SH-SY5Y-Zellen – Neuroblastomforschung und die neurowissenschaftliche Bedeutung von SH-SY5Y-Zellen

Die aus einem menschlichen Neuroblastom gewonnene Zelllinie SH-SY5Y wird in der medizinischen Forschung intensiv zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen und zur Entwicklung von Medikamenten genutzt. Forscher verwenden diese Zellen entweder in ihrer ursprünglichen, undifferenzierten Form oder differenzieren sie zu neuronähnlichen Zellen.

Allgemeine Informationen und Herkunft der SH-SY5Y-Zelllinie

In diesem Abschnitt werden grundlegende Informationen zur SH-SY5Y-Zelllinie behandelt, darunter ihre Herkunft, Definition und Zellstruktur. Wir gehen auf Fragen wie ihre Morphologie und die Herkunft der Zellen ein.

• SH-SY5Y ist eine aus menschlichen Zellen gewonnene Zelllinie, die 1970 durch Subklonierung der Neuroblastom-Zelllinie SK-N-SH entstand.
• Die Elternzelllinie SK-N-SH wurde aus der Knochenmarkbiopsie einer vierjährigen Patientin mit Neuroblastom entwickelt.
• SH-SY5Y-Zellen sind phänotypisch adrenerge Zellen und exprimieren dopaminerge Marker, was sie zu einem nützlichen In-vitro-Modell für die Erforschung 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 locker an.
• Die Zellgröße der SH-SY5Y-Zellen beträgt 12 μm.
• Die modale Chromosomenzahl für SH-SY5Y-Zellen beträgt 47, und sie weisen einen seltenen Marker auf Chromosom 1 auf, nämlich eine Trisomie von 1q, die durch die Insertion einer zusätzlichen Kopie des 1q-Segments in den langen Arm von Chromosom 1 verursacht wird.

Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen

In neurobiologischen Forschungslabors sind SH-SY5Y-Zellen die am häufigsten kultivierten Neuroblastomzellen. Für die Arbeit mit diesen Zellen ist es unerlässlich zu wissen, welches Wachstumsmedium für ihre Kultivierung geeignet ist, welche Wachstumseigenschaften sie aufweisen, welche Aussaatdichte optimal ist und wie sie ordnungsgemäß eingefroren werden. Dieser Abschnitt enthält wichtige Informationen zur Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen, um Sie bei diesen Aspekten zu unterstützen.

Wichtige Punkte zur Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen

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

Adhärent oder in Suspension: SH-SY5Y-Zellen sind schwach adhärente Zellen. Bei hoher Aussaatdichte wachsen sie in Klumpen.

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

Wachstumsmedium: DMEM:Ham’s F12-Medium, ergänzt mit 3,1 g/l Glukose, 10 % FBS und 1,6 mM L-Glutamin, ist ideal für die Kultivierung der SH-SY5Y-Zelllinie.

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

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 die Einfriermedien CM-1 oder CM-ACF verwendet. Für das Einfrieren dieser Neuroblastom-Zelllinie wird ein langsames Einfrierverfahren gewählt, bei dem die Temperatur schrittweise um 1 °C gesenkt wird.

Auftauprozess: Gefrorene Röhrchen mit SH-SY5Y-Zellen werden in ein auf 37 °C eingestelltes Wasserbad gestellt. Das Röhrchen wird schnell geschüttelt, bis die Zellen aufgetaut sind und nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig bleibt.

Einstufung der biologischen Sicherheit: SH-SY5Y-Zellen können in einem Labor der biologischen Sicherheitsstufe 1 kultiviert werden.

SH-SY5Y-Zellen: Vorteile und Einschränkungen

Vorteile

• Differenzierung zu Neuronen: SH-SY5Y-Zellen lassen sich mithilfe spezifischer Verbindungen zu funktionsfähigen Neuronen differenzieren und bieten damit eine praktischere Alternative zu Primärneuronen, wobei ethische Bedenken im Zusammenhang mit deren Verwendung vermieden werden [2].
• In-vitro-Modell für neurodegenerative Erkrankungen: Durch die Expression molekularer Marker, darunter dopaminerge neuronale Marker, eignen sich SH-SY5Y-Zellen für die Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson.

Einschränkungen

• Nicht synchronisierter Zellzyklus: SH-SY5Y-Zellkulturen weisen im undifferenzierten Zustand nicht synchronisierte Zellzyklen auf [3].
• Undefinierter Differenzierungszustand: SH-SY5Y-Zellen weisen einen undefinierten Differenzierungszustand auf, der von einem tumorigenen Neuroblastom-Zustand bis hin zu postmitotischen Neuronen oder neuralen Vorläuferzellen reicht. Sie exprimieren keine molekularen Marker, wie sie bei ausgereiften Nervenzellen vorkommen [4].

