В качестве замены для анти-occludin, могут быть использованы антитела к альтернативным труднодоступных белков соединительных.

  1. Осторожно вырезать мембрану фильтра, на котором фиксируется монослой прилагается, и установка на горками для визуализации с использованием эпифлуоресцентной или конфокальной микроскопии.

3. Оценка трансэпителиальной Транспорт целевых перевозчиков

  1. Этикетка ориентации антитела (мышиное моноклональное антитело против ICAM-1, анти-ICAM, в этом примере) с 125 I, как описано выше 7. Использование Бредфорда оценить концентрацию белка и гамма-счетчика, чтобы определить, 125 I контент на антитела, а затем рассчитать специфическую активность в импульсах в минуту (СРМ) / мг меченого антитела.

Примечание: Для контроля специфичности, повторноторфа процедуру, маркировка мыши IgG, который будет использоваться для подготовки нецелевой НК покрытием. Для изучения транспорт терапевтического груза, повторите процедуру маркировки груза, например, альфа-галактозидазы (α-Гал) в этом примере. Альтернативы могут быть использованы для таргетинга агента, неспецифический управления или терапевтического груза. Альтернативные методы также могут быть использованы для обозначения соединений и оценить концентрацию меченых аналогов.

  1. Пара меченый ориентации антитела (анти-ICAM в нашем примере) к поверхности НК. В этом примере, инкубировать полистирола nanobeads (диаметр 100 нм) в течение 1 ч при комнатной температуре с 125 I-анти-ICAM чтобы поверхностной адсорбции, как описано 7.

Примечание: Для неспецифическое управления использовать 125 I-IgG. Чтобы проследить транспортировку груза, использовать сочетание ориентации антитела и 125 I-меченого груз (α-Гал в нашем примере).

  1. Центрифуга при 13000 мкг в течение 3 мин и удалить без покрытия аналогов в супернатант аспирацией. Ресуспендируют осадок, содержащий НК с покрытием с использованием 1% бычьего сывороточного альбумина (BSA) в PBS с помощью пипетки, и обрабатывают ультразвуком при низкой мощности, чтобы сорвать потенциальных агрегатов частиц (20-30 коротких импульсов).
  2. Для НК характеристики, измерить размер, полидисперсность и ζ-потенциал частиц с покрытием с использованием динамического рассеяния света (в соответствии с инструкциями производителя), и количественно количество 125 I-меченого ориентации молекулы антитела (например анти-ICAM) на поверхности частиц с помощью гамма-счетчике.

Примечание: Эти методы можно повторить для неспецифических и терапевтических аналогов. Размер покрытых частиц колеблется в пределах 200 нм.

  1. Добавить 125 I-антитело НК (например, 125 I-анти-ICAM NCS; 56 нКи / мл) в верхнюю палату выше сливающихся Caco-2 монослоев с TEER &# 8805; 350 Ω × см 2 (см. Обсуждение) над фоне (16-21 дней после посева). Инкубировать при 37 ° С в течение одного или более временных интервалов желании. Измерьте TEER (раздел 2.3) до и после инкубации с целью оценки последствий НК на барьер проницаемости.

Примечание: Эта процедура может быть повторена для неспецифических и терапевтических аналогов.

  1. Сбор среды из верхней и нижней палат и мыть их раз с 0,5 мл DMEM при 37 ° C (верхняя палата) или 1 мл дН 2 O (нижняя палата). Сбор моет для измерения общего содержания радиоизотопов с помощью гамма-счетчика.
  2. Для измерения клеточной фракции, акцизного проницаемой фильтр, например, с помощью лезвия бритвы вырезать по краям, и инкубировать в гамма-счетной трубки с 1% Triton X-100 в течение 10 мин (чтобы освободить содержимое ячейки), до измерительной ячейки связанных общая радиоактивность.
  3. Для измерения 125 я повторноарендованные у НК во время транспортировки или из-за потенциальной деградации, первый микс 300 мкл образца (из верхних, нижних, или клеточных фракций) с 700 мкл 3% БСА в PBS и 200 мкл трихлоруксусной кислоты (ТСА). Инкубируют при комнатной температуре в течение 15 мин. Между тем на этот раз, измерения общего радиоактивность этого образца в гамма-счетчике.
  4. Центрифуга образцов при TCA 3000 мкг в течение 5 мин, чтобы отделить интактный белок (гранулы) от деградации белка или 125 I надосадочной фракции (). Количественная радиоактивности свободной 125 I фракции и вычесть это значение из общего объема радиоактивности, измеренный перед центрифугированием. Это обеспечит количества меченого белка, который не разрушается.

