出てくる用語については、以下のようになります。
・Caco-2 細胞単層：ヒト結腸がん由来のCaco-2細胞を多孔性フィルター上で培養し、小腸上皮細胞のような機能を持つ単層の細胞膜を再現したモデル
・タイトジャンクション：上皮細胞同士を機械的に繋ぐことでバリアを形成し、腸内細菌や病原菌、毒素といった外来異物の侵入を防ぐ重要な役割を担っている。
Caco-2 細胞単層におけるタイトジャンクションの完全性に対するニコチンの in vitro 効果
doi.org/10.1016/j.fct.2007.02.021 2007/02/24
The effect of nicotine in vitro on the integrity of tight junctions in Caco-2 cell monolayers
要約
潰瘍性大腸炎は、上皮バリアの障害とタイトジャンクションの変化を特徴とし、その結果、腸管透過性が亢進する。喫煙者では潰瘍性大腸炎の発症頻度は低く、喫煙は傍細胞透過性を低下させると報告されている。
そこで本研究の目的は、タバコの主成分であるニコチンとその代謝物が、Caco-2細胞単層におけるタイトジャンクションの完全性に及ぼす影響を明らかにすることだ。
Caco-2タイトジャンクションの完全性は、様々な濃度のニコチンまたはニコチン代謝物で 48時間処理した後、経上皮電気抵抗（TER）を測定し、蛍光マーカーであるフルオレセイン （蛍光色素）の光束を追跡することで解析した。
経上皮電気抵抗は、48時間後には 0.01～10μMのニコチン濃度すべてにおいて対照群と比較して有意に高く、12時間後と24時間後には 0.01μM、0.1μMと10μMのニコチンにおいて対照群と比較して高かった。フルオレセインフラックスの結果は経上皮電気抵抗アッセイの結果を裏付けた。
試験したすべてのニコチン代謝物の経上皮電気抵抗測定値も、24時間および 48時間のみで高かった。
ウェスタンブロット解析 （特定のタンパク質を検出する方法）では、ニコチンがタイトジャンクションタンパク質であるオクルディン （膜貫通型タンパク質）およびクローディン-1 （重要な膜タンパク質）の発現をアップレギュレーションすることが示された。
総合的に見て、喫煙者の血中で報告されている濃度に相当するニコチンおよびその代謝物は、タイトジャンクションの完全性を有意に改善し、ひいては腸管上皮透過性を低下させると考えられる。
我々は、in vitro試験において、ニコチンが腸管上皮透過性を低下させる作用が、その代謝物よりも強力であることを示した。
この腸管バリアの強化は、タイトジャンクションの形成に関連するクローディン1およびオクルディンタンパク質の発現増加の結果である可能性があると推測している。これらの知見は、ニコチン治療、そして喫煙が腸管上皮透過性を低下させる作用機序を説明する一助となる可能性がある。