Name: differentiation of the sh-sy5y human neuroblastoma cell line
Uploaded: 2016-02-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Differentiation of the SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cell Line at JoVE.com

We are grateful for the contributions of Yolanda Tafuri in optimizing conditions for SH-SY5Y differentiation, and for the support of Dr. Lynn Enquist, in whose lab this work was initiated. Y. Tafuri contributed the images shown in Figure 3. This work was supported by the NIH-NIAID Virus Pathogens Resource (ViPR) Bioinformatics Resource Center (MLS and L. Enquist) and K22 AI095384 (MLS).

1. Genel Hususlar <ol><li> Gerekli reaktiflerin listesi için Malzemeleri / Ekipman Tablo bakın. sıkı aseptik koşullarda tüm adımları uygulayın. </li><li> FBS içeren tüm ortam preparasyonlar için ısı ile inaktive edilmiş fetal büyükbaş hayvan serumu (hiFBS) kullanın. Isı ile inaktive edilmesi için, her 10 dakikada bir ters çevrilerek 30 dakika için 56 ° C&#39;de FBS, 50 ml&#39;lik bir şişe sıcak (ayrıca Tablo 1 e bakınız). Not: FBS ısı inaktive edilmeden kullanıldığında, epitel benzeri fenotip SH-SY5Y hücrelerinin kültürleri içinde daha hızlı bir şekilde ilerler. </li><li> Kullanımdan önce, ortam ısınmaya bırakılmış ve her adımda önce uygun bir pH dengesini oluşturmak için bir kuluçka makinesi içinde dengelenmeye gelmeye bırakın. Örnek olarak, ortam, 50 ml tam dengelenmeye yaklaşık bir saat sürer (pH 7, 37 ° C,% 5 CO2). Not: Bu protokol, tripsinize edilmiş ve yeniden kaplanacak kısmen farklılaşmış SH-SY5Y hücreleri gerektiren iki aşamalı bir ayırma prosedürü kullanılır. Bu stresliBu son derece kırılgan hücreler için süreç. Nedenle, en az zaman miktarı için tripsin hücreleri inkübe etmek önemlidir. Bu hala çanak bağlı epitel benzeri hücreleri bırakarak nöronların tercihli bir hareket başlangıcı sağlayacaktır. </li><li> yavaş yavaş hücreleri içeren konik tüp alt karşı ucu ile 10 ml plastik pipet ile farklılaşmış hücrelerin öğütme gerçekleştirin. yukarı ve aşağı hayır, yavaş hızda daha fazla beş kez öğütme gerçekleştirin. </li></ol> SH-SY5Y Bakım Kültürlerin 2. Passage <ol><li> Hücreler% 70-80 birikime ulaşmış ve 10 ila 15 pasajlar aşmamaktadır bölünmüş bakım kültürleri. Kültürler, tipik olarak (varsayarak kültürler bölme sırasında 5 kat daha seyreltildi değildir) her 3-5 günde geçirilmiş olması gerekir. </li><li> T-75 balonuna geçişin hücreleri, ardından PBS 1X yaklaşık 10 ml ile yıkayın, ortam aspire. Not: SH-SY5Y bakım kültürleri fu yarma önermiyoruz1&#39;den rther: 5 Pasajlanması sırasında bu hücreler düşük confluency nedeniyle ölmesine neden olabilir, çünkü. </li><li> PBS aspire ve daha sonra 2.5 ml% 0.05 tripsin-EDTA (1 x) ekleyin. </li><li> inkübatör 2-3 dakika içinde inkübe ve balonun yüzeyindeki hücrelerin serbest bırakmak için yavaşça ucu. </li><li> 10 ml temel büyüme ortamında ekleyin (bakınız Tablo 2) ve 1-2 kez Karışım. </li><li> 1000 xg&#39;de 2 dakika aşağı Spin, aspirat medya, daha sonra 5 ml Temel Büyüme Medya pelletini. </li><li> T-75 balonuna normal kaplama için 20 ml&#39;lik bir toplam hacim içinde 5 veya farklılaşması (Bölüm 5) saymak ve plaka: 1 ila 3: 1 hücreleri ile seyreltilir. </li></ol> 3. Dondurucu SH-SY5Y hücreleri <ol><li> % 5 (h / h) DMSO ile desteklenmiş temel büyüme ortamında SH-SY5Y nöroblastoma hücrelerinin erken pasajlar dondurun. </li><li> Başlangıçta, 24 saat süre ile, -80 ° C&#39;de alikot sonra dondurularak uzun süreli depolama için sıvı azot transfer. Not: Başvuru için konfluent (% 75-85), T-75 şişesi beş verecektirdondurma için SH-SY5Y hücrelerinin 1 ml&#39;lik eş payları. Bu alikotları her biri toplam