4. Механизм трансэпителиальной транспорта целенаправленных наноносителей

  1. Этикетка альбумина с 125 I, как описано в разделе 3.1 и сообщалось ранее 7.

Примечание: Альбумин 66,5кДа белок и, следовательно, относительно большое вещество. Хотя действительный контроль для пассивного перевозки крупных объектов (например, 200 нм НК используется здесь), он должен быть замещена мелких инертных молекул-меток при изучении переноса небольших носителей лекарственных средств (см. обсуждение).

  1. Для оценки парацеллюлярного транспорта с использованием альбумина утечки парацеллюлярного, культуры Сасо-2 монослоев на Transwell вставками, как описано выше.
  2. Для верхней среде камеры выше клеточного монослоя, добавить либо 125 наедине I-альбумина (отрицательный контроль показывая базального уровня утечки), или 125 I-альбумина и не меченные радиоактивным изотопом НК антител целевых (как описано в разделе 3.5). Инкубировать при 37 ° С в течение выбранного интервала (а) Время, которое должно соответствовать обследованных при тестировании NC транспорт. Измерьте TEER (раздел 2.3) до, во время и после инкубации, затем собрать все фракции для общей 125 I и свободного 125 I измерений, как указано. в разделе 3 Примечание: Одновременное добавление 125 I-альбумина и не радиоактивно контрольных IgG НК могут быть использованы в качестве контроля.
  3. В качестве положительного контроля для открытия межклеточные добавить клеток средой, содержащей 5 мМ H 2 O 2 в верхней и нижней камерах Transwell вставки, и инкубируют при 37 ° С в течение 30 мин. Затем измерить TEER (раздел 2.3) и добавьте 125 I-альбумина в верхнюю палату для отдельных временных интервалов. Измерьте TEER в различные моменты времени по всей инкубации определить распад значение Тир, вызванной Н 2 О 2-индуцированного открытие соединений элементов.
  4. В параллельных экспериментах, оценивать трансцеллюлярного транспорта, также называемый трансцитоза, 125 I-целевых НК путем инкубации сливные Сасо-2 монослоев либо 50 мкМ monodansylcadaverine (MDC; ингибитор клатрин-опосредованного эндоцитоза), 1 мкг / мл филипин (ингибитор caveolar эндоцитоза), 0,5 мкМ Wortmannв (ингибитор фосфатидилинозитол 3-киназы [PI3K], участвующих в макропиноцитозом) или 20 мкМ [5 - (N-этил-N-изопропил) амилорид] (EIPA, ингибитор макропиноцитозом и CAM-опосредованного эндоцитоза 15).

Примечание: 125 I-IgG НК и 125 I-альбумина могут быть использованы в качестве отрицательных контролей для влияния этих ингибиторов, а также другие методы (например, методы миРНК) может обеспечить более селективное ингибирование.

  1. Измерение TEER (раздел 2.3) до, во время и после инкубации клеток с радиоактивно меченных ингибиторов и материалов, в качестве дополнительного контроля для эффекта ингибиторов на монослойной проницаемости.

Результаты

Как проверки нашей модели клеток для изучения трансэпителиальный транспорт целевых НК, Рисунок 2 показывает, что Сасо-2 монослои клеток высевали при плотности 1,5 × 10 5 клеток / см 2, достигнутой слияния ~ день 12 и поддерживается целостность монослоя до Дня 18, обозначае?...

