ヒトのニューロンで起こることの翻訳モデルとして機能する、信頼性のある複製可能なin vitroシステムを持つことは、神経生物学および神経ウイルス学において非常に重要です。このプロトコールでは、SH-SY5Yヒト神経芽腫細胞を培養し、in vitroアプリケーションで使用するための生存ニューロンに分化する方法を説明しています。
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ヒトのニューロンで起こることの翻訳モデルとして機能する、信頼性のある複製可能なin vitroシステムを持つことは、神経生物学および神経ウイルス学において非常に重要です。このプロトコールでは、SH-SY5Yヒト神経芽腫細胞を培養し、in vitroアプリケーションで使用するための生存ニューロンに分化する方法を説明しています。
次の手順は、染色体的に安定なヒト神経芽腫細胞株SH-SY5Yを分化することにより、均一で生存可能なヒト神経細胞培養を得るための、従順で再現性のある方法を説明しています。この方法は、前述のいくつかの方法1〜4を統合し、培地からの血清の逐次除去に基づいています。タイムラインには、細胞外マトリックスタンパク質と神経栄養因子の導入を伴う、段階的な血清飢餓が含まれています。これにより、ニューロンは分化し、上皮細胞はそれに対して選択され、均一なニューロン培養が得られます。代表的な結果は、SH-SY5Y神経芽腫細胞が初期の上皮様細胞表現型から、より広範で分岐したニューロン表現型への分化に成功したことを示しています。このプロトコルは、その後の生化学的および分子的分析に使用できるニューロン培養の均質な集団を生成する信頼性の高い方法を提供し、研究者にヒトの感染および疾患のより正確な翻訳モデルを提供します。
ビトロモデル系で使用する能力は、神経生物学と神経科学の分野を大幅に強化しました。培養中の細胞は、タンパク質の機能と特定の現象の根底にある分子メカニズムを特徴づけるために病気や感染症の病態を理解するために、予備薬物検査の評価を実施するための効率的なプラットフォームを提供します。神経生物学では、細胞培養モデルの主要なタイプは、ラットB35細胞5、ニューロ2Aマウスセル 6、およびラットPC12細胞を7としてラットおよびマウス、および神経芽細胞腫細胞株に由来する初代神経細胞培養物を含みます。このような細胞株の使用が大幅にフィールドを進めているが、非ヒト細胞および組織を処理に関連するいくつかの交絡因子が存在します。人間と比較した場合、これらは理解種特異的代謝過程の違い、病気の症状、および病原性の表現型が含まれます。ことに注意することも重要です再齧歯類モデルおよび経路は、げっ歯類およびヒト8-11との間で保存されているの理解の重要性の限界を強調し、マウスとヒトの遺伝子発現と転写因子のシグナル伝達の間に有意な差です。他のものはN-テラ-2(NT2)ヒト奇形癌細胞株および誘導多能性幹細胞(iPS細胞)を含むヒト神経細胞株の使用を採用しています。これらの細胞株は、 インビトロでのヒト・システムのための優れたモデルを提供します。しかしながら、レチノイン酸(RA)、ニューロン、星状細胞の混合集団の発生をもたらし、さらなる精製工程を必要と放射状グリア細胞12とNT2細胞の分化は、ニューロンの純粋な集団を得ました。また、NT2細胞は、細胞の72%より大きい60染色体で、非常に可変性核型13を示しています。性IPSCは、異なる細胞株の間の区別の変動を示し、分化効率が変化します 14。これらの選択肢を補完するために一貫して再現性のヒト神経細胞モデルを有することが望ましいです。
SH-SY5Y神経芽細胞のような細胞は、親の神経芽細胞腫細胞株SK-N-SHのサブクローンです。親細胞株は、神経芽細胞様および上皮様細胞15の両方含ま骨髄生検から、1970年に生成されました。 SH-SY5Y細胞は、47の染色体からなる、安定な核型を有し、かつ異なるRAの使用を含む機構、ホルボールエステル、およびそのような脳由来などの特定のニューロトロフィンの様々を通して成熟ヒトニューロンへの神経芽細胞のような状態から区別することができます神経栄養因子(BDNF)。前の証拠は異なる方法の使用は、アドレナリン作動性、コリン作動性、およびドーパミン作動性ニューロン16,17のような特定のニューロンのサブタイプに選択できることを示唆しています。この後者の側面は、神経生物学実験の多数のためのSH-SY5Y細胞が有用となります。
ontent ">いくつかの研究は、未分化および分化した状態で、SH-SY5Y細胞との間の重要な違いを指摘している。SH-SY5Y細胞が未分化である場合、それらは急速に増殖し、非常に少数の、短いプロセスと、非偏光であるように思われる。彼らは多くの場合、成長します塊および分化、これらの細胞は増殖の減少、長く、分枝プロセスを拡張し、場合によっては2,18を偏光する。未成熟ニューロン18,19を示すマーカーを発現する。完全に分化したSH-SY5Y細胞は、以前に発現することが実証されています成長関連タンパク質(GAP-43)、ニューロン核(NeuNの)、シナプトフィジン(SYN)、シナプス小胞タンパク質II(SV2)、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)と微小管関連タンパク質(MAP)を含む成熟ニューロンの異なる様々なマーカー2,16,17,20、および4。SH-SY5Y細胞の分化をさらに支持するものreprese例えばグリア細胞繊維性酸性タンパク質(GFAP)のようなグリアのマーカーの発現を欠いているためにntの均質なニューロン集団は、BDNFの除去は、細胞のアポトーシスを4になります。これは、分化したSH-SY5Y細胞の生存は、成熟ニューロンに類似栄養因子に依存することを示唆しています。サブクローンは、1978年3に設立されて以来、SH-SY5Y細胞の使用が増加している。その使用のいくつかの例としては、パーキンソン病17、アルツハイマー病21、およびポリオウイルス22などのウイルス感染症の病因、エンテロウイルス71(EV71)23,24を調査含ま、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)1、ヒトサイトメガロウイルス25、および単純ヘルペスウイルス(HSV)2,26。 SH-SY5Y細胞を用いたいくつかの研究は、特に神経ウイルス学27-36の分野において、その未分化形態において、これらの細胞を使用していることに留意することが重要です。分化したSH-SY5Y細胞対未分化の観察された表現型の違いは、WHEの問題を提起しますTHER感染の観察進行が成熟分化したニューロンで異なるだろう。例えば、分化したSH-SY5Y細胞は、原因HSVに結合し、未分化SH-SY5Y細胞2のエントリを調節する表面受容体の欠如にすることができる未分化、増殖するSH-SY5Y細胞に対するHSV-1の取り込みのより高い効率を有します。 in vitroでのニューロンのテストに焦点を当てた実験を設計する際に、SH-SY5Y細胞をin vivoモデルに変換し、比較のために最も正確な結果を得るためには区別されるべきであることが重要です。
ヒトニューロン培養物を生成するための信頼できる方法の開発は、研究者は正確に人間の神経系をモデル化する翻訳実験を実行することを可能にするのに不可欠です。ここで紹介するプロトコルは区別されている人間の神経細胞を濃縮するために、従来の方法1-4由来のベストプラクティスを描く手順ですレチノイン酸を使用。
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1.一般的な考慮事項
SH-SY5Yメンテナンス文化の2パッセージ
3.凍結SH-SY5Y細胞
4.解凍と文化未分化SH-SY5Y神経芽腫細胞
5. 0日:分化のためのめっきセル
6. 1日目:メディアの変更(分化メディア#1)
7. 3日目:メディアの変更(分化メディア#1)
8. 5日目:メディアの変更(分化メディア#1)
9. 7日目:セルの分割1:1
10. 8日目:変更メディア(分化メディア#2)
11. 9日目:細胞外マトリックス(ECM)を準備コートディッシュ
12日10:転送細胞にECMコーティングプレート1:1
13.日11:メディアの変更(分化メディア#3)
14日14:メディアの変更(分化メディア#3)
15.日17:最後のメディアの変更(分化メディア#3)
16.日18:使用する準備ができて神経細胞培養
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現時点では、未分化SH-SY5Y細胞は、ヒトのニューロン27-36のための機能モデルとして使用されている神経生物学と神経ウイルス学の分野で多くのインスタンスがあり、重要なのは、未分化細胞である、そのような最適なウイルスの取り込み2のような表現型を欠いてもよいです正確な解釈のために必要な。 SH-SY5Y細胞または他のin vitroの神経系を使用する場合、細胞は適切にインビボで神経細胞に発生することができるものの可能な限り最高の表現であるデータを得るために、神経細胞に分化することが重要です。その後の生化学的およびイメージングのために使用することができる18日以内に高い生存、均質、分化した神経細胞の培養上プロトコル収率は、分析します。細胞を分化しつつ、未分化SH-SY5Y神経芽腫細胞は、外向きに延びる多数の短いプロセスと大、フラット、上皮様表現型( 図2A)を実証しますsが周囲の細胞( 図2B)に接続し、いくつかの神経突起の突起を有しています。 SH-SY5Y細胞の分化と、細胞は、ニューロンの...
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上記のプロトコルは、均質かつ実行可能な人間の神経細胞培養を生成するための簡単で再現性のある方法を提供します。このプロトコルは、いくつかの以前に公開された方法1-4を統合手法と実践を利用し、それぞれのベストプラクティスを描写することを目指しています。 SH-SY5Y細胞の分化は、緩やかな血清欠乏に依存しています。レチノイン酸、神経栄養因子および細胞外マトリックスタンパク質の添加。シリアル分割は分化し、成熟した付着性ニューロンを選択しました。この細胞株は、付着性と懸濁された細胞の異種集団として始まります。このプロトコルは、継代またはメディア変更前のPBS洗浄を源泉徴収することにより、両方の集団を維持することを目指していたが、懸濁された細胞のいくつかの損失が死んだ上皮細胞の除去を可能にすることが必要です。提示された方法は、更なる実験のために分化したヒトSH-SY5Y神経細胞の均質な集団を生成します。
パーソナルプラグインが、R剤は、コリン作動性またはアドレナリン作動性表現型16,17へのニューロンの分化を誘導するために使用することができ、S...
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著者らは開示するものは何もない。
SH-SY5Y分化のための条件の最適化におけるYolanda Tfuriの貢献と、この研究が始まった研究室のLynn Enquist博士の支援に感謝します。Y. Tafuriは図3に示す画像を提供しました。この研究は、NIH-NIAID Virus Pathogens Resource(ViPR)、Bioinformatics Resource Center(MLSおよびL. Enquist)、およびK22 AI095384(MLS)の支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| B-27 | ThermoFisher Scientific | 17504-044 | <><脳 |
| 由来神経栄養因子 (BDNF) | Sigma | SRP3014 (10 μg)/B3795 (5 μg) | |
| ジブチリル環状AMP(db-cAMP) | グマ | D0627 | 調製については<>表<1>を参照してください |
| DMSO | ATCC | 4-X-Minimum | |
| Essential Medium Eagle (EMEM) | Sigma | M5650-Fetal | |
| Bovine Serum (FBS) | Hyclone | SH30071.03 | 調製については表 1 |
| GlutamaxI | Life Technologies | 35050-061-Glutamine | |
| Hyclone | SH30034.01 | - | |
| 塩化カリウム (KCl) | Fisher Scientific | BP366-1 | の調製については表 1 |
| シグマ | E0282 | プロトコルのステップ11を参照してください | |
| Neurobasal | Life Technologies | 21103-049 | - |
| ペニシリン/ストレプトマイシン(ペン/連鎖球菌) | Life Technologies | 15140-122 | - |
| レチノイン酸(RA) | シグマ | R2625 | で4°Cで保管する必要があります。この試薬は光感受性であるため、この試薬は光感受性 |
| SH-SY5Y細胞 | ATCC | CRL-2266-0.5 | |
| %トリプシン+ EDTA | ライフテクノロジー | ズ15400-054 | - |
| ファルコン35ミリメートルTC皿 | ファルコン(コーニングブランド) | 353001 | - |
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