bir yerde 2-5 milyon hücre içermelidir. </li></ol> 4. Çözülme ve Kültür ayrım yapılmamış SH-SY5Y Nöroblastom Hücreleri <ol><li> Temel Büyüme Medya hazırlayın. </li><li> Hızla bir 37 ° C su banyosu (yaklaşık 2 dakika) donmuş hücrelerini eritin. </li><li> 15 ml konik bir tüp içinde 9 ml temel büyüme ortamında yeniden süspanse hücreleri ve daha sonra 1,000 x g&#39;de 2 dakika süre ile santrifüjlenir. </li><li> Süpernatant aspire 10 ml Temel Büyüme Medya pelet hücreleri, ve yavaşça tekrar süspansiyon hücreleri rahatsız etmemek için dikkatli olurken. </li><li> T-25 balonuna veya 60 mm 2 tabağa plaka hücreleri. </li><li> Ertesi gün, ölü hücreleri çıkarmak için ortamı değiştirin. </li></ol> 5. Gün: 0 Farklılaşma için Kaplama Hücreler <ol><li> Farklılaşma programı için Bkz: Şekil 1. </li><li> 1x PBS, aspirat ile farklılaşmamış hücreler durulayın ve sonra 1-2 ml ısındı kullanarak trypsinize1x% 0.05 Tripsin-EDTA. </li><li> Hücreler tripsin içinde olduğunda, bir kuluçka makinesi içinde, yaklaşık 3 dakika boyunca inkübe edin. </li><li> , 10 ml Temel Büyüme Medya ekleyerek tripsin Quench şişeye ya da yemeğin kenarlarını durulayın ve nazikçe 1-3 kez çiğnemek. 15 ml konik tüp içeriği aktarın. </li><li> pelet rahatsız etmemek için dikkatli olurken 1,000 xg&#39;de 2 dakika süreyle santrifüj ve medya aspire. </li><li> Süspanse 5 ml Temel Büyüme Medya pelet ve 1-3 kez çiğnemek. </li><li> Bir hemasitometre kullanarak hücreleri saymak, sonra / ml 50,000 hücrelere Temel Büyüme Medya kullanarak sulandırmak. </li><li> Plaka 2 çanak başına 100,000 hücre toplam 35 mm2 çanak başına hücre ml tekrar inkübatör içine yerleştirin. </li></ol> 6. Gün 1: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 1) <ol><li> Farklılaşma Ortam # 1 kısım 50 mi (bakınız Tablo 2) ve 37 ° C su banyosu içinde inkübe edilir. </li><li> Ortam ısıtıldı olduğunda, (bir kuluçka makinesi içinde dengelenmeye 37 sağlar° C,% 5 CO2), en azından bir saat için, kullanımdan önce uygun bir pH dengesini kurmak. </li><li> Retinoik Asit (RA) ekleyin hemen yemekleri medya eklemeden önce ısındı ve dengelenmiş medya (Tablo 1). Not: Retinoik asit ışığa duyarlı ve 4 ° C&#39;de koyu renkli şişelerde muhafaza edilmelidir </li><li> Yavaşça eski medya aspire ve atın. </li><li> 35 mm 2 tabak başına RA 2 ml Farklılaşma Medya 1. ekleyin ve inkübatör dönmek. </li></ol> 7. Gün 3: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 1) <ol><li> Tekrarlama Bölüm 6 (1-5 adımlar) </li></ol> 8. Gün 5: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 1) <ol><li> Tekrarlama Bölüm 6 (1-5 adımlar) </li></ol> 9. Gün 7: Hücreleri Böl 1: 1 <ol><li> RA ısındı ekle ve hemen yemekleri medyayı eklemeden önce Farklılaşma Medya 1. dengelenmiş. </li><li> Yavaşça eski medya aspire ve atın. </li><li> 200 ul ekle35 mm 2 tabak başına% 0.05 1x tripsin EDTA ısındı ve yaklaşık 2-3 dakika ya da hücrelere kadar gözle görülür bir mikroskop altında gözlenen olarak plaka kaldırılır inkübatör sıcak. </li><li> 35 mm 2 tabak başına RA 2 ml Farklılaşma Medya 1. ekleyerek tripsin Quench ve plaka kapalı nöronal hücrelerin kalan durulama ortam kullanın. Daha sonra, 50 ml konik tüp içeriğini aktarın. Not: trypsinization aşamaları sırasında, aynı anda çok sayıda yemekleri trypsinize yok. Bu sitotoksik olabilir, nöronal kültürler için çok uzun tripsin inkübe değildir sağlamaya yardımcı olur. </li><li> 50 ml konik tüp içinde 10 kadar yemekler birleştirin ve yavaşça yukarı ve en fazla beş kez aşağı 10 ml plastik pipet ile yavaş yavaş çiğnemek. </li><li> Kısım 2 ml hücre taze 35 mm 2 kaplarına süspansiyon ve inkübatör dönmek. </li></ol> 10. 