SH-SY5Y 細胞——神經母細胞瘤研究與 SH-SY5Y 細胞在神經科學領域的意義
SH-SY5Y 細胞系源自人類神經母細胞瘤，在醫學研究中廣泛應用於神經退化性疾病的探究及藥物開發。研究人員會使用這些細胞的原始未分化形態，或將其分化為類似神經元的細胞。
- 培養基
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- 倍增時間
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- 生長類型
- 附著型
- 生物安全等級
- BSL-1
- 供應來源
- Cytion — 訂購 SH-SY5Y
SH-SY5Y 細胞系的一般資訊與來源
本節將介紹 SH-SY5Y 細胞系的基本資訊，包括其來源、定義及細胞結構。我們將針對其形態及細胞來源等問題進行說明。
- SH-SY5Y 是一種源自人類的細胞系，起源於 1970 年對 SK-N-SH 神經母細胞瘤細胞系的亞克隆。
- 其親代細胞系 SK-N-SH 是從一名四歲女性神經母細胞瘤患者的骨髓活檢樣本中建立的。
- SH-SY5Y 細胞在表型上屬於腎上腺素能細胞，並表達多巴胺能標記物，使其成為研究神經退化性疾病、神經發生及腦細胞特徵的有用體外模型 [1]。
- SH-SY5Y 細胞以具有神經突的活體神經母細胞團塊形式生長，且附著鬆散。
- SH-SY5Y 細胞的大小為 12 微米。
- SH-SY5Y 細胞的模態染色體數為 47，且具有 1 號染色體的一種罕見標記——1q 三體症，這是由於 1q 片段的額外拷貝插入 1 號染色體長臂所致。
SH-SY5Y 細胞的培養
在神經生物學研究實驗室中，SH-SY5Y 細胞是最常被培養的神經母細胞瘤細胞。若要操作這些細胞，必須了解何種生長培養基適合其培養、其生長特性、最佳接種密度，以及正確的冷凍保存方法。 本節將提供有關 SH-SY5Y 細胞培養的關鍵資訊，以協助您掌握上述各項要點。
SH-SY5Y 細胞培養要點
細胞倍增時間：SH-SY5Y 細胞的平均倍增時間約為 3 至 4 天。
貼壁或懸浮：SH-SY5Y 屬於鬆散貼壁細胞。當以高密度接種時，會呈團塊狀生長。
接種密度：SH-SY5Y 的最佳接種密度為 1 × 10⁴ 細胞/cm²。SH-SY5Y 培養物中同時包含貼壁細胞與懸浮細胞。
培養基：添加 3.1 g/L 葡萄糖、10% FBS 及 1.6 mM L-谷胺酸的 DMEM:Ham's F12 培養基，是培養 SH-SY5Y 細胞系的理想選擇。
培養條件（溫度、CO₂）：SH-SY5Y 細胞在 37°C、加濕且供應 5% CO₂ 的培養箱中培養。
儲存：為維持 SH-SY5Y 細胞的存活率，應將其儲存在溫度低於 -150°C 的液態氮氣相中。
冷凍過程與培養基：使用 CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基來冷凍 SH-SY5Y 細胞。針對此神經母細胞瘤細胞系的冷凍，採用緩慢冷凍法，使溫度以 1°C 為單位逐步降低。
解凍程序：將裝有 SH-SY5Y 細胞的冷凍試管置於設定為 37°C 的水浴中。快速搖動試管直至細胞解凍，且僅剩一小塊冰塊。
生物安全等級：SH-SY5Y 細胞可在生物安全等級 1 的實驗室中進行培養。
SH-SY5Y 細胞：優點與限制
優點
