抗生素通过体外Caco-2模型抑制肠道胆汁酸重吸收的机制研究

本研究针对抗生素干扰胆汁酸肠肝循环的关键问题，采用Caco-2体外转运模型系统，揭示了林可霉素、链霉素、万古霉素和妥布霉素对结合型胆汁酸（TCA/TCDCA/GCA/GCDCA）转运的差异化抑制作用。结果表明，妥布霉素通过预暴露抑制ASBT（顶端钠依赖性胆汁酸转运体）表达，而共暴露时四类抗生素均显著降低TCDCA/GCDCA转运活性（Papp 下降30-60%），为阐释抗生素致胆汁酸代谢紊乱的分子机制提供了新方法学（NAM）策略。

　　

论文解读
胆汁酸作为胆固醇代谢的关键产物，其肠肝循环效率直接影响脂质吸收与肠道菌群平衡。然而，临床广泛使用的抗生素可能通过未知途径干扰这一精密系统——既往研究发现，接受氨基糖苷类抗生素治疗的患者粪便中结合型胆汁酸水平异常升高，但具体机制尚未阐明。这一科学盲区不仅关乎药物安全性评估，更与抗生素相关性腹泻、炎症性肠病（IBD）等疾病的发病机制密切相关。

针对这一挑战，荷兰瓦赫宁根大学毒理研究所团队在《Toxicology in Vitro》发表的研究中，创新性地采用分化Caco-2细胞Transwell模型（模拟肠道上皮屏障），系统评估了四种结构迥异的抗生素（林可霉素、链霉素、万古霉素、妥布霉素）对胆汁酸转运的动态影响。研究通过预暴露（48小时）和共暴露实验设计，结合LC-MS/MS精准定量技术，首次揭示了抗生素对胆汁酸转运的双重抑制机制：既可通过干扰核糖体蛋白合成间接下调转运体表达，又能直接竞争性阻断转运蛋白功能。

关键技术方法
研究团队建立分化Caco-2细胞单层（TEER>500 Ω×cm²
），通过WST-1法验证抗生素细胞安全性后，采用两种暴露模式：预暴露（模拟长期给药效应）采用源自28天大鼠实验的等效浓度（如妥布霉素45 mM）；共暴露（模拟急性相互作用）则统一测试5 mM浓度。胆汁酸转运活性通过表观渗透系数（P_app
）量化，LC-MS/MS检测basolateral室中TCA/TCDCA/GCA/GCDCA浓度，37℃与4℃对照实验区分主动/被动转运机制。

研究结果
3.1 细胞活性与屏障完整性
所有测试浓度下抗生素均未引起细胞毒性（存活率>85%），TEER值稳定维持，排除膜完整性破坏对转运结果的干扰。

3.3 预暴露的差异化效应
仅妥布霉素预处理显著降低所有胆汁酸转运活性（P_app
下降50-70%），提示其独特地通过抑制核糖体功能减少ASBT蛋白合成。其他抗生素在等效剂量下无此效应，但5 mM统一浓度时四者均无抑制作用，证实浓度依赖性。

3.6 共暴露的广谱抑制
共暴露实验中，四类抗生素均选择性抑制二羟基胆汁酸（TCDCA/GCDCA）转运（P_app
降低35-65%），效力排序为万古霉素>妥布霉素≈链霉素>林可霉素。37℃转运完全抑制而4℃无转运的现象，确证ASBT介导的主动转运主导过程。

讨论与意义
该研究突破性地揭示抗生素干扰胆汁酸稳态的双轨机制：氨基糖苷类妥布霉素通过"核糖体-ASBT"轴间接调控转运体丰度，而所有测试抗生素均可直接竞争性阻断转运蛋白功能。这一发现合理解释了临床观察中抗生素导致的粪便胆汁酸谱异常——特别是二羟基胆汁酸排泄增加的现象。

从转化医学视角，研究建立的Caco-2 NAM（新方法学）模型为预测药物胆汁酸代谢干扰潜力提供了高效平台。值得注意的是，万古霉素在临床相关浓度（0.7 mM）即显示显著抑制效应，提示其对术后患者胆汁酸代谢的潜在风险需重点关注。未来研究可进一步结合PBK（生理药代动力学）模型，量化不同给药方案下抗生素对肠道胆汁酸重吸收的动态影响，为个性化用药提供理论依据。