8. Gün: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 2) <ol><li> RA ekleyin (bkz &lt;strong&gt; Tablo 1) ısıtılır ve hemen yemekleri medyayı eklemeden önce medyayı dengelenmiş için. </li><li> Yavaşça eski medya aspire ve atın. </li><li> Yavaşça 2 ml farklılaşma medya # 2 (bakınız Tablo 2) ekleyin 35 mm 2 çanak ve inkübatör dönüş başına RA. izin verme nöronlar, hızlı bir şekilde kuru gibi uzun bir süre boyunca havaya maruz. </li></ol> 11. Gün 9: Ekstrasellüler Matrix (ECM) hazırlayın Kaplı Yemekleri <ol><li> buz üzerinde ECM çözümün bir şişe çözülme ve 1 sulandırmak: 100 soğuk DMEM içine. </li><li> Her 35 mm 2 çanak içine karışımı 2 ml dağıtın ve yemeğin tüm baz kaplı olduğundan emin olun. </li><li> Bir inkübatör içerisinde yer (37 ° C,% 5 CO2), 1 saat veya gece boyunca. </li><li> Aspire karışımı ve başlıkta yaklaşık olarak 1 saat süre ile kurumaya bırakın. en fazla 2 ay boyunca oda sıcaklığında saklayınız. </li></ol> 12. Gün 10: Aktarım Hücreler üzerineECM ile kaplı levhalar 1: 1 <ol><li> RA ekle hemen yemekleri medyayı eklemeden önce ısındı ve dengelenmiş medya (Tablo 1). </li><li> Yavaşça medya aspire ve atın. </li><li> Her 35 mm2 çanak tripsin ısıtıldı 200 ul ilave edin ve yaklaşık 1-2 dakika boyunca ya da nöronlar gözle mikroskop altında görüldüğü gibi, çanak kaldırılıncaya kadar oda sıcaklığında inkübe edin. Not: tripsin ile nöronların aşırı-inkübe ve hasara neden olmamak için oda sıcaklığında bu trypsinization adımı yürütün. Nöronlar bu aşamada epitel benzeri hücreler çok daha hızlı plakaları bırakın. </li><li> 35 mm 2 tabak başına 2 ml Farklılaşma Medya 2. ekleyerek tripsin gidermek ve plaka kapalı nöronal hücrelerin kalan durulama ortam kullanın. Daha sonra, 50 ml konik tüp içeriğini aktarın. </li><li> 50 ml konik tüp içinde 10 kadar yemekler birleştirin ve yavaşça yukarı ve sahip en fazla beş kez aşağı yavaşça çiğnemek10 ml&#39;lik plastik pipet. </li><li> ECM-kaplı 35 mm 2 yemekleri içine 2 ml hücre süspansiyonu koyun ve inkübatör dönmek. </li></ol> 13. Gün 11: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 3) <ol><li> RA ekle hemen yemekleri medyayı eklemeden önce ısındı ve dengelenmiş medya (Tablo 1). </li><li> Yavaşça eski medya aspire ve atın. </li><li> Yavaşça 35 mm 2 tabak başına RA 2 ml Farklılaşma Medya 3. (bakınız Tablo 2) ekleyin ve inkübatör dönmek. izin verme nöronlar uzun bir süre boyunca havaya maruz. </li></ol> 14. Gün 14: Değişim Medya (Farklılaşma Medya # 3) <ol><li> Tekrarlama Bölüm 13 (1-3 arasındaki adımları) </li></ol> 15. Gün 17: Son Medya Değişimi (Farklılaşma Medya # 3) <ol><li> Tekrarlama Bölüm 13 (1-3 arasındaki adımları) </li></ol> 16. Gün 18: Kullanıma Hazır Nöronal Kültürleri <ol><li> Taze Diff bir ortam3 günde RA, farklılık yaratmak Medya 3. nöron sağlığını korumak için. Hücreler nöronlar içine ayırt edilmelidir ve nöronal fenotip sergilerler Not:. Kültürler, terminal farklılaşma, aşağıdaki sonra 14 gün boyunca, tipik olarak stabil, nöron canlılığının Ancak süresi farklılaşma başlangıcında farklılaşmamış hücreler geçiş sayısına bağlıdır. Daha yüksek geçiş sayıları kısa kullanım ömrü ile farklı nöronların verim. </li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Yukarıdaki protokol homojen ve uygun bir insan nöronal kültürler meydana getirmek için basit ve tekrarlanabilir bir yöntem sağlar. Bu protokol teknikleri ve her birinin en iyi uygulamaları tanımlamak için birkaç daha önce yayınlanmış yöntemler 1-4 ve amaçlarını entegre uygulamaları kullanır. SH-SY5Y hücrelerinin farklılaşması kademeli serum yoksunluğu dayanır; retinoik asit, nörotrofik faktörler ve hücre dışı matris proteinlerinin eklenmesi; ve seri yarma farklılaşmış olgu...

