全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 1 期 2011 年 1 月 • 96 •
• 药理与临床 •
6 个线型呋喃香豆素类化合物在人源肠 Caco-2 细胞模型的吸收转运研究
李苏宁，杨秀伟*
北京大学 天然药物及仿生药物国家重点实验室，北京大学药学院 天然药物学系，北京 100191
摘 要：目的 研究花椒毒酚（1）、花椒毒素（2）、欧前胡素（3）、异欧前胡素（4）、8-甲氧基异欧前胡素（蛇床灵，5）
和异茴芹素（6）6 个线型呋喃香豆素类化合物在人源肠 Caco-2 细胞单层模型的吸收特性。方法 应用人源结肠腺癌细胞系
Caco-2 细胞单层模型测试 6 个香豆素类化合物从绒毛面（AP 端）到基底面（BL 端）、BL 端到 AP 端 2 个方向的转运过程。
应用偶联紫外检测器的高效液相色谱法对上述 6 个香豆素进行定量分析，计算转运参数和表观渗透系数（Papp），并与阳性
对照药普萘洛尔和阿替洛尔进行比较。根据 1～6、补骨脂素（7）、佛手酚（8）、佛手酚葡萄糖苷（9）、佛手内酯（10）、紫
花前胡苷（11）、紫花前胡苷元（12）、前胡苷 V（13）、伞形花内酯（14）、甲氧基欧芹素（15）、当归醇-A（16）、当归醇-B
（17）在 Caco-2 细胞单层模型的吸收特性，总结这些香豆素类化合物结构、亲脂性与吸收的规律。结果 6 个香豆素类化合
物双向转运的 Papp值皆在 10−5 cm/s 数量级，与在 Caco-2 细胞单层模型上呈良好吸收的普萘洛尔的 Papp值在同一数量级，且
皆通过被动吸收机制通过 Caco-2 细胞单层。结论 6 个香豆素皆属于吸收良好的化合物。香豆素 1～17 的 lg Papp AP→BL与 lg D
（pH 7.35）呈显著 S 型相关，主要通过被动扩散机制吸收转运。
关键词：香豆素；Caco-2 细胞；肠吸收；花椒毒酚；花椒毒素；欧前胡素；异欧前胡素
中图分类号：R285.5 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2011)01 - 0096 - 07
Absorption and transportation characteristic of six linear furocoumarins
in a model of Caco-2 cell monolayer in human intestine
LI Su-ning, YANG Xiu-wei
State Key Laboratory of Natural and Biomimetic Drugs, Peking University, Department of Natural Medicines, School
of Pharmaceutical Sciences, Peking University, Beijing 100191, China
Abstract: Objective To study the absorption and transportation characteristic of xanthotoxol (1), xanthotoxin (2), imperatorin (3),
isoimperatorin (4), cnidilin (5), and isopimpinellin (6), which were classified as the linear type furocoumarins, in a model of Caco-2
cell monolayers in human intestinal epithelium. Methods Caco-2 (the human colon adenocarcinoma cell lines) cell monolayer was
used as an intestinal epithelial cell model. The permeability of the six coumarins from apical side (AP side) to basolateral side (BL side)
or from BL side to AP side was evaluated. The concentration of the six coumarins was measured by HPLC coupled with UV detector.
Transportation parameters and permeability coefficients (Papp) were then calculated, and Papp values were compared with the reported
values for model compounds, Propranolol and Atenolol. Based on the absorption and transportation characteristic of coumarins 1—6,
and psoralen (7), bergaptol (8), bergaptol-O-β-D-glucopyranoside (9), bergapten (10), nodakenin (11), nodakenetin (12), decuroside V
(13), umbelliferone (14), osthole (15), angelol-A (16), and angelol-B (17) in a model of Caco-2 cell monolayer, the relationship of
absorption and transportation with diversed chemical structures and lipophilicity was reviewed. Results In the Caco-2 cell monolayer
model, the Papp magnitudes of the linear furocoumarins 1—6 were 10−5 cm/s in the bi-directional transport, which was identical with
Propranolol. And the permeability of Caco-2 cell monolayer is mainly via passive absorption. Conclusion The above-mentioned
linear furocoumarins 1—6 are well-absorbed compounds. The results show that a significant Sigmoid dependence of permeability on
lg Papp AP→BL and lg D at pH 7.35 of all 1—17 furocoumarins can be absorbed across intestinal epithelial cells by passive diffusion
mechanism.
Key words: coumarin; Caco-2 cell; intestinal absorption; xanthotoxol; xanthotoxin; imperatorin; isoimperatorin

