类器官来源单层的双侧转运测量
2025 年 4 月 3 日，Scientific Reports 发表一项人肠道药物吸收模型研究。中外制药（Chugai Pharmaceutical）等机构团队把十二指肠类器官衍生细胞培养为单层，使研究人员能够分别接触肠腔侧，以及对应药物进入体内方向的基底侧，观察药物通过屏障及被代谢的过程。
最初的类器官以较未分化细胞为主，吸收细胞相关标志、药物转运蛋白和代谢酶表达相对较低。研究因此将扩增与分化分开考察，围绕屏障完整性、模拟肠液耐受及吸收相关功能选择培养条件。
团队逐步比较细胞准备、基质及两阶段培养环境。某些条件能提高成熟相关表达，却使屏障在模拟肠液中更不稳定；最终方案综合了结构、通透性和代谢表现，使模型适用于后续的定量吸收测量。
多供者与重复实验检验稳定性
模型建立涉及 7 名供者来源的类器官。早期条件只让部分供者顺利形成单层，后续调整改善了不同来源材料的生长及屏障形成。研究同时加入功能成熟相关条件，提高了 CYP3A4 等吸收相关基因及酶活性。
最终模型可观察到细胞间连接、腔侧微绒毛及极性排列，并保留部分杯状细胞相关特征。形态与超微结构表征补充了跨上皮电阻及小分子通透性的功能测量。
重复性分析中，实验内屏障测量的变异系数为 8.6%。多数被检测基因的实验内差异，以及部分跨实验和供者的平均表达变化，处于论文设定的约 1.5 倍范围内。咪达唑仑通透性与代谢物生成也接受了跨实验比较。
培养改进还分别考察了扩增能力和分化后的稳定性。富含脂质的白蛋白补充改善不同供者单层形成，活性维生素 D3 处理提高了 CYP3A 活性及部分药物吸收相关基因的表达；研究同时以模拟肠液耐受及小分子通透性作为独立检查。
AlbuMAX 中促成单层形成的成分尚未确定。普通白蛋白及分别补充游离脂肪酸、磷脂或胆固醇，均未重现同样的形成效果；游离脂肪酸能改善跨上皮电阻，却不能独自解释单层形成。
转运、代谢与药物诱导功能测试
研究利用地高辛及柳氮磺吡啶等底物，结合相应抑制对照，检验 P-gp 和 BCRP 的外排功能。雷洛昔芬的葡萄糖醛酸化代谢及伊立替康向 SN-38 的转化，分别用于检验葡萄糖醛酸化和羧酸酯酶介导的代谢功能。
咪达唑仑实验同时检测原药和代谢物。抑制 CYP 活性后，代谢物减少、原药通透性增加；代谢物在单层两侧均可检出，表明肠壁内形成的代谢物可进入基底侧，也可返回肠腔侧。
利福平诱导实验用于检查孕烷 X 受体相关功能。诱导后，转运及代谢相关表达和 CYP3A 活性增加，咪达唑仑的吸收减少，其代谢物生成增加。
团队还核对了咪达唑仑的物质平衡：从腔侧消失的原药量，与到达基底侧的原药及两侧生成的代谢物总量相近。
吸收比例估计中的通透性与肠代谢校正
团队测试 19 种已有上市药物，把体外通透性与人体吸收比例 Fa 比较，得到决定系数 0.88。Fa 描述药物从肠腔进入肠壁的比例，研究进一步使用 FaFg 表示吸收及通过肠壁代谢后仍保留的比例。
直接把通透性与 Fa 的关系用于 CYP3A 底物，会对部分药物的 FaFg 产生高估。加入代谢抑制实验后，另一估计方法又对 6 种药物出现低估。论文由此考察体外细胞与人体肠上皮的 CYP3A4 活性差别。
进一步校正使用原代肠细胞与模型的 CYP3A4 表达比：两份原代样本的平均表达为供者 1 模型的 0.24 倍，计算将该比值作为活性比例的估计假设。9 种药物中，7 种的 FaFg 估计值落在人体观察值的 1.5 倍范围，涵盖 CYP3A、P-gp 及同时属于两者的底物。利福布汀在 3 种方法中仍被高估；作者提出，芳基乙酰胺脱乙酰酶等 CYP3A 以外的肠道代谢作用可能尚未得到充分反映。
不同供者模型的药物吸收差异
4 名供者的单层模型用于比较 19 种药物的吸收。部分高通透性药物的供者差别较小；地高辛通透性与 ABCB1 表达负相关，柳氮磺吡啶的供者差别在抑制 BCRP 后消失，咪达唑仑的差别也在抑制 CYP 后消失。这些对照把供者差异分别联系到外排和代谢功能。
人体吸收还受肠液成分、体积、pH、渗透压、饮食及微生物群影响。作者指出，这些因素尚未完整纳入当前模型；本次供者比较主要反映培养上皮自身的功能差异。