SH-SY5Y細胞 ― 神経芽細胞腫の研究とSH-SY5Y細胞の神経科学における意義

ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y細胞株は、神経変性疾患の解明や創薬に向けた医学研究において広く利用されています。研究者たちは、これらの細胞を未分化の状態のまま使用したり、ニューロンに似た細胞へと分化させたりして研究を行っています。

SH-SY5Y細胞株に関する一般情報および由来

このセクションでは、SH-SY5Y細胞株の由来、定義、細胞構造など、基本的な情報について解説します。その形態や細胞の由来といった疑問についても取り上げます。

• SH-SY5Y は、1970 年に SK-N-SH 神経芽細胞腫細胞株のサブクローニングから作出されたヒト由来の細胞株です。
• 親細胞株である SK-N-SH は、4 歳の女児の神経芽細胞腫患者の骨髄生検から樹立されました。
• SH-SY5Y 細胞は表現型としてアドレナリン作動性であり、ドーパミン作動性マーカーを発現しているため、神経変性疾患、神経発生、および脳細胞の特性を研究するための有用な in vitro モデルとなっています [1]。
• SH-SY5Y 細胞は、神経突起を持つ生存可能な神経芽細胞の塊として増殖し、緩やかに付着しています。
• SH-SY5Y 細胞の細胞サイズは 12 μm です。
• SH-SY5Y 細胞のモード染色体数は 47 であり、1 番染色体の 1q 領域の余分なコピーが 1 番染色体の長腕に挿入されることによって生じる、1q のトリソミーという珍しいマーカーを有しています。

SH-SY5Y細胞の培養

神経生物学の研究室において、SH-SY5Y細胞は最も多く培養されている神経芽細胞腫細胞です。これらの細胞を扱うには、培養に適した培地の種類、増殖特性、最適な播種密度、および適切な凍結保存方法を理解することが不可欠です。 本節では、これらの点についてお役に立てるよう、SH-SY5Y細胞の培養に関する重要な情報を提供します。

SH-SY5Y細胞の培養における要点

細胞数倍加時間：SH-SY5Y細胞の平均細胞数倍加時間は、約3～4日です。

付着培養か浮遊培養か：SH-SY5Yは緩やかに付着する細胞です。高密度で播種すると、塊となって増殖します。

播種密度：SH-SY5Y の最適な播種密度は 1 x 104 細胞/cm2 です。SH-SY5Y 培養には、付着細胞と浮遊細胞の両方が含まれます。

培養液：SH-SY5Y細胞株の培養には、3.1 g/Lのグルコース、10% FBS、および1.6 mMのL-グルタミンを添加したDMEM:Ham's F12培地が最適です。

培養条件（温度、CO2）：SH-SY5Y 細胞は、5% CO2 を供給した加湿インキュベーター内で 37°C の温度で培養されます。

保存：SH-SY5Y細胞の生存率を維持するため、-150°C以下の液体窒素の気相中で保存されます。

凍結プロセスおよび培地：SH-SY5Y細胞の凍結には、CM-1またはCM-ACF凍結培地が使用されます。この神経芽細胞腫細胞株の凍結には、温度を1°Cずつ徐々に下げていく緩慢凍結法が採用されています。

解凍手順：SH-SY5Y細胞を含む凍結バイアルを、37°Cに設定した水浴に入れます。細胞が解凍され、小さな氷の塊だけが残るまで、バイアルを急速に撹拌します。

バイオセーフティレベル：SH-SY5Y細胞は、バイオセーフティレベル1の実験室で培養可能です。

SH-SY5Y細胞：利点と限界

利点

• ニューロンへの分化：SH-SY5Y細胞は、特定の化合物を用いて機能的なニューロンへと分化させることができ、一次ニューロンに代わるより便利な選択肢となり、その使用に伴う倫理的な懸念を回避できる[2]。
• 神経変性疾患のin vitroモデル：ドーパミン作動性神経マーカーを含む分子マーカーの発現により、SH-SY5Y細胞はパーキンソン病などの神経変性疾患の研究に適している。