收稿日期：2010-04-25
基金项目：科技部“863”资助项目（2002AA2Z343C，2004AA2Z3783）；北京市科委资助项目（Z0004105040311）；国家自然科学基金（30672609）；
“十一五”国家科技支撑计划（2006BAI06A01-02）；天然药物及仿生药物国家重点实验室开放课题资助项目
作者简介：李苏宁（1984—），女，江苏人，北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室、北京大学药学院硕士研究生，硕士学位，主要研
究方向为天然药物化学和药物的 ADMET/Act 研究。Tel: (010) 82801569 Fax: (010) 82802724 E-mail: lisuning@yahoo.cn
*通讯作者 杨秀伟 Tel: (010) 82805106 Fax: (010) 82802724 E-mail: xwyang@bjmu.edu.cn
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香豆素类化合物是一个重要的天然产物类群，
在伞形科和芸香科植物中最为常见。香豆素有多种
药理活性，主要包括抗菌、抗癌、抗 HIV、抗凝血、
止血、平喘、祛痰、保护血管、治疗心绞痛和抗氧化
等。传统中药补骨脂、蛇床子、白芷、前胡、独活等
的主要药效成分皆是香豆素或其衍生物。中药多以
口服形式应用，其药效成分能否被人肠道吸收，是
决定其能否发挥生物学活性的重要因素之一[1]。在
对中药不同结构类型化学成分肠吸收的系统性评价
研究中，本课题组研究了倍半萜[2]、三萜[3-4]、黄酮[5]、
蒽醌[6]、生物碱[7-10]、含硫化合物[11]、柠檬苦素[12]等
类型化合物在人源肠 Caco-2 细胞单层模型[13]的吸
收转运，本研究选择花椒毒酚（xanthotoxol，1）、花
椒毒素（xanthotoxin，2）、欧前胡素（imperatorin，3）、
异欧前胡素（isoimperatorin，4）、8-甲氧基异欧前
胡素（蛇床灵，cnidilin，5）、异茴芹素（isopimpinellin，
6）6 个线型呋喃香豆素类化合物，应用 Caco-2 细
胞单层模型研究其吸收转运特性，并结合已报道的
补骨脂素（psoralen，7）、佛手酚（bergaptol，8）、
佛手酚葡萄糖苷（bergaptol-O-β-D- glucopyranoside，
9）、佛手内酯（bergapten，10）[14]、紫花前胡苷
（nodakenin，11）、紫花前胡苷元（nodakenetin，12）、
前胡苷 V（decuroside V，13） [15]、伞形花内酯
（umbelliferone，14）、甲氧基欧芹素（osthole，15）、
当归醇-A（angelol-A，16）、当归醇-B（angelol-B，
17）[16]在 Caco-2 细胞单层模型吸收转运的特性，总
结这些香豆素类化合物结构、亲脂性与吸收的规律。
化合物 1～17 结构见图 1。
O O
R1
R2
R1 R2
1 H OH
2 H OMe
3 H OCH2CH=C(CH3)2
4 OCH2CH=C(CH3)2 H
5 OCH2CH=C(CH3)2 OMe
6 OMe OMe
7 H H
8 OH H
9 Oglc H
10 OMe H
OO
R1
R2
O
R1 R2
11 C(CH3)2Oglc H
12 C(CH3)2OH H
13 C(CH3)2Oglc OH
O OR1
R2
R1 R2
14 OH H
15 OMe CH2CH=C(CH3)2
O OMeO
HO
O
H3C
OH
H3C
O
CH3
HH3C
O OMeO
HO
O
H3C
OH