- 分化為神經元：SH-SY5Y 細胞可透過特定化合物分化為功能性神經元，相較於原代神經元，這提供了一種更便捷的替代方案，並能避免使用原代神經元所衍生的倫理疑慮 [2]。
- 神經退化性疾病的體外模型：由於表達包括多巴胺能神經標記在內的分子標記，SH-SY5Y 細胞非常適合用於研究帕金森氏症等神經退化性疾病。
局限性
- 細胞週期未同步：SH-SY5Y 細胞培養在未分化狀態下呈現細胞週期未同步的現象 [3]。
- 未定義的分化狀態：SH-SY5Y 細胞的分化狀態未經明確界定，範圍從具致瘤性的神經母細胞瘤狀態，到有絲分裂後的神經元或神經前體細胞不等。它們不表達成熟神經元所具有的分子標記 [4]。
用於體外神經藥理學與藥物開發的 SH-SY5Y 細胞
SH-SY5Y 細胞的應用
神經退化性疾病研究：SH-SY5Y 細胞被用於研究神經退化性疾病，例如阿茲海默症和帕金森氏症。舉例來說，一項研究透過以澱粉樣 β 肽 1-42 處理 SH-SY5Y 細胞，建立了阿茲海默症的體外模型。 隨後，研究人員將 pcDNA-17A 和 17A shRNA 轉染至該細胞系，以探究長非編碼 RNA 17A 對類阿茲海默症細胞的影響。 研究顯示，LncRNA-17A 可調節 SH-SY5Y 細胞的凋亡與自噬，模擬阿茲海默症的病理狀態 [5]。
藥物開發：SH-SY5Y 細胞用於篩選和驗證藥物對神經退行性疾病的治療效果。 例如，一項於 2021 年進行的研究利用除草劑（百草枯）在 SH-SY5Y 細胞中誘導帕金森氏症，隨後利用這些細胞來探究類黃酮化合物「柚皮苷」的治療潛力。 該化合物在細胞模型中展現出對帕金森氏症所介導的神經退化及神經毒性的保護作用，顯示其開發帕金森氏症治療方法的潛力 [6]。
以 SH-SY5Y 細胞為主題的研究論文
關於 SH-SY5Y 細胞的研究眾多。本節將介紹幾個重要的範例。
- LncRNA17A 透過調節自噬與凋亡，作用於作為阿茲海默症體外模型的 SH-SY5Y 細胞系： 該論文提出，LncRNA17A 會調控經實驗轉化為阿茲海默症模型的 SH-SY5Y 細胞之凋亡與自噬。
- 柚皮苷可緩解百草枯誘導的 SH-SY5Y 細胞及帕金森氏症大鼠模型中的多巴胺能神經元喪失：本研究指出，柚皮苷化合物可作為神經保護劑，用於對抗實驗性建立的帕金森氏症細胞及動物模型。
- 將增殖性與分化性 SH-SY5Y 細胞系作為帕金森氏症模型的生化特徵分析：利用分化後的 SH-SY5Y 細胞，對帕金森氏症中常被研究的若干生化過程進行特徵分析與評估。
- 阿維A酸對人類神經元SH-SY5Y細胞的體外作用：利用SH-SY5Y細胞研究神經元分化。研究人員發現，阿維A酸能促進神經元分化，並用於治療神經退化性疾病、神經發育障礙及腦腫瘤。
- 將 SH-SY5Y 細胞系轉化為類神經元細胞：探究電生理與生物力學變化： 本研究透過視黃酸與腦源性神經營養因子（BDNF）分子處理，將 SH-SY5Y 神經母細胞瘤細胞轉化為神經元，並檢視其中發生的生化與電生理變化。
SH-SY5Y 細胞相關資源：操作手冊、影片及其他
關於這條著名的神經母細胞瘤細胞系，網路上有多項資源可供參考。這些資源能協助您了解 SH-SY5Y 細胞培養的操作與維護方法。
細胞培養操作手冊
以下網站文章可協助您學習 SH-SY5Y 細胞的培養、冷凍及解凍方法。
- SH-SY5Y 細胞培養：關於 SH-SY5Y 細胞的基本資訊，包括細胞解凍、冷凍及傳代。