Vitro model sistemlerinde kullanma yeteneği büyük ölçüde nörobiyoloji ve nörolojik bilimler alanlarını artırmıştır. kültürde Hücreler hastalık ve enfeksiyon patolojisi anlamak ve ön uyuşturucu testi değerlendirmeleri gerçekleştirmek için, protein işlevsellik ve moleküler mekanizmalar yatan spesifik olayları karakterize etmek verimli bir platform sağlar. Nörobiyolojisinde, hücre kültürü modelleri arasında en önemli tipleri, örneğin, sıçan B35 hücreleri 5, Neuro-2A, fare hücreleri 6 ve sıçan PC12 hücrelerinin 7 gibi sıçan ve fareler ve nöroblastom hücre çizgilerinden türetilen primer nöron kültürleri içerir. Bu hücre çizgilerinin kullanımı önemli ölçüde alanı gelişmiş olmasına rağmen, insan olmayan hücreler ve doku tutulması ile ilgili çok sayıda karıştırıcı faktörler vardır. insanlara kıyasla bu anlayış türe özgü metabolik süreçlerde farklılıkları, hastalık tezahürü ve patogenezi fenotipleri içerir. Dikkat etmek de önemlidirkemirgen modellerinin sınırlamaları ve yollar kemirgenler ve insanlarda 8-11 arasında korunmuştur anlayış önemini vurgulayarak fare ve insan gen ifadesi ve transkripsiyon faktörü sinyalizasyon arasında önemli farklılıklar, yeniden bulunmaktadır. Diğer N-tera-2 (NT2), insan teratokarsinoma hücre hattı ve uyarılabilir pluripotent kök hücreler (iPSCs) dahil olmak üzere insan nöronal hücre çizgilerinin kullanımı kullanmışlardır. Bu hücre hatları in vitro insan sistemler için iyi modeller sunar. Bununla birlikte, retinoik asit (RA) nöronları, astrositler oluşan karışık bir popülasyonda oluşmasına neden ve ek saflaştırma adımı gerektiren radyal glial hücreleri 12 ile NT2 hücre farklılaşması nöronların saf popülasyonları elde edildi. Buna ek olarak, NT2 hücre hücrelerin% 72 daha büyük 60 kromozomlu bir çok değişken karyotipe 13 göstermektedir. iPSCs farklı hücre hatları arasında farklılaşmasında değişkenlik göstermektedir ve farklılaşma etkinliğinde değişiklik gösterebilir<html> 14. Alternatiflerin güzelleştirmek için tutarlı ve tekrarlanabilir bir insan nöron hücresi modeli olması arzu edilen bir durumdur. SH-SY5Y neuroblast benzeri hücreler, ebeveyn nöroblastoma hücre çizgisi SK-N-SH bir alt klon vardır. Parenteral hücre hatları neuroblast benzeri ve epitel benzeri hücreler 15 hem de içeren bir kemik iliği biyopsisinden 1970 üretilmiştir. SH-SY5Y hücreleri 47 kromozom içeren stabil karyotipe sahiptir ve farklı RA kullanımı dahil olmak üzere, mekanizma, forbol esterler ve beyin-türevi gibi belirli nörotrofinlerin çeşitli aracılığıyla, olgun insanlara özgü nöronlar bir neuroblast benzeri durumundan ayırt edilebilir nörotrofik faktör (BDNF). Önceki kanıtlar, farklı yöntemlerin kullanılması gibi adrenerjik, kolinerjik ve dopaminerjik nöronlar 16,17 gibi belirli nöron alt tipleri için seçebileceğiniz düşündürmektedir. Bu ikinci yönü Nörobiyoloji deneyler bir çok yararlı SH-SY5Y hücreleri sağlar. ontent &quot;&gt; Çeşitli çalışmalar onların farklılaşmamış ve farklılaştırılmış devletlerde SH-SY5Y hücreleri arasındaki önemli farklılıklar kaydetti. Zaman SH-SY5Y hücreleri farklılaşmamış, onlar hızla çoğalır ve çok az, kısa süreçleri, polarize olmayan gözükmektedir. Bunlar genellikle büyümek farklılaştırılmış olgunlaşmamış nöronların 18,19 göstergesidir kümeleri ve ekspres belirteçleri., bu hücrelerin uzun kollara ayrılmış işlemleri, çoğalma azalma uzanır, ve bazı durumlarda 2,18 polarize. farklılaşmış SH-SY5Y hücreleri, daha önce bir ifade gösterilmiştir büyüme-ilişkili protein (GAP-43), nöronal çekirdekleri (Neun), sinaptofizin (SYN), sinaptik vezikül proteini II (SV2), nöron spesifik enolaz (NSE) ve mikrotübül ilişkili protein (MAP) dahil olgun nöronlar farklı belirteçlerin çeşitli 2,16,17,20, ve glial fibriller asidik protein (GFAP) 4 olarak glial markerlerin ifadesi için geçerli değildir. SH-SY5Y hücreleri huk ayırt fazla desteklemeknt homojen bir nöronal nüfus, BDNF kaldırılması hücresel apoptoz 4 sonuçlanır. Bu farklılaşmış SH-SY5Y hücrelerinin hayatta kalma nöronlar olgun benzer trofik faktöre bağlı olduğunu göstermektedir. Subclone 1978 3 yılında kurulmuştur beri SH-SY5Y hücrelerinin kullanımı artmıştır. Kullanımlarına bazı örnekler Parkinson hastalığı 17, Alzheimer hastalığı 21 ve poliovirüsün 22 enterovirüs 71 (EV71) gibi viral enfeksiyon patogenezi 23,24 soruşturma dahil , varicella-zoster virüsü (VZV), 1, insan sitomegalovirüs 25, ve herpes simpleks virüsü (HSV) 2,26. Özellikle neurovirology 27-36 alanında, SH-SY5Y hücreleri farklılaşmamış formunda bu hücreleri kullandık kullanarak bu çeşitli çalışmalar dikkat etmek önemlidir. ayırt SH-SY5Y hücrelerinin karşılık farklılaşmamış gözlenen fenotipin fark whe sorusunu gündeme getirmektedirTher enfeksiyon gözlenen ilerleme olgun farklılaştırılmış nöronlar farklı olurdu. Örneğin, farklılaşmış SH-SY5Y hücreleri, HSV bağlanan ve farklılaşmamış SH-SY5Y hücrelerinin 2 giriş modüle yüzeyi reseptörlerinin olmaması olabilir farklılaşmamış, prolifere olan SH-SY5Y hücrelerinin karşı, HSV-1 alımı, daha yüksek bir verimliliğe sahiptir. In vitro nöronları test odaklı bir deney tasarımı, SH-SY5Y hücreleri in vivo modeller için çeviri ve karşılaştırma için en doğru sonuçlar elde etmek için farklılaştırılması gerektiğini bu nedenle önemlidir. insan nöronal kültürlerin üretmek için güvenilir bir yöntem geliştirme araştırmacılar doğru insan sinir sistemini modellemek öteleme deneyler gerçekleştirmek için izin zorunludur. Burada sunulan protokol farklılaşmış insan nöronlar için zenginleştirmek için önceki yöntemlerden 1-4 türetilen en iyi uygulamaları delineates bir işlemdirretinoik asit.