H3C
O
CH3
CH3H
16
17
图 1 化合物 1～17 的化学结构
Fig. 1 Chemical structures of compounds 1—17
1 材料
1.1 细胞
Caco-2 细胞株（ATCC#HTB-37）购自美国
ATCC（American Type Culture Collection，Rockville，
MD）。
1.2 药品及主要试剂
受试化合物 1～6 皆由本课题组从木橘 Aegle
marmelos (L.) Correr[17]、独活 Angelica pubescens
Maxim. f. biserrata Shan et Yuan[18]、大活 Angelica
dahurica (Fisch.) Benth. et Hook.f. 、朝鲜当归
Angelica gigas Nakai[19]、羌活 Notopterygium incisum
Ting ex H. T. Chang[20]中分离得到，HPLC 检测其质
量分数皆＞99%。DMEM 培养基、Hank’s 缓冲溶液
（HBSS）、普萘洛尔、阿替洛尔、二甲基亚砜（DMSO）
均购自 Sigma 公司，胎牛血清（FBS）、非必需氨基
酸购自 Hyclone 公司，羟乙基哌嗪乙磺酸（HEPES）
购自北京赛尔曼生物公司，胰蛋白酶购自北京华美
生物工程公司，青霉素、链霉素购自华北制药集团，
Na2CO3、D-(+)-葡萄糖、乙二胺四乙酸（EDTA）购
自北京化学试剂公司，碱性磷酸酶（ALP）试剂盒
购自南京建成生物工程研究所，甲醇（色谱纯）购
自天津西华特种试剂厂，实验用三蒸水，12 孔聚碳
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酯膜转运板（Transwell）和 25、75 cm2 细胞培养瓶
购自 Corning Costar 公司（Cambridge，MA，美国）。
1.3 仪器
GALAXYB型CO2气体培养箱（英国RS Biotech
公 司 ）， Evom 细 胞 电 阻 仪 （ World Precision
Instrument，Sarasota，FL，美国），XDS—1 倒置显
微镜（重庆光电仪器总公司），GRX—9051B 型热空
气消毒箱（上海福玛实验设备有限公司），座式蒸汽
压力灭菌锅(上海龙杰机械装备有限公司），HZS—H
型恒温水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有
限公司），TGL—16C 型高速台式离心机（上海安亭
科学仪器厂）。DIONEX 高效液相色谱仪（HPLC）
系统（Dionex Co.，München，德国），包括 DIONEX
P680 型泵，UVD 170U 型检测器，Chromeleon Version
6.50 数据处理工作站。Dikma DiamonsilTM C18色谱柱
（250 mm×4.6 mm，5 μm），偶联 Dikma Easy Guard
C18 保护柱（20 mm×4.6 mm）；PALLAS 3.3.2.6
ADME/Tox 预测软件（CompuDrug Chemistry Ltd.）。
2 方法
2.1 培养液和缓冲溶液的配制
不完全 DMEM 培养液、完全 DMEM 培养液-10
和 -20 、 HBSS 平衡盐溶液、 PBS 缓冲溶液、
0.01%EDTA-PBS 溶液和 0.25%胰蛋白酶-PBS 溶液
的配制见文献方法[21]。
2.2 细胞培养和种板
按文献方法[20]标准操作规程，Caco-2 细胞生长
到汇合率 80%后传代，用 DMEM 悬浮细胞使最终
浓度为 1×105/mL；向 Transwell 的底端（basolateral，
