SH-SY5Y

SH-SY5Yは、科学研究に用いられるヒト由来細胞株です。この細胞株がサブクローニングされた元の細胞株であるSK-N-SHは、神経芽腫を患う4歳女児の骨髄生検から単離されました。SH-SY5Y細胞は、神経機能および分化のin vitroモデルとしてしばしば用いられています。これらの細胞はアドレナリン作動性の表現型を示すだけでなく、ドーパミン作動性マーカーも発現するため、パーキンソン病、神経新生、その他の脳細胞特性の 研究に用いられています。

歴史

SH-SY5Yは、ジューン・ビードラーの研究室によってSK-N-SHと呼ばれる骨髄生検由来の細胞株からクローン化され 、1973年に初めて報告されました。[ 1 ] SK-N-SHの神経芽細胞様サブクローンであるSH-SYは、SH-SY5としてサブクローン化され、さらに3回目のサブクローン化によってSH-SY5Y細胞株が作製されました。この細胞株は1978年に初めて報告されました。[ 2 ]クローニングの過程では、ニューロン様特性を示す個々の細胞またはクラスターが選別されました。SH-SY5Y細胞株は遺伝的に雌性で、X染色体を2本持ち、Y染色体を持たず、これは4歳の雌に由来することから予想される通りです。

形態学

細胞は通常、組織培養で2つの異なる方法で増殖する。培地に浮遊する細胞塊に増殖する細胞もあれば、皿に付着する細胞塊を形成する細胞もある。SH-SY5Y細胞は、in vitroにおいて神経芽細胞様細胞と上皮様細胞の2つの表現型間を自発的に相互変換することができるが、このプロセスの根底にあるメカニズムは解明されていない。[ 3 ]しかし、その形態と神経細胞系統に沿って細胞を分化させる能力を考えると、この細胞株はN型（神経細胞）であると理解されている（SK-N-SHから派生したS型のSH-EPサブクローン化細胞株とは対照的）。[ 4 ]これらの付着した塊からは、短い棘状の神経突起様突起を持つ細胞が遊走する。SH-SY5Y細胞は異常な1番染色体を有し、1qセグメントの追加コピーがあり、トリソミー1qと呼ばれる。 SH-SY5Y細胞は、ドーパミンβ水酸化酵素活性、アセチルコリン作動性、グルタミン酸作動性、アデノシン作動性であることが知られています。これらの細胞は、周囲の図に示されているように、大きく異なる成長段階を辿ります。これらの細胞は、有糸分裂によって増殖すると同時に、神経突起を周囲に伸ばすことで分化します。分裂中の凝集細胞は、K'annul-index腫瘍細胞密度（TNF、腫瘍壊死因子）に従って分化した細胞とは大きく異なる外観を示すため、新進気鋭の科学者はどちらか一方を混入物と誤認することがよくあります。分裂細胞は細胞塊を形成することがあり、これはその癌性の性質を想起させます。

SH-SY5Y細胞は未分化細胞の塊を形成し、それが分化細胞を周囲に拡散させる。この増殖形態は「オーバーイージー形成」と呼ばれる。

差別化

レチノイン酸、BDNF 、TPAなどの特定の処理は、細胞の樹状化と分化を強制的に促進します。未分化状態と分化状態の形態学的差異は明確です。未分化細胞は、コンパクトな成長により核密度が高く、密集して増殖する形態を示します。一方、分化細胞は、発達した神経突起とより小さな細胞体を持つ、特徴的な分散形態を示します。[ 5 ]さらに、レチノイン酸による誘導は、細胞の成長を抑制し、SH-SY5Y細胞からのノルアドレナリン産生を増加させます[ 6 ] [ 7 ]

終末分化したSH-SY5Y細胞の形態と細胞分布パターン

メディアと栽培

最も一般的に使用される培養カクテルは、DMEMとハムF12培地を1:1で混合したものに、10%の補助的なウシ胎児血清を加えたものです。DMEMには通常、3.7 g/Lの炭酸水素ナトリウム、2 mMのL-グルタミン、1 mMのピルビン酸ナトリウム、0.1 mMの非必須アミノ酸が含まれています。[ 8 ]細胞は常に37℃、95%の空気と5%の二酸化炭素で培養されます。細胞培養は、細胞接着のためにコーティングされたフラスコで行うことが好ましく、これは神経芽細胞腫の分化と樹状細胞化を促進します。一般に細胞は非常に丈夫で、広く使用されているほとんどの組織培養培地で増殖します。しかし、最近、SH-SY5Yの増殖にはDMEM:F12よりもDMEMの方が優れていることが立証されました。[ 9 ]

SH-SY5Y細胞の指数関数期における倍加時間は67.3時間 ± 5.8時間である。平均世代時間（G）は4.23 ± 0.84日、細胞単位あたりの分裂速度（r）は0.25 ± 0.05、増殖係数（V）は3.49 ± 1.21であった。SH-SY5Y細胞は、多くの不死化腫瘍由来細胞株の典型的な、あるいはそれらを上回る増殖関連パラメータを示した。増殖能力は経時的に安定しており、継代数10を超えても安定している。[ 10 ]