Обсуждение

Используя методы, описанные выше, модель сотового для изучения транспорт целевых НК всей клеточные барьеры могут быть установлены, например, примера, приведенного в Caco-2 эпителиальных клеток, которая имеет отношение к оценке транспорт из GI просвета в кровь в случае оральных систем дост...

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.

Благодарности

Эта работа была поддержана стипендией от Медицинского института Говарда Хьюза и Национального научного фонда в RG, и средств, присужденных SM Национальными Институтами Здоровья (Грант R01-HL98416) и Американской ассоциации сердца (грант 09BGIA2450014).

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Transwell insertsBD Falcon353095
Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), 1xCellgro10-013-CM
Fetal Bovine Serum (FBS)Cellgro35-015-CV
Pen StrepGibco15140
Human epithelial colorectal adenocarcinoma (Caco-2) cellsATCCHTB-37TM
125IodinePerkin ElmerNEZ033H002MCRadioactive hazard
Phosphate Buffer Saline (PBS)Gibco14190-235
Bovine Serum Albumin (BSA)Equitech BioBAH-66
Paraformaldehyde (16%)Fisher Scientific15710
Mouse Immunoglobulin G (IgG)Jackson ImmunoResearch015-000-003
Mouse monoclonal antibodies to human ICAM-1 (anti-ICAM)Marlin 1987
α-Galactosidase, from green coffee beansSigmaG8507-25UN
FITC latex beads, 100 nmPolysciences, Inc.17150
Triton X-100Sigma234729-500ML
Trichloroacetic acid (TCA)Fisher ScientificSA433-500
Occludin antibody (Y-12), goat polyclonal anti-humanSanta Cruz BiotechnologySc-27151
Monodansylcadaverine (MDC)SigmaD4008
FilipinSigmaF9765
5-(N-ethyl-N-isopropyl) amiloride (EIPA)SigmaA3085
WortmanninSigmaW1628
Gamma counterPerkin ElmerWizard2
Volt-ohm meterWorld Precision InstrumentsEVOM2
TEER electrodesWorld Precision InstrumentsSTX100Electrodes available for different well-plates
Dynamic Light Scattering (DLS)MalvernNano-ZS90