BL）加入 1.5 mL 完全 DMEM-10 培养基，向顶端
（apical，AP）加入 0.5 mL 已充分混合的细胞混悬
液，放入 37 ℃恒温 CO2 气体培养箱中培养；第 2
天换 AP 端和 BL 端的培养液，分别为 0.5、1.5 mL；
第 3～7 天隔天换 AP 端和 BL 端的培养液，分别为
0.5、1.5 mL；第8～17天每天换AP端培养液0.5 mL，
隔天换 BL 端培养液 1.5 mL；第 18 天以后每天换
AP 端和 BL 端的培养液，分别为 0.5、1.5 mL。为
避免种板初期死细胞堵塞膜表面，种板后第 1、3
天换液时先换 AP 端的培养液；第 5 天以后为避免
细胞单层暴露在空气中时间过长，换液时先换 BL
端的培养液。本实验使用 Caco-2 细胞代数为 42～
58 代。
2.3 Caco-2 细胞单层完整性与转运能力试验
按标准操作规程[19]进行在 Caco-2 细胞单层模
型上呈良好吸收转运的阳性对照药普萘洛尔和难吸
收转运阳性对照药阿替洛尔的吸收转运试验。接种
的 Caco-2 细胞，分别在培养的第 6、11、16、21 天
用 HBSS 缓冲液洗细胞单层 2 次，用含钙 1.0
mmol/L、镁 0.5 mmol/L 和 0.5% Triton-100 的 PBS
溶解细胞，置冰浴上 1 h，12 000×g 离心 10 min，
取上清液，按 Lowry 法测定蛋白质的量。按 ALP
试剂盒说明书进行 Caco-2 细胞 ALP 活性试验，验
证 Caco-2 细胞单层完整性与转运能力。
2.4 HPLC 条件
受试化合物 1～6 的 HPLC 分析用 Dikma
DiamonsilTM C18 色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），
柱温为室温；进样量 20 μL；流动相为甲醇-水（80︰
20），体积流量 1 mL/min；受试化合物 1～4 的检测
波长 245 nm；化合物 5 和 6 的检测波长为 322 nm。
2.5 受试香豆素稳定性试验
按照实验设计，配制实验中最大浓度（150
μmol/L）受试香豆素化合物溶液，于 37 ℃水浴摇
床上按所设计的最长温育时间（180 min）温育，取
出后冷冻干燥，−20 ℃冰箱中保存 24 h，待处理。
2.6 吸收转运和外流试验
实验前分别将 6 个受试香豆素化合物溶于
DMSO 中配制成 10 mmol/L 储备液，用 HBSS 缓冲
液稀释至实验所设计浓度。选取细胞跨膜电阻＞500
Ω/cm2 的 Caco-2 细胞单层，根据实验设计，分别在
细胞单层两侧加入受试化合物和 HBSS 溶液（AP
端 0.5 mL，BL 端 1.5 mL），于 37 ℃恒温摇床（50
r/min）上温育。6 个香豆素吸收转运试验的终浓度
皆为 50 μmol/L（DMSO 终体积分数小于 0.5%）。按
实验设计时间点收集 BL 端或 AP 端的溶液，单孔
取点，每点平行 3 个孔。AP 端给药、BL 端取样分
析为吸收转运试验；BL 端给药、AP 端取样分析为
外流试验。当 AP 端给药时，给药侧 AP 端取样 0.40
mL，接受侧 BL 端取样 1.3 mL；当 BL 端给药时，
给药侧和接受侧分别取样 0.45 mL。所取样品冷冻
干燥，于−20 ℃冰箱中保存，待处理。
2.7 样品处理
将“2.5”、“2.6”项制得冷冻干燥样品从−20 ℃
冰箱中取出，分别加入不同量的甲醇，漩涡混匀后
超声溶解 20 min；在 12 000×g 条件下离心 10 min，
取上清液，按“2.4”项 HPLC 条件进行分析测定。
2.8 细胞摄入试验
“2.6”项取样全部结束后，小心移走转运孔中