SH-SY5Y-Zellen für die In-vitro-Neuropharmakologie und Wirkstoffforschung

Anwendungsbereiche von SH-SY5Y-Zellen

Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen: SH-SY5Y-Zellen werden zur Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson eingesetzt. So wurden beispielsweise in einer Studie SH-SY5Y-Zellen mit dem Amyloid-β-Peptid 1-42 behandelt, um ein In-vitro-Modell der Alzheimer-Krankheit zu etablieren. Die entwickelte Zelllinie wurde anschließend mit pcDNA-17A und 17A-shRNA transfiziert, um die Wirkung der langen nichtkodierenden RNA 17A auf Zellen mit Alzheimer-ähnlichen Merkmalen zu untersuchen. Die Studie zeigte, dass LncRNA-17A die Apoptose und Autophagie von SH-SY5Y-Zellen reguliert und dabei die Alzheimer-Krankheit nachahmt [5].

Arzneimittelentwicklung: SH-SY5Y-Zellen werden zum Screening und zur Validierung von Arzneimitteln hinsichtlich ihrer therapeutischen Wirkung gegen neurodegenerative Erkrankungen eingesetzt. So wurde beispielsweise in einer 2021 durchgeführten Studie in SH-SY5Y-Zellen mithilfe eines Herbizids (Paraquat) ein Parkinson-Syndrom induziert; anschließend wurden diese Zellen genutzt, um das therapeutische Potenzial eines Flavonoids, Naringenin, zu untersuchen. 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-Therapien hindeutet [6].

Forschungsveröffentlichungen zu SH-SY5Y-Zellen

Es gibt zahlreiche Forschungsstudien zu SH-SY5Y-Zellen. In diesem Abschnitt werden einige bedeutende Beispiele vorgestellt.

• LncRNA17A reguliert die Autophagie und Apoptose der SH-SY5Y-Zelllinie als In-vitro-Modell für die Alzheimer-Krankheit: In dieser Veröffentlichung wurde die Hypothese aufgestellt, dass LncRNA17A die Apoptose und Autophagie von SH-SY5Y-Zellen vermittelt, die experimentell in ein Alzheimer-Modell umgewandelt wurden.
• Naringenin mildert den durch Paraquat induzierten Verlust dopaminerger Neuronen in SH-SY5Y-Zellen und einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit: Diese Studie legte nahe, dass Naringenin-Verbindungen als Neuroprotektivum gegen ein experimentell entwickeltes Zell- und Tiermodell der Parkinson-Krankheit wirken könnten.
• Biochemische Charakterisierung der proliferativen und differenzierten SH-SY5Y-Zelllinie als Modell für die Parkinson-Krankheit: Differenzierte SH-SY5Y-Zellen wurden verwendet, um verschiedene biochemische Prozesse zu charakterisieren und zu bewerten, die bei der Parkinson-Krankheit häufig untersucht werden.
• In-vitro-Wirkungen von Acitretin auf menschliche neuronale SH-SY5Y-Zellen: SH-SY5Y-Zellen wurden zur Untersuchung der neuronalen Differenzierung verwendet. Die Forscher untersuchten, ob Acitretin die neuronale Differenzierung fördert und zur Behandlung von neurodegenerativen und neurodevelopmentalen Störungen sowie Hirntumoren eingesetzt werden kann.
• Umwandlung der SH-SY5Y-Zelllinie in neuronähnliche Zellen: Untersuchung elektrophysiologischer und biomechanischer Veränderungen: In dieser Studie wurden SH-SY5Y-Neuralblastomzellen durch Behandlung mit Retinsäure und Molekülen des aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktors (BDNF) in Neuronen umgewandelt und die damit verbundenen biochemischen und elektrophysiologischen Veränderungen untersucht.

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

Zu dieser bekannten Neuroblastom-Zelllinie stehen mehrere Online-Ressourcen zur Verfügung. Diese Ressourcen vermitteln Ihnen Kenntnisse über den Umgang mit und die Pflege von SH-SY5Y-Kulturen.

Protokolle zur Zellkultur

Die folgenden Artikel auf dieser Website können Ihnen helfen, Methoden zur Kultivierung, Einfrierung und Auftauen von SH-SY5Y-Zellen zu erlernen.

• Kultivierung von SH-SY5Y-Zellen: Grundlegende Informationen zu SH-SY5Y-Zellen, einschließlich Auftauen, Einfrieren und Subkultivierung der Zellen.
• Subkultivierung von SH-SY5Y: Enthält Informationen zu den verwendeten Wachstumsmedien und den Schritten zur Subkultivierung von SH-SY5Y-Zellen.
• Transfektion von SH-SY5Y-Zellen: Dieses Dokument beschreibt ein Protokoll zur transienten Transfektion der SH-SY5Y-Zelllinie.
• Differenzierungsprotokoll: Dieses Video erläutert das Protokoll zur Differenzierung von SH-SY5Y-Zellen.

Wir gehen davon aus, dass dieser Artikel nützliche Informationen zum Umgang mit SH-SY5Y-Zellen, zu deren Kultivierung und zum Einsatz 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