腸管上皮細胞の物質輸送・透過特性に影響する食品因子の解析

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ヒト結腸癌由来培養細胞Caco-2を用い、腸管での輸送/透過というプロセスを短期的(Shrt-term),あるいは長期的(Long-term)に調節するような食品由来因子の検索を行った。まず透過性膜上に単層培養したCaco-2をユッシングチャンバーにセットし,粘膜側に糖,アミノ酸,ペプチドなどの栄養素を添加した時の粘膜側と基底膜側の間に生じる電位差や短絡電流の測定装置を構築した。また,細胞層の電気抵抗(R)や螢光物質透過量の測定から細胞間経路による物質透過性変化を観察した。Caco-2では,培養日数の経過に伴い,密着結合が形成されてRが上昇するとともに,ペプチドの輸送活性や刷子縁膜酸素活性が上昇した。Caco-2の機能をlong-termに調節する因子を食品中から検索するために、Caco-2の無血清培養を試みた結果,Caco-2は無血培地でもほぼ同様の増殖性を示した。この無血清培養Caco-2細胞(Caco-2-SF)は,刷子縁膜酵素やペプチド輸送担体を発現していることも認められた。しかし,Caco-2-SF細胞層のRは著しく低下し,物質透過性の増大が観察されるとともに,粘膜側から基底膜側への栄養素の輸送がほとんど行われなくなることが見出された。このようなCaco-2-SF細胞層におけるRの低下,透過性の増大などは血清の添加などにより回復することから,本細胞は腸管上皮における細胞間コミュニケーション,吸収機能,透過性などを調節する因子の研究に有用なものであると考えられた。long-termの因子に対し,細胞に直接作用して,直ちに腸管の吸収〜透過性をモジュレートするshort-termの因子についても検討することにした。透過性膜上に培養した通常のCaca-2粘膜側に試料を加え,直ちにRの変化を測定するという実験系を用いて各種の食品素材を分析した結果,ある種の野菜,果実の抽出物中にRを変化させる活性が見出され,細胞間ジャンクションの構造変化を短時間で誘起する食品成分の存在が示唆された。