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溶液，以冷的 HBSS 缓冲液洗涤 3 次，放置在−20 ℃
冰箱中冷冻保存 24 h 后室温复融、放置 24 h，如此
重复冻融 3 次，将附着在聚碳酯膜上的 Caco-2 细胞
取出，放在适量甲醇-水（70︰30）混合溶液中，旋
涡混匀后超声溶解 30 min，8 000×g 条件下离心 10
min，取上清，即得 Caco-2 细胞摄入分析样品，注入
HPLC 仪进行分析测定，计算受试香豆素在 Caco-2
细胞中的摄入量。转运试验结束时 AP 端、BL 端和
Caco-2 细胞中的摄入量之和为总回收量；总回收量
与加入的初始量之比为总回收率。
2.9 表观渗透系数（Papp）值计算和数据处理
受试香豆素在Caco-2细胞模型中的Papp值按公
式计算：Papp＝dQ/dt×1/A×1/C0，式中 Q（μmol/L）
是累积转运量，代表化合物在接收室出现的总量；
dQ/dt（μmol·L−1·s−1）是速率；C0 是化合物在给予室
的初始浓度，单位为（μmol·L−1·cm−3）；A（cm2）
是聚碳酯膜的表面积。每数据点为平行 3 孔的平均
值，用 sx ± 表示。
3 结果
3.1 分析方法的建立
分别精密称取化合物 1（1.9 mg）、2（2.5 mg）、
3（2.6 mg）、4（2.6 mg）、5（2.9 mg）、6（2.3 mg），
用 DMSO 溶解，并配成 10 mmol/L 浓度的储备液。
精密吸取 40 μL 储备液，用最后 1 次洗涤 Caco-2 细
胞单层的 HBSS 稀释至 4 mL，充分混匀后依次吸取
20、50、100、200、300、400、500、600、800、1 000
μL，分别用 HBSS 定容至 1 mL，制成浓度为 2、5、
10、20、30、40、50、60、80、100 μmol/L 的系列
溶液。冷冻干燥后，加甲醇定容至 1 mL，15 000×g
离心 10 min，取上清液，进样 20 μL，按“2.4”项
条件进行分析测定，以峰面积积分值（y）为纵坐标，
样品摩尔浓度（x）为横坐标，得线性回归方程：化
合物 1 为 y＝3.640 5 x－0.04（r2＝0.999 4，n＝3）；
化合物2为y＝2.707 3 x＋0.976 7（r2＝0.999 1，n＝3）；
化合物 3 为 y＝3.738 4 x＋2.698 2（r2＝0.999 1，
n＝3）；化合物 4 为 y＝4.573 6 x＋0.455 2（r2＝
0.999 2，n＝3）；化合物 5 为 y＝6.152 5 x＋2.998 3
（r2＝0.999 2，n＝3）；化合物 6 为 y＝6.927 9 x＋
2.362 2（r2＝0.999 1，n＝3）。线性范围皆为 2.00×
10−3～0.1 mmol/L。在“2.4”项色谱条件下，6 个香
豆素的保留时间（tR）见表 1。
3.2 回收率试验
AP 端给药，6 个香豆素给药浓度皆为 50
μmol/L。给药后 90 min，分别取 AP 端和 BL 端液，
按“2.6”项和“2.7”项方法处理，按“2.4”项条
件分析测定，计算回收率，化合物 1～6 的回收率
分别为 80.20%、98.10%、70.77%、87.54%、116.29%、
89.29%。除化合物 3 外，其他 5 个化合物在转运过
程中基本没有代谢转化、损失或吸附在细胞上，对
实验结果分析不会产生影响。在化合物 3 的分析检
测中发现在保留时间小于化合物 3 的时间处出现一
个小峰，是否为其代谢产物还需进一步实验确定。
3.3 最低检测限和定量限
按“2.4”项条件进行分析测定，得化合物 1～6
的最低检测限（μmol）分别为：0.27、1.09、3.00、