<table><tbody><tr><td>B-27</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>17504-044</td><td>See &lt;strong&gt;Table 1&lt;/strong&gt; for preparation</td></tr><tr><td>Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)</td><td>Sigma</td><td>SRP3014 (10 &amp;mu;g)/B3795 (5 &amp;mu;g)</td><td>See &lt;strong&gt;Table 1&lt;/strong&gt; for preparation</td></tr><tr><td>dibutyryl cyclic AMP (db-cAMP)</td><td>Sigma</td><td>D0627</td><td>See &lt;strong&gt;Table 1&lt;/strong&gt; for preparation</td></tr><tr><td>DMSO</td><td>ATCC</td><td>4-X</td><td>-</td></tr><tr><td>Minimum Essential Medium Eagle (EMEM)</td><td>Sigma</td><td>M5650</td><td>-</td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum (FBS)&amp;nbsp;</td><td>Hyclone</td><td>SH30071.03</td><td>See &lt;strong&gt;Table 1&lt;/strong&gt; for preparation</td></tr><tr><td>GlutamaxI</td><td>Life Technologies</td><td>35050-061</td><td>-</td></tr><tr><td>Glutamine</td><td>Hyclone</td><td>SH30034.01</td><td>-</td></tr><tr><td>Potassium Chloride (KCl)</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP366-1</td><td>See &lt;strong&gt;Table 1&lt;/strong&gt; for preparation</td></tr><tr><td>MaxGel Extracellular Matrix (ECM) solution</td><td>Sigma</td><td>E0282</td><td>See step 11 of the protocol</td></tr><tr><td>Neurobasal</td><td>Life Technologies</td><td>21103-049</td><td>-</td></tr><tr><td>Penicillin/Streptomycin (Pen/Strep)</td><td>Life Technologies</td><td>15140-122</td><td>-</td></tr><tr><td>Retinoic acid (RA)</td><td>Sigma</td><td>R2625</td><td>Should be stored in the dark at 4 &amp;deg;C because this reagent is light sensitive</td></tr><tr><td>SH-SY5Y Cells</td><td>ATCC</td><td>CRL-2266</td><td>-</td></tr><tr><td>0.5% Trypsin + EDTA</td><td>Life Technologies</td><td>15400-054</td><td>-</td></tr><tr><td>Falcon 35 mm TC dishes</td><td>Falcon (A Corning Brand)</td><td>353001</td><td>-</td></tr></tbody></table>