SH-SY5Y細胞は密集しており、この段階では合流していると考えられる。

SH-SY5Yはドーパミンβ-ヒドロキシラーゼ活性を有し、ドーパミンをノルエピネフリンに変換します。ヌードマウスでは約3～4週間で腫瘍を形成します。継代数の増加に伴い、神経細胞特性の消失が報告されています。したがって、継代数20を超える細胞の使用や、ノルアドレナリン取り込みや神経細胞腫瘍マーカーなどの特定の特性値の検証は推奨されません。

参考文献

  1. ^ Biedler JL, Helson L, Spengler BA (1973年11月). 「連続培養におけるヒト神経芽腫細胞の形態と増殖、腫瘍形成能、および細胞遺伝学」 Cancer Res . 33 (11): 2643–52 . PMID  4748425 .
  2. ^ Biedler JL, Roffler-Tarlov S, Schachner M, Freedman LS (1978年11月). 「ヒト神経芽腫細胞株およびクローンによる多種の神経伝達物質の合成」 . Cancer Res . 38 (11 Pt 1): 3751–7 . PMID 29704 . 
  3. ^ Feles, Sebastian; Overath, Christian; Reichardt, Sina; Diegeler, Sebastian; Schmitz, Claudia; Kronenberg, Jessica; Baumstark-Khan, Christa; Hemmersbach, Ruth; Hellweg, Christine E.; Liemersdorf, Christian (2022年8月). 「神経芽腫細胞株SH-SY5Yの培養条件の合理化：機能研究の前提条件」 . Methods and Protocols . 5 (4): 58. doi : 10.3390/mps5040058 . PMC 9326679. PMID 35893584 .  
  4. ^ La Quaglia Michael P.; Manchester Karen M. (1996). 「神経芽細胞株と基質接着性ヒト神経芽腫細胞株の比較分析」. Journal of Pediatric Surgery . 31 (2): 315– 318. doi : 10.1016/S0022-3468(96)90025-1 . PMID 8938368 . 
  5. ^ Kulatunga, D. Chanuka M.; Ranaraja, Umanthi; Kim, Eun Young; Kim, Ryoung Eun; Kim, Dong Ern; Ji, Kuk Bin; Kim, Min Kyu (2024年5月27日). 「SH-SY5Y細胞由来ニューロンの成熟度を正確に判定するための新規APPスプライスバリアント依存マーカーシステム」 . Scientific Reports . 14 (1). doi : 10.1038/s41598-024-63005-y . PMC 11130256 . 
  6. ^ジラルディ CS、ロスティローラ DC、リニ FJ、ブルム PO、デルガド J、リベイロ CT、テイシェイラ AA、ペイショト DO、ハイムファート L、クンツラー A、モレイラ JC、ジェラン DP (2019)。「核の RXRα および RXRβ 受容体は、RA 媒介神経芽腫の分化に対して異なるかつ反対の効果を発揮します。 」 Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 分子細胞研究。1866 (3): 317–328 . doi : 10.1016/j.bbamcr.2018.11.014。PMID 30529222。 
  7. ^ Kunzler A, Zeidán-Chuliá F, Gasparotto J, Girardi CS, Klafke K, Petiz LL, Bortolin RC, Rostirolla DC, Zanotto-Filho A, de Bittencourt Pasquali MA, Dickson P, Dunkley P, Moreira JC, Gelain DP (2017). 「レチノイン酸によるSH-SY5Y神経分化における細胞周期の変化と神経マーカーの上方制御は、反応性分子種の産生と酸化ストレスによって媒介される」. Mol. Neurobiol . 54 (9): 6903– 6916. doi : 10.1007/ s12035-016-0189-4 . PMID 27771902. S2CID 3515130 .  
  8. ^ Feles, Sebastian; Overath, Christian; Reichardt, Sina; Diegeler, Sebastian; Schmitz, Claudia; Kronenberg, Jessica; Baumstark-Khan, Christa; Hemmersbach, Ruth; Hellweg, Christine E.; Liemersdorf, Christian (2022年7月12日). 「神経芽腫細胞株SH-SY5Yの培養条件の合理化：機能研究の前提条件」 . Methods and Protocols . 5 (4): 58. doi : 10.3390/mps5040058 . PMC 9326679. PMID 35893584 .  
  9. ^坂上博史;鈴木隆一郎；白滝義明岩間聡一；中川美香;鈴木勇人；田中 健太;田村伸明；竹島 洋 (2017 年 11 月 3 日) 「増殖速度とアミノ酸消費量に基づくPC12細胞およびSH-SY5Y細胞の培養条件の再評価」。生体内。31 (6): 1089–1095。土井: 10.21873/invivo.11174。PMC 5756636。PMID 29102930。  
  10. ^ Feles, Sebastian; Overath, Christian; Reichardt, Sina; Diegeler, Sebastian; Schmitz, Claudia; Kronenberg, Jessica; Baumstark-Khan, Christa; Hemmersbach, Ruth; Hellweg, Christine E.; Liemersdorf, Christian (2022年7月12日). 「神経芽腫細胞株SH-SY5Yの培養条件の合理化：機能研究の前提条件」 . Methods and Protocols . 5 (4): 58. doi : 10.3390/mps5040058 . PMC 9326679. PMID 35893584 .  
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