0.44、3.70、2.77；最低定量限（μmol）分别为：0.27、
1.34、3.65、0.85、5.36、4.06。
3.4 稳定性试验
HPLC 定量测定结果表明，所有 6 个受试香豆
素在 HBSS 缓冲液、在 37 ℃条件下皆稳定；重复
冻融 3 次，皆稳定。
3.5 Caco-2 细胞单层完整性与转运能力
本实验条件下，在 Caco-2 细胞单层模型呈良
好吸收转运的阳性对照药普萘洛尔的 Papp 值为
（2.46±0.28）×10−5 cm/s，符合文献报道值 2.75×
10−5 cm/s 数量级[21]；呈难转运的阳性对照药阿替洛
尔的 Papp 值为（2.34±0.09）×10−7 cm/s，符合文献报
道值 1.0×10−7 cm/s 数量级[21]。按试剂盒说明测定
ALP 活性，发现 Caco-2 细胞未完全汇合时不能水
解 ALP 底物对-硝基苯磷酸盐生成对-硝基苯酚，显
示 Caco-2 细胞没有 ALP 活性；细胞完全汇合，可水
解对-硝基苯磷酸盐生成对-硝基苯酚，具有 ALP 活
性，显示 Caco-2 细胞分化已基本完成。本实验所用
Caco-2 细胞培养 21 d 具有 ALP 活性，说明细胞分
化已经成熟。基于以上结果，判断所用 Caco-2 细胞
单层具有良好的紧密性、完整性和转运能力。
3.6 吸收转运试验
从 Transwell 的 AP 端或 BL 端给药，6 个香豆
素的给药浓度皆为 50 μmol/L。温育 90 min，分别
从给药端和接受端取液，从 AP 端到 BL 端和从 BL
端到 AP 端的 Papp 值见表 1。
3.7 时间动力学试验
6 个香豆素在给药浓度为 50 μmol/L 时，AP 端
给药，每 30 min 取样，共取至 180 min，各香豆素
的转运率见图 2；随时间变化吸收转运和外流的 Papp
值见图 3 和 4。
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3.8 浓度与吸收转运关系的研究
在 6 个香豆素中选择 4 个典型的化合物 1～4
进行浓度与吸收转运关系研究，10、25、50、100、
150 μmol/L 浓度的转运速率曲线见图 5 和 6。
3.9 香豆素 1～17 结构、极性与吸收关系的研究
根据本研究结果，并结合其他 11 个香豆素（7～
表 1 6 个香豆素在 Caco-2 细胞单层模型双向转运的 Papp值及其保留时间（n＝3）
Table 1 Bilateral Papp values of six coumarins in model of Caco-2 cell monolayer and their retention times（n＝3）
化合物 Papp AP→BL/(×10−5 cm·s−1) Papp BL→AP/(×10−5 cm·s−1) Papp AP→BL/Papp BL→AP lg D (pH 7.35) tR/min
1 2.65±0.14 2.63±0.13 1.01 1.48 4.26
2 3.43±0.24 3.97±0.18 0.86 2.17 4.93
3 2.38±0.07 2.14±0.13 1.11 3.70 8.27
4 3.43±0.22 3.44±0.12 1.00 3.70 5.82
5 1.75±0.10 1.22±0.05 1.43 2.07 9.88
6 1.41±0.01 1.20±0.07 1.18 2.82 11.85
lg D(pH 7. 35)：受试香豆素在 pH 7.35 时的表观分配系数
lg D (pH 7. 35): apparent partition coefficient of test coumarins at pH 7.35

