犬类十二指肠、空肠上段与回肠隐窝来源细胞分化条件的优化及其在药物转运与代谢中的种属差异研究

为解决犬类与人类在药物吸收代谢中的种属差异问题，研究人员通过建立犬小肠3D球体培养模型，对比了四种分化条件（BM/BM+EGF/ENR-LLI/ENR-ALI）对CYP3A、P-gp和BCRP活性的影响。研究发现ALI（气液界面）培养能更好模拟体内环境，证实了犬肠道不同区段的酶活差异，为跨物种药物研发提供了重要体外模型。

　　

在药物开发领域，犬类作为重要的非临床实验动物，其肠道对药物吸收代谢的特性与人类存在显著差异。例如，CYP3A（细胞色素P450 3A）和P-gp（P-糖蛋白）等关键酶和转运体的活性差异，直接影响着药物如咪达唑仑的肠道可用性(F_g)。然而，传统研究缺乏能精确模拟犬肠道功能的体外模型，这阻碍了跨物种数据的外推。

为解决这一难题，东京大学等机构的研究人员从比格犬的十二指肠、空肠上段和回肠中提取隐窝细胞，建立了三维(3D)球体培养体系。通过四种分化条件（基础培养基BM、BM+EGF、ENR-LLI液液界面和ENR-ALI气液界面）的对比，系统评估了CYP3A、P-gp和BCRP的活性差异。研究采用跨上皮电阻(TEER)和表观渗透系数(P_app)等指标，结合咪达唑仑的肠道可用性验证模型的可靠性。

关键技术方法
研究利用比格犬（1岁10月龄雄性）的肠道组织建立3D球体，通过Matrigel?培养扩增隐窝细胞。采用四种分化条件形成二维单层，通过TEER测量、荧光黄渗透实验及特异性底物（如咪达唑仑测CYP3A）评估功能。ALI培养通过移除顶端培养基实现。

研究结果

Establishment of the Dog Spheroids
十二指肠、空肠和回肠来源的球体在48-72小时达到最大尺寸，生长模式相似，证实了区域特异性培养的可行性。

Differences in Monolayer Morphology
ALI条件下TEER值（102-125 Ω·cm²）显著低于BM+EGF和ENR-LLI（911-1,106 Ω·cm²），但荧光黄的P_app无差异。ALI和BM-LLI显著提升CYP3A、P-gp和BCRP活性，其中咪达唑仑的F_g（0.23-0.27）与体内数据（0.15）高度吻合。

Discussion
ALI培养更接近体内形态，成功揭示了十二指肠CYP3A活性低于其他区段的区域差异。P-gp和BCRP活性在10天内保持稳定，证实模型的持久性。该研究首次建立了可量化评估犬肠道酶和转运体活性的平台，为预测药物跨物种吸收提供了新工具。

结论与意义
该研究不仅填补了犬类肠道体外模型的空白，更通过ALI培养优化，实现了对药物代谢关键参数（如F_g）的精准预测。发现的不同肠段酶活差异（如十二指肠CYP3A低表达）为解释种属差异提供了机制线索。未来可扩展至其他犬种和物种，推动跨物种药物研发的标准化。论文发表于《Drug Metabolism and Disposition》，为转化药理学研究树立了新标杆。