Caco-2源自人结直肠腺癌组织,是药物肠道吸收、转运与毒理学研究中最经典的上皮细胞模型。该细胞呈上皮样贴壁生长,培养中常见岛状聚集与含液泡的巨大细胞均属正常现象。经长期培养可自发分化为具有刷状缘和紧密连接的极化肠上皮单层,并表达多种转运体与代谢酶,因此也广泛用于肠道吸收机制、跨膜转运及口服药物渗透性评价。该细胞贴壁较慢,对血清比例与消化条件较敏感,培养中需重点把控密度、血清质量与消化时间。

一、细胞复苏
1.【准备工作】配制完全培养基:MEM改良Eagle培养基(abs9467-500ml/SV30308.01)+20% FBS(abs972-500mL/SV30302.03)+1%P/S(abs9244-100ml/SV30010),取9mL完全培养基于37℃预热。水浴锅预热至37℃;生物安全柜紫外照射30min。
2.【融化】从液氮/冰箱取出冻存管,37℃水浴快速摇晃融化,约1-2min。
3.【重悬】75%酒精擦拭冻存管外壁,安全柜内开盖,将细胞悬液沿管壁缓慢滴入含9mL预热完全培养基的离心管中,避免直接冲击,轻柔混匀。
4.【离心】300×g离心5min,弃上清,去除DMSO残留。
5.【重悬】加入1-2mL完全培养基轻轻吹打重悬;接种T25培养瓶(加入6-8mL完全培养基),十字混匀,标注名称、代次、日期。
6.【培养】放入37℃、5%CO2培养箱静置培养;Caco-2贴壁较慢,复苏后24-48h换液,去除死细胞碎片,避免频繁扰动。
二、细胞传代
1.【实验准备】配制完全培养基:MEM改良Eagle培养基(abs9467-500ml/SV30308.01)+20% FBS(abs972-500mL/SV30302.03)+1%P/S(abs9244-100ml/SV30010)。提前取出PBS(abs962-500ml/SV30305.01)、完全培养基、0.25%胰酶-EDTA(abs47047375-100mL/SH30042.01),恢复至室温;生物安全柜提前使用紫外照射30min。
注意:Caco-2对血清比例敏感,血清浓度低于20%时贴壁时间明显延长甚至不贴壁,建议固定批号并使用优级胎牛血清(abs972-500mL/SV30302.03);NEAA和L-谷氨酰胺为维持上皮表型与分化的必要添加物,如基础培养基中缺少则需额外添加,含量建议:1% NEAA、2 mM L-谷氨酰胺。
2.【镜检】融合度达70%-80%、细胞铺展饱满即可传代;过度融合加速细胞老化并改变形态。
3.【细胞清洗】吸弃旧培养基,沿瓶壁缓慢加入2-3mL PBS(abs962-500ml/SV30305.01),轻摇覆盖,吸弃。
4.【细胞消化】加入0.25%胰酶-EDTA(abs47047375-100mL/SH30042.01)覆盖瓶底,37℃消化5-10min,镜下见大部分细胞变圆、轻晃瓶壁有细胞脱落即加等量完全培养基终止。
注意:Caco-2易聚集、贴壁牢,消化需充分但不可过久,尽量吹打成单个细胞、避免剧烈吹打,以减少细胞损伤与成团。
5.【离心】300×g离心5min,弃上清;加入完全培养基轻轻吹打10-15次重悬。
6.【传代】按1:2-1:4接种至新瓶(Caco-2接种密度不宜过低),补加完全培养基至工作体积,十字混匀,标注信息。
7.【镜检】镜下确认分散均匀,放入37℃、5%CO2培养箱,48h后再观察细胞状态。
注意:Caco-2接种后48h内不换液、不扰动,以利于贴壁;常规每2-3天换液一次。细胞常呈岛状聚集生长,细胞群中出现的含液泡巨大细胞及少量黑色颗粒为正常现象,并非污染;用于分化/转运实验时建议使用低代次细胞(≤P55,核心分化实验≤P40),高代次细胞分化能力与转运体表达会明显下降。
三、细胞冻存
1.【准备工作】冻存液:无血清细胞冻存液(abs9417-100mL)或90% FBS(abs972-500mL/SV30302.03)+10% DMSO(abs9187-100mL);冻存管标注名称、代次、冻存人、日期;安全柜紫外照射30min。
2.【细胞收集】融合度70%-80%时按传代步骤消化收集,300×g离心后弃上清。
3.【细胞重悬】加入冻存液(约1mL/管)轻柔吹打重悬,细胞密度约1-5×10⁶/mL。
4.【冻存】每管1mL入冻存盒,-80℃过夜后转移至液氮罐长期保存;建议尽早冻存低代次(≤P40)细胞作为种子库,保证分化实验结果可重复。
四、关键注意事项
1.密度与消化
(1)融合度70%-80%传代,过度融合加速老化、形态改变;
(2)胰酶消化5-10min,尽量消化为单个细胞,吹打温和,避免成团与损伤;
(3)接种密度不宜过低,传代比1:2-1:4,过低贴壁差、恢复慢。
2.贴壁与初期管理
(1)复苏/传代后贴壁较慢,48h内不换液、不扰动;
(2)部分细胞漂浮、出现碎片属正常现象,会以岛状形态贴壁并逐渐铺展;
(3)换液频率2-3天/次,保持培养环境稳定,避免频繁全换液。
3.培养基与血清选择
血清比例是Caco-2贴壁与分化的关键,血清低于20%易贴壁不良。
4.形态与污染判断
(1)正常:上皮样铺路石样、岛状聚集、边界光滑,可见含液泡巨大细胞与少量黑色颗粒;
(2)异常:形态不规则、大量漂浮、碎片增多、培养基浑浊(污染)。
5.分化与转运实验要点
(1)Caco-2可自发分化为肠上皮细胞,用于吸收/转运实验时以Transwell多孔膜培养,接种约1×10⁵ cells/cm²;
(2)分化成熟需约21天(前7天每48h换液、之后每日换液),以TEER值>300-450 Ω·cm²作为单层致密性判据;
(3)实验应使用低代次细胞并控制传代历史一致,避免代次差异导致转运体表达与渗透性结果波动。
参考资料
ATCC