图 2 6 个香豆素从 Caco-2 细胞单层模型 AP 端到
BL 端的转运率( 3=± n , sx )
Fig. 2 Kinetic curve of six coumarins transportion rate
in Caco-2 cell monolayer from AP to BL side
( 3=± n , sx )

图 3 6 个香豆素的 Papp AP→BL 值随时间变化曲线
( 3=± n , sx )
Fig. 3 Relationship of Papp AP→BL vs retention time
for six coumarins ( 3=± n , sx )

图 4 6 个香豆素的 Papp BL→AP值随时间变化曲线
( 3=± n , sx )
Fig. 4 Relationship of Papp BL→AP vs tR
for six coumarins ( 3=± n , sx )

图 5 4 个香豆素在不同浓度从 AP 到 BL 端的转运速率
( 3=± n , sx )
Fig. 5 Transportation rate of four coumarins with different
concentrations from AP to BL side ( 3=± n , sx )
2
4
1
3
5
6
0 50 100 150 200
t/min
60

40

20

0
P a
pp
B
L→
A
P
/(×
10
−6
c
m
·s−
1 )

0 50 100 150
转
运
速
率
/(×
10
−4
n
m
ol
·s−
1 )

80
60

40

20

0
2
4
3
1
C/(μmol·L−1)
4
2
1
5
3
6
t/min
60

40

20

0
P a
pp
A
P→
B
L/
(×
10
−6
c
m
·s−
1 )

0 50 100 150 200
5
4
0 50 100 150 200
60

40

20

0
2
1
3
6
t/min
转
运
率
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中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 1 期 2011 年 1 月 • 101 •
17）[14-16]在 Caco-2 细胞单层模型的吸收转运，判断
它们的吸收转运机制主要为跨细胞被动扩散，这些
香豆素的生物膜通透性应仅与其本身的物理化学特
性，如亲脂性、分子大小等相关。亲脂性主要衡量
指标是表观分配系数 lg D（pH 7.35）。以 Papp AP→BL
的对数值对 lg D（pH 7.35）作图，得图 7。


图 6 4 个香豆素在不同浓度从 BL 到 AP 端的转运速率
( 3=± n , sx )
Fig. 6 Transportation rate of four coumarins with different
Concentrations from BL to AP side ( 3=± n , sx )