differentiation of the sh-sy5y human neuroblastoma cell line

Having appropriate in vivo and in vitro systems that provide translational models for human disease is an integral aspect of research in neurobiology and the neurosciences. Traditional in vitro experimental models used in neurobiology include primary neuronal cultures from rats and mice, neuroblastoma cell lines including rat B35 and mouse Neuro-2A cells, rat PC12 cells, and short-term slice cultures. While many researchers rely on these models, they lack a human component and observed experimental effects could be exclusive to the respective species and may not occur identically in humans. Additionally, although these cells are neurons, they may have unstable karyotypes, making their use problematic for studies of gene expression and reproducible studies of cell signaling. It is therefore important to develop more consistent models of human neurological disease. 
The following procedure describes an easy-to-follow, reproducible method to obtain homogenous and viable human neuronal cultures, by differentiating the chromosomally stable human neuroblastoma cell line, SH-SY5Y. This method integrates several previously described methods1-4 and is based on sequential removal of serum from media. The timeline includes gradual serum-starvation, with introduction of extracellular matrix proteins and neurotrophic factors. This allows neurons to differentiate, while epithelial cells are selected against, resulting in a homogeneous neuronal culture. Representative results demonstrate the successful differentiation of SH-SY5Y neuroblastoma cells from an initial epithelial-like cell phenotype into a more expansive and branched neuronal phenotype. This protocol offers a reliable way to generate homogeneous populations of neuronal cultures that can be used for subsequent biochemical and molecular analyses, which provides researchers with a more accurate translational model of human infection and disease.

Şu anda, bu tür olan optimum viral alımı 2 olarak farklılaşmamış SH-SY5Y hücreleri önemlisi, farklılaşmamış hücreler olmayabilir insan nöronlar 27-36 ve fenotipleri için fonksiyonel bir model olarak kullanılmakta olan nörobiyoloji ve neurovirology alanında birçok örnekleri vardır doğru yorumlanması için gerekli. In vitro nöronal sistem SH-SY5Y hücreleri kullanılarak ya da başka bir zaman, hücreler uygun bir şekilde, in vivo nöron meydana olabilir n...

Watch this Scientific Journal Video about Differentiation of the SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cell Line at JoVE.com

Differentiation of the SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cell Line

It is critical in neurobiology and neurovirology to have a reliable, replicable in vitro system that serves as a translational model for what occurs in vivo in human neurons. This protocol describes how to culture and differentiate SH-SY5Y human neuroblastoma cells into viable neurons for use in in vitro applications.

SH-SY5Y İnsan Nöroblastom Hücre Hattı Farklılaşma

Having appropriate in vivo and in vitro systems that provide translational models for human disease is an integral aspect of research in neurobiology and ...

differentiation-of-the-sh-sy5y-human-neuroblastoma-cell-line

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

71.2K Görüntüleme.  The Pennsylvania State University. It is critical in neurobiology and neurovirology to have a reliable, replicable in vitro system that serves as a translational model for what occurs in vivo in human neurons. This protocol describes how to culture and differentiate SH-SY5Y human neuroblastoma cells into viable neurons for use in in vitro applications. 

Video: Differentiation of the SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cell Line

Differentiation of a Human Neural Stem Cell Line on Three Dimensional Cultures, Analysis of MicroRNA and Putative Target Genes

Neural stem cells (NSCs) are capable of self-renewal and differentiation into neurons, astrocytes and oligodendrocytes under specific local microenvironments. In here, we present a set of methods used for three dimensional (3D) differentiation and miRNA analysis of a clonal human neural stem cell (hNSC) line, currently in clinical trials for stroke disability (NCT01151124 and NCT02117635, Clinicaltrials.gov). HNSCs were derived from an ethical approved first trimester human fetal cortex and conditionally immortalized using retroviral integration of a single copy of the c-mycERTAMconstruct. We describe how to measure axon process outgrowth of hNSCs differentiated on 3D scaffolds and how to quantify associated changes in miRNA expression using PCR array. Furthermore we exemplify computational analysis with the aim of selecting miRNA putative targets. SOX5 and NR4A3 were identified as suitable miRNA putative target of selected significantly down-regulated miRNAs in differentiated hNSC. MiRNA target validation was performed on SOX5 and NR4A3 3&#8217;UTRs by dual reporter plasmid transfection and dual luciferase assay.