- SH-SY5Y 傳代：介紹 SH-SY5Y 細胞所使用的生長培養基及傳代步驟。
- SH-SY5Y 細胞轉染：本文件描述了針對 SH-SY5Y 細胞系的瞬時轉染操作流程。
- 分化操作流程：本影片說明 SH-SY5Y 細胞的分化操作流程。
我們期望本文能為 SH-SY5Y 細胞的處理、培養及研究應用提供有益的資訊；若您有意研究此神經母細胞瘤細胞系，歡迎向我們訂購。
SH-SY5Y 細胞系是從 SK-N-SH 細胞系衍生的亞系，而 SK-N-SH 細胞系則源自一例轉移性神經母細胞瘤。該細胞系具有神經元特徵，並廣泛應用於神經科學研究，用於探討與神經系統相關的各種分子機制。
NSE、NeuN 及 β-微管蛋白 III 等神經元標記物，用於確認 SH-SY5Y 細胞的分化狀態。這些標記物顯示神經元特徵的發育，包括神經突的生長，這對於以神經元細胞模型為研究重點的實驗至關重要。
是的，由於 SH-SY5Y 細胞具有分化及伸展神經突的能力，因此常被用於神經突生長實驗。這些實驗對於理解神經系統疾病背景下神經突的發育與再生至關重要。
SH-SY5Y 細胞是神經毒理學中研究各種物質（包括有機污染物）對人類神經元細胞影響的首選模型。這些細胞有助於了解這些物質如何影響細胞存活率、神經突起生長以及神經元功能。
由於 SH-SY5Y 細胞具有可重複性且與人類神經傳導路徑相關，因此被廣泛應用於高通量篩選實驗中。這些實驗能快速檢測化合物的神經活性或神經毒性，有助於藥物開發與毒理學研究。
SH-SY5Y 細胞的維持培養需要特定的條件，包括含有 5% CO₂ 的加濕環境，以及 37°C 的溫度。培養基通常由 F12 和 DMEM 混合而成，並添加胎牛血清，以促進這些細胞的最佳生長與存活率。
SH-SY5Y 細胞會表達與神經傳導物質合成相關的酵素，例如膽鹼乙醯轉移酶和酪胺酸羥化酶，因此可用於研究涉及多巴胺和乙醯膽鹼的生化相互轉化。這使得該細胞系在研究神經傳導的分子機制及相關疾病方面具有無可取代的價值。
參考文獻
- Carvajal-Oliveros, A. 等，BE (2)-M17 細胞系的多巴胺能表型優於傳統用於帕金森氏症研究的 SH-SY5Y 細胞系，後者主要為血清素能細胞系。 《IBRO 神經科學報告》，2022 年，第 13 卷：第 543–551 頁。
- Kovalevich, J. 與 D. Langford，《在神經生物學中使用 SH-SY5Y 神經母細胞瘤細胞的考量》。《神經元細胞培養：方法與協議》，2013：第 9-21 頁。
- Martin, E.-R.、J. Gandawijaya 及 A. Oguro-Ando，《利用 B-27 補充劑生成谷氨酸能 SH-SY5Y 神經元樣細胞的新方法》。《藥理學前沿》，2022：第 4042 頁。
- 費萊斯（S. Feles）等人，簡化神經母細胞瘤細胞系 SH-SY5Y 的培養條件：功能研究的先決條件。《方法與協議》，2022 年，第 5 卷第 4 期：第 58 頁。
- 王，X.、張，M. 及 劉，H.，《長鏈非編碼RNA17A 調節 SH-SY5Y 細胞系的自噬與凋亡，作為阿茲海默症的體外模型》。《生物科學、生物技術與生物化學》，2019年。 83(4)：第 609-621 頁。
- Ahmad, M.H.等人，柚皮苷可緩解百草枯在SH-SY5Y細胞及帕金森氏症大鼠模型中誘導的多巴胺能神經元喪失。《神經藥理學》，2021年。201：第108831頁。