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SH-SY5Y-Zellen - Neuroblastomforschung und die neurowissenschaftliche Relevanz von SH-SY5Y-Zellen

Die SH-SY5Y-Zelllinie, die vom menschlichen Neuroblastom stammt, wird in der medizinischen Forschung zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen und zur Entwicklung von Medikamenten eingesetzt. Forscher verwenden diese Zellen in ihrer ursprünglichen undifferenzierten Form oder differenzieren sie in Zellen, die Neuronen ähneln.

Allgemeine Informationen und Herkunft der SH-SY5Y-Zelllinie

In diesem Abschnitt werden grundlegende Informationen über die SH-SY5Y-Zelllinie, einschließlich ihres Ursprungs, ihrer Definition und ihres zellulären Aufbaus, behandelt. Wir werden Fragen wie ihre Morphologie und die Herkunft der Zellen behandeln.

  • SH-SY5Y ist eine vom Menschen stammende Zelllinie, die 1970 aus der Subklonierung der Neuroblastom-Zelllinie SK-N-SH hervorging.
  • Die Stammzelllinie SK-N-SH wurde aus der Knochenmarksbiopsie einer vierjährigen Neuroblastom-Patientin entwickelt.
  • SH-SY5Y-Zellen sind phänotypisch adrenerge und exprimieren dopaminerge Marker, was sie zu einem nützlichen In-vitro-Modell für die Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen, der Neurogenese und der Eigenschaften von Gehirnzellen macht [1].
  • SH-SY5Y-Zellen wachsen als Klumpen lebensfähiger neuroblastischer Zellen mit Neuriten und haften nur lose aneinander.
  • Die Zellgröße von SH-SY5Y-Zellen beträgt 12 μm.
  • Die modale Chromosomenzahl für SH-SY5Y-Zellen beträgt 47, und sie besitzen einen seltenen Marker für Chromosom Nummer 1, die Trisomie von 1q, die durch die Einfügung einer zusätzlichen Kopie des 1q-Segments in den langen Arm von Chromosom 1 verursacht wird.

Fluoreszenzmikroskopische Ansicht von Neuroblastomzellen.

Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen

In neurobiologischen Forschungslabors sind SH-SY5Y-Zellen die am häufigsten kultivierten Neuroblastomzellen. Um mit diesen Zellen arbeiten zu können, muss man wissen, welche Art von Wachstumsmedium für ihre Kultivierung geeignet ist, welche Wachstumseigenschaften sie haben, wie die optimale Aussaatdichte aussieht und wie man sie am besten einfriert. In diesem Abschnitt finden Sie wichtige Informationen zur Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen, die Sie bei diesen Aspekten unterstützen.

Wichtige Punkte für die Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen

Populationsverdopplungszeit: Die durchschnittliche Populationsverdopplungszeit für SH-SY5Y-Zellen beträgt etwa 3 bis 4 Tage.

Adhärent oder in Suspension: SH-SY5Y sind locker haftende Zellen. Sie wachsen als Klumpen, wenn sie in hoher Dichte ausgesät werden.

Aussaatdichte: Die optimale Aussaatdichte für SH-SY5Y beträgt 1 x 104 Zellen/cm2. SH-SY5Y-Kulturen bestehen sowohl aus adhärenten als auch aus schwimmenden Zellen.

Wachstumsmedium: DMEM:Ham's F12-Medien, ergänzt mit 3,1 g/L Glukose, 10% FBS und 1,6 mM L-Glutamin, sind ideal für das Wachstum der SH-SY5Y-Zelllinie.

Wachstumsbedingungen (Temperatur, CO2): SH-SY5Y-Zellen werden bei einer Temperatur von 37°C in einem befeuchteten Inkubator mit einer 5%igen CO2-Zufuhr gezüchtet.

Lagerung: Um die Lebensfähigkeit der SH-SY5Y-Zellen zu erhalten, werden sie in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff bei einer Temperatur unter -150°C gelagert.

Einfrierverfahren und -medium: Zum Einfrieren von SH-SY5Y-Zellen werden CM-1- oder CM-ACF-Einfriermedien verwendet. Für das Einfrieren dieser Neuroblastom-Zelllinie wird eine langsame Gefriermethode gewählt, bei der die Temperatur schrittweise um 1 °C gesenkt wird.