图 7 香豆素 1～17 的吸收与极性的关系
Fig. 7 Relationship of lg Papp AP→BL vs lg D (at pH 7.35)
for coumarins 1—17
4 讨论
本研究探讨了花椒毒酚、花椒毒素、欧前胡素、
异欧前胡素、8-甲氧基异欧前胡素以及异茴芹素 6
个线型呋喃香豆素类化合物在人源肠 Caco-2 细胞
单层模型中的吸收特性。吸收转运和外流试验结果
表明，6 个香豆素的 Papp值皆在 10−5 cm/s 数量级，
与阳性对照药普萘洛尔比较可判断其皆为吸收良好
的化合物[21]。根据文献报道[22]可预测它们在人体的
口服吸收顺序为：花椒毒素、异欧前胡素＞花椒毒
酚、欧前胡素＞8-甲氧基异欧前胡素、异茴芹素。
化合物透过 Caco-2 细胞单层时主要受分子亲脂性、
亲水性以及分子大小等因素影响，花椒毒酚比花椒
毒素少一个甲基，花椒毒素又比欧前胡素侧链碳链
短，所以它们的极性逐渐减小，吸收渐好。异欧前
胡素与欧前胡素相对分子质量大小相等，有相同的
取代基，但在母核上的连接位置不同，所以可能因
为空间结构的关系，异欧前胡素的肠吸收能力较好。
8-甲氧基异欧前胡素比异欧前胡素多一个甲氧基，
极性减小，吸收更好。
6 个香豆素类化合物双向转运的 Papp 值比值皆
在 0.8～1.5，提示它们的吸收和外流能力相近，可
推测它们在 Caco-2 细胞模型中的吸收没有载体转
运参与，即此系列香豆素在 Caco-2 细胞模型中的转
运途径可能主要为单纯的透细胞被动转运。
在各化合物时间-转运率图中，6 个化合物在
120 min 后皆出现了曲线斜率的轻微下降，这是由
于随着吸收转运时间增加、药物的不断透过，Caco-2
细胞单层两侧的浓度差不断减小，使以浓度梯度为
动力的被动扩散有所减弱。
从图 3 和 4 可以看出，6 个香豆素类化合物在
时间动力学研究中的 Papp 值顺序是花椒毒素、异欧
前胡素＞花椒毒酚＞8-甲氧基异欧前胡素＞欧前胡
素＞异茴芹素，与单点单浓度实验中测定的结果基
本一致。花椒毒酚、花椒毒素和异欧前胡素的 Papp
值皆随温孵时间的增加而呈减小趋势，说明它们的
转运速率随时间降低。这种情况可能因为在转运初
期，Caco-2 细胞单层两端化合物的浓度差异较大，
随着温育时间的增加，化合物的透过量增加，使得
膜两侧的浓度差降低，因此以浓度梯度为动力的跨
膜过程减慢。这个结果亦可以说明受试香豆素是通
过被动扩散机制进行转运的。而欧前胡素、8-甲氧
基异欧前胡素和异茴芹素的 Papp 数值相对较小，转
运速率较低，可认为它们的转运速率基本未发生变
化。因为转运速率低的缘故，双向浓度差的变化亦
不会太大，所以仍可判断其为被动扩散。
在 6 个香豆素中选择其中 4 个化学结构比较典
型的进行浓度与吸收转运关系的研究，发现它们随
浓度增加，吸收和外流速率皆呈线性增加，没有出
现饱和现象。进一步证明这 4 个香豆素在双向透过
肠壁细胞时皆无载体介导，转运方式为浓度梯度驱
动的被动扩散。
从图 7 结果可以判断，lg D 值从−1.0～4.0 内，
香豆素 1～17 的 lg Papp AP→BL与 lg D 呈显著的 S 型

2
4
1
3
0 50 100 150
C/(μmol·L−1)
转
运
速
率
/(×
10
−4
n
m
ol
·s−
1 )
60

40

20

0
lg D (pH 7.35)
−1 0 1 2 3 4
−4.5
−5.0
−5.5
−6.0
−6.5
−7.0
lg
P
ap
p
A
P→
B
L
r＝0.976
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1516 17
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相关（r＝0.976），完全符合文献报道的 S 型依赖关
系（Sigmoid dependence）[23]。对于被动扩散机制转
运的化合物和（或）药物而言，只要亲脂性为中等
程度以上即 lg D（pH 7.35）＞1.5，其渗透性即可达
到渗透性良好的平台区。这提示在筛选类药化合物
时，可以选择脂溶性中等的化合物，在满足较好渗
透性的同时还可兼顾溶解度。因为脂溶性越大其溶
解度越小，同样会影响化合物在体内的吸收。
从结构角度考虑，吸收较差的 3 个化合物皆为
香豆素的葡萄糖苷。由于引入了葡萄糖基导致了其
亲水性较强而亲脂性较差，因此它们的生物膜通透
性较差亦在意料之中。但是考虑到这些香豆素葡萄
糖苷类化合物的水溶性较好，加上口服之后它们会
被肠上皮细胞或者肠内菌所分泌的葡萄糖苷水解酶
水解而释放出香豆素苷元，同样可以被很好的吸收
而发挥药效。
总之，通过本研究，明确了受试的 6 个线型呋
喃香豆素皆属于良好吸收的化合物，预测其主要通
过小肠上皮细胞被动吸收进入体内。结合本课题组
已有的研究成果，总结出 17 个香豆素物化参数与吸
收的关系，以上结论将进一步完善香豆素类化合物
结构与吸收关系的研究，并为构建相关的预测模型
和计算机高通量预测其体内吸收提供了科学依据。
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