With the intent of characterizing changes in miRNAs on differentiated human neural stem cells (hNSCs) we describe hNSC differentiation on a three dimensional system,the evaluation of changes in microRNA expression by miRNA PCR array, and computational analysis for miRNA target prediction and its validation by dual luciferase assay.

Üç Boyutlu Kültürleri, mıkroRNA Analizi ve Putatif Hedef Genler üzerinde bir İnsan Sinir Kök Hücre Hattı Farklılaşma

Neural stem cells (NSCs) are capable of self-renewal and differentiation into neurons, astrocytes and oligodendrocytes under specific local ...

Gelişim Biyolojisi

Isolation, Enrichment, and Maintenance of Medulloblastoma Stem Cells

Brain tumors have been suggested to possess a small population of stem cells that are the root cause of tumorigenesis. Neurosphere assays have been generally adopted to study the nature of neural stem cells, including those derived from normal and tumorous tissues. However, appreciable amounts of differentiation and cell death are common in cultured neurospheres likely due to sub-optimal condition such as accessibility of all cells within sphere aggregates to culture medium.
Medulloblastoma, the most common pediatric CNS tumor, is characterized by its rapid progression and tendency to spread along the entire brain-spinal axis with dismal clinical outcome. Medulloblastoma is a neuroepithelial tumor of the cerebellum, accounting for 20% and 40% of intracranial and posterior fossa tumor in childhood, respectively1. It is now well established that Shh signaling stimulates proliferation of cerebellar granule neuron precursors (CGNPs) during cerebellar development 2-4. Numerous studies using mouse models, in which the Shh pathway is constitutively activated, have linked Shh signaling with medulloblastoma 5-9.
A recent report has shown that a subset of medulloblastoma cells derived from Patched1LacZ/+ mice are cancer stem cells, which are capable of initiating and propogating tumors 10. Here we describe an efficient method to isolate, enrich and maintain tumor stem cells derived from several mouse models of medulloblastoma, with constitutively activated Shh pathway due to a mutation in Smoothened (11, hereon referred as SmoM2), a GPCR that is critical for Shh pathway activation. In every isolated medulloblastoma tissue, we were able to establish numerous highly proliferative colonies. These cells robustly expressed several neural stem cell markers such as Nestin and Sox2, can undergo serial passages (greater than 20) and were clonogenic. While these cultured tumor stem cells were relatively small, often bipoar with high nuclear to cytoplasmic ratio when cultured under conditions favoring stem cell growth, they dramatically altered their morphology, extended multiple cellular processes, flattened and withdrew from the cell cycle upon switching to a cell culture medium supplemented with 10% fetal bovine serum. More importantly, these tumor stem cells differentiated into Tuj1+ or NeuN+ neurons, GFAP+ astrocytes and CNPase+ oligodendrocytes, thus highlighting their multi-potency. Furthermore, these cells were capable of propagating secondary medulloblastomas when orthotopically transplanted into host mice.

This protocol describes the isolation, enrichment, and maintenance of medulloblastoma tumor stem cells derived from mutant mice with ectopic Sonic hedgehog pathway activity.

Medulloblastom Kök Hücreleri İzolasyon, Zenginleştirme ve Bakım

Brain tumors have been suggested to possess a small population of stem cells that are the root cause of tumorigenesis. Neurosphere assays have been ...

Nörobilim

Flow Cytometry-based Drug Screening System for the Identification of Small Molecules That Promote Cellular Differentiation of Glioblastoma Stem Cells

Glioblastoma (GBM) is the most common and most lethal primary brain tumor in adults, causing roughly 14,000 deaths each year in the U.S. alone. Median survival following diagnosis is less than 15 months with maximal surgical resection, radiation, and temozolomide chemotherapy. The challenges inherent in developing more effective GBM treatments have become increasingly clear, and include its unyielding invasiveness, its resistance to standard treatments, its genetic complexity and molecular adaptability, and subpopulations of GBM cells with phenotypic similarities to normal stem cells, herein referred to as glioblastoma stem cells (GSCs). Because GSCs are required for tumor growth and progression, differentiation-based therapy represents a viable treatment modality for these incurable neoplasms. 
The following protocol describes a collection of procedures to establish a high throughput screening platform aimed at the identification of small molecules that promote GSC astroglial differentiation. At the core of the system is a glial fibrillary acidic protein (GFAP) differentiation reporter-construct. The protocol contains the following general procedures: (1) establishing GSC differentiation reporter lines; (2) testing/validating the relevance of the reporter to GSC self-renewal/clonogenic capacity; and (3) high-capacity flow-cytometry based drug screening. 
The screening platform provides a straightforward and inexpensive approach to identify small molecules that promote GSCs differentiation. Furthermore, utilization of libraries of FDA-approved drugs holds the potential for the identification of agents that can be repurposed more rapidly. Also, therapies that promote cancer stem cell differentiation are expected to work synergistically with current "standard of care" therapies that have been shown to target and eliminate primarily more differentiated cancer cells.