Auftauprozess: Gefrorene Fläschchen mit SH-SY5Y-Zellen werden in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 37 °C gestellt. Das Gefäß wird schnell geschüttelt, bis die Zellen auftauen und nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist.

Biologische Schutzstufe: SH-SY5Y-Zellen können in einem Labor der Biologischen Schutzstufe 1 kultiviert werden.

SH-SY5Y-Zellen bei mittlerer und hoher Konfluenz.

SH-SY5Y-Zellen: Vorteile und Beschränkungen

Vorteile

  • Differenzierung in Neuronen: SH-SY5Y-Zellen können mit Hilfe spezifischer Substanzen in funktionelle Neuronen differenziert werden, was eine bequemere Alternative zu primären Neuronen darstellt und ethische Bedenken im Zusammenhang mit deren Verwendung ausräumt [2].
  • In-vitro-Modell für neurodegenerative Erkrankungen: Durch die Expression von molekularen Markern, einschließlich dopaminerger neuronaler Marker, eignen sich SH-SY5Y-Zellen für die Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson.

Beschränkungen

  • Unsynchronisierter Zellzyklus: SH-SY5Y-Zellkulturen weisen unsynchronisierte Zellzyklen in einem undifferenzierten Zustand auf [3].
  • Undefinierter Differenzierungszustand: SH-SY5Y-Zellen weisen einen undefinierten Differenzierungszustand auf, der von einem tumorigenen Neuroblastomzustand bis zu postmitotischen Neuronen oder neuralen Vorläuferzellen reicht. Sie exprimieren keine molekularen Marker wie reife Nervenzellen [4].

SH-SY5Y-Zellen für die In-vitro-Neuropharmakologie und die Entdeckung von Arzneimitteln

Anwendungen von SH-SY5Y-Zellen

Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen: SH-SY5Y-Zellen werden zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson eingesetzt. In einer Studie wurden SH-SY5Y-Zellen zum Beispiel mit dem Amyloid-β-Peptid 1-42 behandelt, um ein In-vitro-Modell der Alzheimer-Krankheit zu entwickeln. Die entwickelte Zelllinie wurde dann mit pcDNA-17A und 17A shRNA transfiziert, um die Wirkung der langen nicht-kodierenden RNA 17A auf Alzheimer-ähnliche Zellen zu untersuchen. Die Studie zeigte, dass LncRNA-17A die Apoptose und Autophagie von SH-SY5Y-Zellen reguliert und damit die Alzheimer-Krankheit nachahmt [5].

Entwicklung von Arzneimitteln: SH-SY5Y-Zellen werden für das Screening und die Validierung von Medikamenten auf ihre therapeutische Wirkung gegen neurodegenerative Erkrankungen verwendet. So wurde in einer Studie aus dem Jahr 2021 in SH-SY5Y-Zellen mit Hilfe eines Herbizids (Paraquat) Parkinsonismus ausgelöst, und anschließend wurde mit diesen Zellen das therapeutische Potenzial eines Flavonoids, Naringenin, untersucht. Die Verbindung zeigte in Zellmodellen eine schützende Wirkung gegen die durch die Parkinson-Krankheit verursachte Neurodegeneration und Neurotoxizität, was auf ihr Potenzial für die Entwicklung von Parkinson-Behandlungen hinweist [6].

Forschungspublikationen mit SH-SY5Y-Zellen

Es gibt eine Vielzahl von Forschungsstudien über SH-SY5Y-Zellen. In diesem Abschnitt werden einige wichtige Beispiele behandelt.

Ressourcen für SH-SY5Y-Zellen: Protokolle, Videos und mehr

Zu dieser berühmten Neuroblastom-Zelllinie gibt es mehrere Online-Ressourcen. Diese Ressourcen können Sie über die Handhabung und Pflege von SH-SY5Y-Kulturen aufklären.

Zellkultur-Protokolle

Die folgenden Website-Artikel können Ihnen helfen, Methoden für die Kultivierung, das Einfrieren und das Auftauen von SH-SY5Y-Zellen zu erlernen.

Wir gehen davon aus, dass dieser Artikel nützliche Informationen zur Handhabung, Kultivierung und Verwendung von SH-SY5Y-Zellen in Forschungsstudien liefert. Wenn Sie mit dieser Neuroblastom-Zelllinie arbeiten möchten, sollten Sie eine Bestellung bei uns in Betracht ziehen.