Ссылки

  1. Deli, M. A. Potential use of tight junction modulators to reversibly open membranous barriers and improve drug delivery. Biochim. Biophys. Acta. 1788, 892-910 (2009).
  2. Mrsny, R. J. Lessons from nature: "Pathogen-Mimetic" systems for mucosal nano-medicines. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 172-192 (2009).
  3. Turner, J. R. Intestinal mucosal barrier function in health and disease. Nat. Rev. Immunol. 9, 799-809 (2009).
  4. Torchilin, V. Multifunctional and stimuli-sensitive pharmaceutical nanocarriers. Eur. J. Pharm. Biopharm. 71, 431-444 (2009).
  5. Sadekar, S., Ghandehari, H. Transepithelial transport and toxicity of PAMAM dendrimers: implications for oral drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 571-588 (2012).
  6. Muro, S. Challenges in design and characterization of ligand-targeted drug delivery systems. J. Control. Release. , 0168-3659 (2012).
  7. Volkheimer, G. Persorption of particles: physiology and pharmacology. Adv. Pharmacol. Chemother. 14, 163-187 (1977).
  8. Dejana, E. Endothelial cell-cell junctions: happy together. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 5, 261-270 (2004).
  9. Jung, T., et al. Biodegradable nanoparticles for oral delivery of peptides: is there a role for polymers to affect mucosal uptake. Eur. J. Pharm. Biopharm. 50, 147-160 (2000).
  10. Hubatsch, I., Ragnarsson, E. G., Artursson, P. Determination of drug permeability and prediction of drug absorption in Caco-2 monolayers. Nat. Protoc. 2, 2111-2119 (2007).
  11. Hidalgo, I. J., Raub, T. J., Borchardt, R. T. Characterization of the human colon carcinoma cell line (Caco-2) as a model system for intestinal epithelial permeability. Gastroenterology. 96, 736-749 (1989).
  12. Tavelin, S., Grasjo, J., Taipalensuu, J., Ocklind, G., Artursson, P. Applications of epithelial cell culture in studies of drug transport. Methods Mol. Biol. 188, 233-272 (2002).
  13. Bareford, L. M., Swaan, P. W. Endocytic mechanisms for targeted drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 59, 748-758 (2007).
  14. Tuma, P. L., Hubbard, A. L. Transcytosis: crossing cellular barriers. Physiol. Rev. 83, 871-932 (2003).
  15. Muro, S., et al. A novel endocytic pathway induced by clustering endothelial ICAM-1 or PECAM-1. J. Cell Sci. 116, 1599-1609 (2003).
  16. Shah, P., Jogani, V., Bagchi, T., Misra, A. Role of Caco-2 cell monolayers in prediction of intestinal drug absorption. Biotechnol. Prog. 22, 186-198 (2006).
  17. Delie, F., Rubas, W. A human colonic cell line sharing similarities with enterocytes as a model to examine oral absorption: advantages and limitations of the Caco-2 model. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 14, 221-286 (1997).
  18. Kuhnline Sloan, C. D., et al. Analytical and biological methods for probing the blood-brain barrier. Annu. Rev. Anal. Chem. 5, 505-531 (2012).
  19. Hatherell, K., Couraud, P. O., Romero, I. A., Weksler, B., Pilkington, G. J. Development of a three-dimensional, all-human in vitro model of the blood-brain barrier using mono-, co-, and tri-cultivation Transwell models. J. Neurosci. Methods. 199, 223-229 (2011).
  20. Kasper, J., et al. Flotillin-involved uptake of silica nanoparticles and responses of an alveolar-capillary barrier in vitro. Eur. J. Pharm. Biopharm. , 0939-6411 (2012).
  21. Ghaffarian, R., Bhowmick, T., Muro, S. Transport of nanocarriers across gastrointestinal epithelial cells by a new transcellular route induced by targeting ICAM-1. J. Control. Release. 163, 25-33 (2012).
  22. Hsu, J., et al. Enhanced endothelial delivery and biochemical effects of alpha-galactosidase by ICAM-1-targeted nanocarriers for Fabry disease. J. Control. Release. 149, 323-331 (2011).
  23. Schmiedlin-Ren, P., et al. Mechanisms of enhanced oral availability of CYP3A4 substrates by grapefruit constituents. Decreased enterocyte CYP3A4 concentration and mechanism-based inactivation by furanocoumarins. Drug Metab. Dispos. 25, 1228-1233 (1997).
  24. Hughes, J., Crowe, A. Inhibition of P-glycoprotein-mediated efflux of digoxin and its metabolites by macrolide antibiotics. J. Pharmacol. Sci. 113, 315-324 (2010).
  25. Wielinga, P. R., de Waal, E., Westerhoff, H. V., Lankelma, J. In vitro transepithelial drug transport by on-line measurement: cellular control of paracellular and transcellular transport. J. Pharm. Sci. 88, 1340-1347 (1999).
  26. Morris, M. C., Deshayes, S., Heitz, F., Divita, G. Cell-penetrating peptides: from molecular mechanisms to therapeutics. Biol. Cell. 100, 201-217 (2008).
  27. Kapus, A., Szaszi, K. Coupling between apical and paracellular transport processes. Biochem. Cell Biol. 84, 870-880 (2006).
  28. Hood, E. D., et al. Antioxidant protection by PECAM-targeted delivery of a novel NADPH-oxidase inhibitor to the endothelium in vitro and in vivo. J. Control. Release. 163, 161-169 (2012).
  29. Simone, E., et al. Endothelial targeting of polymeric nanoparticles stably labeled with the PET imaging radioisotope iodine-124. Biomaterials. 33, 5406-5413 (2012).
  30. Vercauteren, D., et al. The use of inhibitors to study endocytic pathways of gene carriers: optimization and pitfalls. Mol. Ther. 18, 561-569 (2010).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

80

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены