Nuôi cấy đồng thời tế bào gan với các dòng tế bào tương tự biểu mô: Biểu hiện hoạt động chuyển hóa thuốc của tế bào gan

Cell Biology and Toxicology - Tập 7 - Trang 1-14 - 1991
M. Teresa Donato1, José V. Castell1, M. José Gómez-Lechón1
1Unidad de Hepatología Experimental, Centro de Investigación, Hospital La Fe, Servicio Valenciano de Salud, Valencia, Spain

Tóm tắt

Để cải thiện sự biểu hiện lâu dài của các hoạt động chuyển hóa thuốc trong tế bào gan, chúng tôi đã khảo sát sự phù hợp của một số dòng tế bào tương tự biểu mô (MDCK, MS và L-132) để hỗ trợ các nuôi cấy đồng thời chức năng với tế bào gan chuột. Các tế bào được chọn dựa trên khả năng tương thích với tế bào gan, khả năng hình thành lớp tế bào đơn ổn định trong điều kiện không có huyết thanh và thiếu các hoạt động chuyển hóa thuốc. Sự biểu hiện của các yếu tố riêng lẻ trong hệ thống chuyển hóa được đánh giá trong các nuôi cấy đồng thời này. Tế bào gan được nuôi cấy đồng thời vẫn giữ được tính khả thi và có hình dạng đa giác điển hình trong hơn một tuần. Tùy thuộc vào dòng tế bào được sử dụng, mức độ hoạt động của aryl hydrocarbon hydroxylase và 7-ethoxycoumarin O-deethylase ở tế bào gan đồng nuôi biến đổi từ 24% đến 47% giá trị ban đầu sau 4 ngày nuôi cấy. Mức độ hoạt động monooxygenase cao nhất được phát hiện ở tế bào gan đồng nuôi với tế bào MS (41-47%). Ngược lại, các hoạt động này giảm xuống còn 6% khi các tế bào gan được duy trì trong nuôi cấy thuần khiết trong cùng thời gian. Các hoạt động của các enzyme kết hợp UDP-glucuronyltransferase và glutathione S-transferase được duy trì gần như ở mức ban đầu trong suốt thời gian nghiên cứu, cả trong nuôi cấy thuần và hỗn hợp, bất kể dòng tế bào được sử dụng. Tế bào MS thích nghi tốt hơn nhiều với điều kiện nuôi cấy không có huyết thanh, và việc nuôi cấy đồng thời với tế bào gan chuột cũng dễ thực hiện hơn về mặt kỹ thuật. Sau một tuần, tổng lượng cytochrome P450 và glutathione khử trong nuôi cấy đồng thời tế bào gan chuột/MS đạt 31% và 127% tương ứng so với giá trị ngày O, trong khi chúng không thể phát hiện trong nuôi cấy thuần. Một sự kích thích rõ rệt về hoạt động monooxygenase do methylcholanthrene, phenobarbital và ethanol có thể được quan sát từ ngày thứ 5 trong các nuôi cấy đồng thời tế bào MS/tế bào gan. Thực tế rằng các kết quả của công việc của chúng tôi cho thấy sự phù hợp của tế bào MS, một dòng tế bào có nguồn gốc từ biểu mô, để cải thiện sự biểu hiện của các enzyme chuyển hóa của tế bào gan nuôi cấy mở ra những khả năng mới trong việc đơn giản hóa các nuôi cấy đồng thời để sử dụng trong nghiên cứu chuyển hóa thuốc.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

BEGUE, J., GUGUEN-GUILLOUZO, C., PASDELOUP, N. and GUILLOUZO, A. (1984). Prolonged maintenance of active cytochrome P-450 in adult rat hepatocyte co-cultured with another liver cell type. Hepatology 4:839–842.

BISSELL, D.M., ARENSON, D.M., MAHER, J.J. and ROLL, F.G. (1987). Support of cultured hepatocytes by a laminin-rich gel. Evidence for a functionally significant subendothelial matrix in normal rat liver. J. Clin. Invest. 79:801–812.

BISSELL, D.M. and GUZELIAN, P.S. (1979) Ascorbic acid deficiency and cytochrome P-450 in adult rat hepatocytes in primary monolayer culture. Arch. Biochem. Biophys. 192:569–576.

CLEMENT, B., GUGEN-GUILLOUZO, C., CAMPION, J.P., GLAISE, D., BOUREL, M. and GUILLOUZO, A. (1984). Long-term co-cultures of adult human hepatocytes with rat liver epithelial cells: modulation of elbumin secretion and accumulation of extracellular material. Hepatology 4:373–380.

DECAD, G.M., HSIEH, D.P.H., BYARD, J.L. (1977). Maintenance of cytochrome P-450 and metabolism of aflatoxin B1 in primary hepatocyte cultures. Biochem. Biophys. Res. Commun. 78:279–287.

DICKINS, M., PETERSON, R.E. (1980). Effects of a hormone-supplemented medium on cytochrome P-450 content and monooxygenase activities of rat hepatocytes in primary culture. Biochem. Pharmacol. 29:1231–1238.

DONATO, M.T., CASTELL, J.V. and GOMEZ-LECHON, M.J. (1990). Prolonged expression of biotransformation activities of rat hepatocytes co-cultured with established cell lines. Toxic. In Vitro 4:461–466.

GOMEZ-LECHON, M.J. and CASTELL, J.V. (1983). The role of fetal calf serum during the first stages of hepatocyte culture. In: Hormonally defined media. A tool in cell biology (A. Fisher and R.J. Wieseer, eds.), pp. 340–343. Springer-Verlag, Berlin.

GOMEZ-LECHON, M.J., LOPEZ, P. and CASTELL, J.V. (1984). Biochemical functionality recovery of hepatocytes after deep-freezing storage. In Vitro 20:826–832.

GOULET, F., NORMAND, C. and MORIN O. (1988). Cellular interactions promote tissue-specific function, biomatrix deposition and junctional communication of primary cultured hepatocytes. Hepatology 8:1010–1018.

GREENLEE, W.F. and POLAND, A. (1978). Mainitenance and reversibility of active albumin secretion by adult rat of hepatic enzyme activity in C547 BL/6J and DBA/2J mice by phenobarbital, 3-methylcholanthrene and 2,3,7,8-tetrachlorobenzo-p-dioxin. J. Pharmacol. Exp. Ther. 205:569–605.

GUGUEN-GUILLOUZO, C., CLEMENT, B., BAFFET, G., BEAUMONT, C., MORELCHANY, E., GLAISE, D. and GUILLOUZO, A. (1983). Maintenance and reversibility of active albumin secretion by adult rat hepatocytes co-cultured with another liver epithelial cell type. Exptl. Cell. Res. 143:47–54.

GUZELIAN, P.S. and BISSELL, D.M. (1976) Effect of cobalt on synthesis of heme and cytochrome P-450 in the liver liver. Studies of adult rat hepatocytes in primary monolayer and in vivo. J. Biol. Chem. 251:4421–4427.

HABIG, W.H. and JAKOBY, W.B. (1981). Assays for differentiation of glutathione S-transferases. In: Methods in Enzymology (P.S. Colowick and N.O. Kaplan, eds.) vol. 77, pp. 398–405. Academic Press, New York.

HISSIN, P.J. and HILF, R. (1976). A fluorimetric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Anal. Biochem. 274:214–226.

HOLME, J.A. (1985). Xenobiotic metabolism and toxicity in primary monolayer cultures of hepatocytes. NIPH Annals 8:49–63.

HOLME, J.A., SODERLUND, E. and DYDING, E. (1983). Drug metabolism activities of isolated rat hepatocytes in monolayer culture. Acta Pharmacol. Toxicol. 52:348–356.

JONGEN, W.M.F., SIJTSMA, S.R., ZWIJSEN, R.M.L. and TEMMINK, J.H.M. (1987). A co-cultivation system consisting of primary chick embryo heepatocytes and V79 Chinese hamster cells as a model for metabolic cooperation studies. Carcinogenesis 8:767–772.

KURI-HARCUCH, W. and MENDOZA-FIGUEROA, T. (1989). Cultivation of adult rat hepatocytes on 3T3 cells: expression of various liver differentiated functions. Differentiation 41:148–157.

LANGENBACH, R., MALICK, L., TOMPA, A., KUSZYNSKI, C., FREED, H., and HUBERMAN, E. (1979). Maintenance of adult rat hepatocytes on C3H/1OT1/2 cells. Cancer Res. 39:3509–3514.

LILIENBLUM, W., WALI, A.K. and BOCK, K.W. (1982). Differential induction of rat liver microsomal UDP-glucuronyltransferase activities by various inducing agents. Biochem. Pharmacol. 31:907–913.

LOWRY, O.H., ROSENBROUGH, N.J., FARR, A.L. and RANDALL, R.J. (1951). Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem. 193:265–275.

MAIER, P. (1988). Development of in vitro toxicity tests with cultures of freshly isolated rat hepatocytes. Experientia 44:807–817.

MICHALOPOULOS, G., SATTLER, G.L. and PITOT, H.C. (1976). Maintenance of microsomal cytochrome b5 and P-450 in primary cultures of parenchymal liver cells on collagen membranes. Life Sci. 18:1139–1144.

MICHALOPOULOS, G., RUSELL, F. and BILES, C. (1979). Primary cultures of hepatocytes on human fibroblasts. In Vitro 15:796–806.

MORIN, O. and NORMAND, C. (1986). Lont-term maintenance of hepatocyte functional activity in co-culture: Requirements for sinusoidal endothelial cells and dexamethasone. J. Cell. Physiol. 129:103–110.

NEBERT, D.W. and GELBOIN, H.V. (1968). Substrate-inducible microsomal aryl hydroxylase in mammalian cell culture. J. Biol. Chem. 243:6242–6249.

OMURA, T. and SATO, R. (1964). The carbon monoxide-binding pigment of liver microsomes. J. Biol. Chem. 239:2370–2378.

PAINE, A.J. and HOCKIN, L. (1980). Nutrient imbalance causes the loss of cytochrome P-450 in liver cell culture: Formulation of culture media which maintain cytochrome P-450 at in vivo concentrations. Biochem. Pharmacol. 29:3215- 3218.

PAINE, A.J., VILLA, P. and HOCKIN, L. (1980). Evidence that ligand formation is a mechanism underlying the maintenance of cytochrome P-450 in rat liver cell culture. Potent maintenance by metyrapone. Biochem. J. 188:937–939.

RAINE, A.J., WILLIAMS, L.J. and LEGG, R.F. (1979). Apparent maintenance of cytochrome P-450 by nicotinamide in primary cultures of rat hepatocytes. Life Sciences 24:2185–2192.

REID, L.M., NARITA, M., FUJITA, M., MURRAY, Z., LIVERPOOL C. and ROSENBERG, L. (1986). Matrix and hormonal regulation in liver cultures. In: Research in isolated and Culture Hepatocytes (A. Guillouzo and C. Guguen-Guillouzo, eds.), pp. 225–258. John Libbey Eurotext Ltd./INSERM, London.

SAWADA, N., TOMOMURA, A., SATTLER, C.A., SATTLER, G.L., KLEINMAN, H.K. and PITOT, H.C. (1987). Effects of extracellular matrix components on the growth and differentiation of cultured rat hepatocytes. In Vitro Cell. Dev. Biol. 23:267–273.

SCHUETZ, E.G., LI, D., OMIECINSKI, C.J., MULLER-EBERHARD, U., KLEINMAN, H.K., ELSWICK, B. and GUZELIAN, P.S. (1988). Regulation of gene expression in adult rat hepatocytes cultured on a basement membrane matrix. J. Cell. Physiol. 134:309–323.

SUOLINNA, E.M. (1982). Isolation and culture of liver cells and their use in the biochemical research of xenobiotics. Med. Biol. 60:237–254.

TURNER, N.A., WILSON, N.M., JEFCOATE, C.R. and PITOT, H.C. (1988). The expression and metabolic activity of cytochrome P-450 isozymes in control and phenobarbital-induced primary cultures of rat hepatocytes. Arch. Biochem. Biophys. 263:204–215.

VANDENBERGHE, Y., RATANASAVANH, D., GLAISE, D. and GUILLOUZO, A. (1988). Influence of medium composition and culture conditions on glutathione S-transferase activity in adult rat hepatocytes during culture. In Vitro Cell. Develop. Biol. 24:281–288.

WARREN, M., FRY, J.R. and BALLS, M. (1985). The effect ofgglucose, insulin and dexamethasone upon 7-ethoxycoumarin O-deethylase activity of adult rat hepatocytes in primary culture. Xenobiotica 15:775–779.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Cell Biology and Toxicology

Tập 7

1-14

Thông tin tác giả