SH-SY5Y-Zelllinie: Häufig gestellte Fragen

Die SH-SY5Y-Zelllinie ist eine Sublinie der SK-N-SH-Linie, die aus einem metastasierenden Neuroblastom hervorgegangen ist. Sie weist neuronale Merkmale auf und wird in der neurowissenschaftlichen Forschung häufig zur Untersuchung verschiedener molekularer Mechanismen im Zusammenhang mit dem Nervensystem verwendet.

Neuronale Marker wie NSE, NeuN und Beta-Tubulin III werden zur Bestätigung des Differenzierungsstatus von SH-SY5Y-Zellen verwendet. Diese Marker zeigen die Entwicklung neuronaler Merkmale an, einschließlich des Wachstums von Neuriten, was für Studien, die sich auf neuronale Zellmodelle konzentrieren, von wesentlicher Bedeutung ist.

Ja, SH-SY5Y-Zellen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, sich zu differenzieren und Neuriten zu verlängern, häufig für Neuritenwachstumstests verwendet. Diese Tests sind entscheidend für das Verständnis der Neuritenentwicklung und -regeneration im Zusammenhang mit Erkrankungen des Nervensystems.

SH-SY5Y-Zellen sind ein bevorzugtes Modell in der Neurotoxikologie, um die Auswirkungen verschiedener Substanzen, einschließlich organischer Schadstoffe, auf menschliche Nervenzellen zu untersuchen. Sie helfen zu verstehen, wie sich diese Substanzen auf die Lebensfähigkeit der Zellen, das Wachstum von Neuriten und neuronale Funktionen auswirken.

SH-SY5Y-Zellen werden aufgrund ihrer Reproduzierbarkeit und ihrer Relevanz für menschliche neuronale Signalwege in Durchsatz-Screening-Tests verwendet. Diese Assays ermöglichen das schnelle Testen von Substanzen auf neuroaktive oder neurotoxische Wirkungen und helfen bei der Arzneimittelentdeckung und Toxikologie.

Die SH-SY5Y-Erhaltungskultur erfordert spezifische Bedingungen, einschließlich einer befeuchteten Atmosphäre mit 5% CO2 und einer Temperatur von 37°C. Das Medium enthält in der Regel eine Mischung aus F12 und DMEM, ergänzt mit fötalem Rinderserum, um optimales Wachstum und Lebensfähigkeit dieser Zellen zu unterstützen.

SH-SY5Y-Zellen exprimieren Enzyme, die mit der Neurotransmittersynthese zusammenhängen, wie Cholin-Acetyltransferase und Tyrosin-Hydroxylase, und ermöglichen so Studien über biochemische Umwandlungen von Dopamin und Acetylcholin. Dies macht sie für die Erforschung der molekularen Aspekte der Neurotransmission und der damit verbundenen Störungen von unschätzbarem Wert.

Quellenangaben

  1. Carvajal-Oliveros, A., et al., Die Zelllinie BE (2)-M17 hat einen besseren dopaminergen Phänotyp als die traditionell für die Parkinson-Forschung verwendete SH-SY5Y, die hauptsächlich serotonergen Charakter hat. IBRO Neuroscience Reports, 2022. 13: p. 543-551.
  2. Kovalevich, J. und D. Langford, Considerations for the use of SH-SY5Y neuroblastoma cells in neurobiology. Neuronal cell culture: methods and protocols, 2013: p. 9-21.
  3. Martin, E.-R., J. Gandawijaya, and A. Oguro-Ando, A novel method for generating glutamatergic SH-SY5Y neuron-like cells utilizing B-27 supplement. Frontiers in Pharmacology, 2022: S. 4042.
  4. Feles, S., et al., Streamlining culture conditions for the neuroblastoma cell line SH-SY5Y: a prerequisite for functional studies. Methoden und Protokolle, 2022. 5(4): p. 58.
  5. Wang, X., M. Zhang, und H. Liu, LncRNA17A reguliert Autophagie und Apoptose der SH-SY5Y-Zelllinie als In-vitro-Modell für die Alzheimer-Krankheit. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 2019. 83(4): p. 609-621.
  6. Ahmad, M.H., et al., Naringenin mildert den Paraquat-induzierten dopaminergen neuronalen Verlust in SH-SY5Y-Zellen und einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit. Neuropharmakologie, 2021. 201: p. 108831.

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