限界

• 非同期の細胞周期：SH-SY5Y細胞培養は、未分化状態において非同期の細胞周期を示す[3]。
• 未定義の分化状態：SH-SY5Y細胞の分化状態は未定義であり、腫瘍形成能を持つ神経芽細胞腫の状態から、有糸分裂後のニューロンや神経前駆細胞に至るまで多岐にわたる。これらの細胞は、成熟したニューロン細胞が発現する分子マーカーを発現していない[4]。

in vitro神経薬理学および創薬のためのSH-SY5Y細胞

SH-SY5Y細胞の応用

神経変性疾患の研究：SH-SY5Y細胞は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の研究に利用されています。例えば、ある研究では、SH-SY5Y細胞をアミロイドβペプチド1-42で処理し、アルツハイマー病のin vitroモデルを確立しました。 その後、構築された細胞株にpcDNA-17Aおよび17A shRNAをトランスフェクトし、長鎖非コードRNA 17Aがアルツハイマー病様細胞に及ぼす影響を調べた。 この研究により、LncRNA-17AがSH-SY5Y細胞のアポトーシスおよびオートファジーを調節し、アルツハイマー病（AD）を模倣することが示された[5]。

創薬：SH-SY5Y細胞は、神経変性疾患に対する治療効果を持つ薬剤のスクリーニングおよび検証に使用されています。 例えば、2021年に実施された研究では、除草剤（パラコート）を用いてSH-SY5Y細胞にパーキンソン症候群を誘発し、これらの細胞を用いてフラボノイドの一種であるナリンゲニンの治療の可能性を調査した。 この化合物は、細胞モデルにおいてパーキンソン病による神経変性および神経毒性に対する保護効果を示し、パーキンソン病治療薬開発の可能性を示唆した [6]。

SH-SY5Y細胞を取り上げた研究論文

SH-SY5Y細胞に関する研究は数多く存在します。このセクションでは、その中からいくつかの重要な例を取り上げます。

• LncRNA17Aは、アルツハイマー病のin vitroモデルとしてのSH-SY5Y細胞株のオートファジーおよびアポトーシスを調節する： 本論文では、実験的にアルツハイマー病モデルへと変換されたSH-SY5Y細胞において、LncRNA17Aがアポトーシスおよびオートファジーを媒介することが示唆された。
• ナリンゲニンは、SH-SY5Y細胞およびパーキンソン病のラットモデルにおいて、パラコート誘発性のドーパミン作動性神経細胞の喪失を軽減する：本研究は、実験的に構築されたパーキンソン病の細胞および動物モデルに対して、ナリンゲニン化合物が神経保護剤として機能することを示唆した。
• パーキンソン病のモデルとしての増殖および分化した SH-SY5Y 細胞株の生化学的特性評価：分化した SH-SY5Y 細胞を用いて、パーキンソン病で頻繁に研究されるいくつかの生化学的プロセスを特徴づけ、評価した。
• ヒト神経細胞SH-SY5Y細胞に対するアシトレチンのin vitro効果：SH-SY5Y細胞を用いて神経分化を研究した。研究者らは、アシトレチンが神経分化を促進し、神経変性疾患、神経発達障害、および脳腫瘍の治療に有効であることを調査した。
• SH-SY5Y細胞株の神経様細胞への分化：電気生理学的および生体力学的変化の調査： 本研究では、レチノイン酸および脳由来神経栄養因子（BDNF）分子による処理により、SH-SY5Y神経芽細胞腫細胞をニューロンへと分化させ、その生化学的および電気生理学的変化を検証した。

SH-SY5Y細胞に関するリソース：プロトコル、動画など

この有名な神経芽細胞腫細胞株に関しては、いくつかのオンラインリソースが利用可能です。これらのリソースを活用することで、SH-SY5Y培養の取り扱いおよび維持管理について学ぶことができます。

細胞培養プロトコル

以下のウェブサイトの記事は、SH-SY5Y細胞の培養、凍結、および解凍の方法について学ぶのに役立ちます。

• SH-SY5Y細胞の培養：細胞の解凍、凍結、および継代を含む、SH-SY5Y細胞に関する基本情報。
• SH-SY5Y細胞の継代：SH-SY5Y細胞に使用される培地および継代手順に関する情報を掲載しています。
• SH-SY5Y 細胞へのトランスフェクション：この文書では、SH-SY5Y 細胞株の一過性トランスフェクションプロトコルについて解説しています。
• 分化プロトコル：この動画では、SH-SY5Y細胞を分化させるためのプロトコルについて解説しています。

本記事が、SH-SY5Y細胞の取り扱い、培養、および研究での利用に関する有益な情報となることを期待しています。この神経芽細胞腫細胞株を用いた研究をご検討の場合は、弊社からのご注文をご検討ください。

SH-SY5Y細胞株よくある質問