An efficient screening protocol is presented for the identification of small molecules that promote astroglial differentiation in glioblastoma stem cells (GSCs). The assay is based on a stem cell differentiation reporter whereby the expression of the enhanced GFP (eGFP) is driven by the human GFAP promoter.

Akış Sitometresi tabanlı uyuşturucu Glioblastoma kök hücre hücresel farklılaşma teşvik küçük moleküller tanımlanması için eleme sistemi

Glioblastoma (GBM) is the most common and most lethal primary brain tumor in adults, causing roughly 14,000 deaths each year in the U.S. alone. Median ...

Kanser Araştırmaları

The Neuroblast Assay: An Assay for the Generation and Enrichment of Neuronal Progenitor Cells from Differentiating Neural Stem Cell Progeny Using Flow Cytometry

Neural stem cells (NSCs) can be isolated and expanded in large-scale, using the neurosphere assay and differentiated into the three major cell types of the central nervous system (CNS); namely, astrocytes, oligodendrocytes and neurons. These characteristics make neural stem and progenitor cells an invaluable renewable source of cells for in vitro studies such as drug screening, neurotoxicology and electrophysiology and also for cell replacement therapy in many neurological diseases. In practice, however, heterogeneity of NSC progeny, low production of neurons and oligodendrocytes, and predominance of astrocytes following differentiation limit their clinical applications. Here, we describe a novel methodology for the generation and subsequent purification of immature neurons from murine NSC progeny using fluorescence activated cell sorting (FACS) technology. Using this methodology, a highly enriched neuronal progenitor cell population can be achieved without any noticeable astrocyte and bona fide NSC contamination. The procedure includes differentiation of NSC progeny isolated and expanded from E14 mouse ganglionic eminences using the neurosphere assay, followed by isolation and enrichment of immature neuronal cells based on their physical (size and internal complexity) and fluorescent properties using flow cytometry technology. Overall, it takes 5-7 days to generate neurospheres and 6-8 days to differentiate NSC progeny and isolate highly purified immature neuronal cells.

This video protocol demonstrates a novel method for the generation and subsequent purification of neuronal progenitor cells from a renewable source of neural stem cells (NSCs) based on their physical (size and internal granularity) and fluorescent properties using flow cytometry technology.

Neuroblast Test: Akım Sitometri Kullanımı Farklılaşan Nöral Kök Hücre Döl nöronal Progenitör Hücrelerinin üretilmesi ve zenginleştirilmesi için bir Testi

Neural stem cells (NSCs) can be isolated and expanded in large-scale, using the neurosphere assay and differentiated into the three major cell types of ...

Modulation of Tau Subcellular Localization as a Tool to Investigate the Expression of Disease-related Genes

Tau is a microtubule binding protein expressed in neurons and its main known function is related to the maintenance of cytoskeletal stability. However, recent evidence indicated that Tau is present also in other subcellular compartments including the nucleus where it is implicated in DNA protection, in rRNA transcription, in the mobility of retrotransposons and in the structural organization of the nucleolus. We have recently demonstrated that nuclear Tau is involved in the expression of the VGluT1 gene, suggesting a molecular mechanism that could explain the pathological increase of glutamate release in the early stages of Alzheimer&#39;s disease. Until recently, the involvement of nuclear Tau in modulating the expression of target genes has been relatively uncertain and ambiguous due to technical limitations that prevented the exclusion of the contribution of cytoplasmic Tau or the effect of other downstream factors not related to nuclear Tau. To overcome this uncertainty, we developed a method to study the expression of target genes specifically modulated by the nuclear Tau protein. We employed a protocol that couples the use of localization signals and the subcellular fractionation, allowing the exclusion of the interference from the cytoplasmic Tau molecules. Most notably, the protocol is easy and is composed of classic and reliable methods that are broadly applicable to study the nuclear function of Tau in other cell types and cellular conditions.

Tau is a neuronal protein present both in the cytoplasm, where it binds microtubules, and in the nucleus, where it exerts unconventional functions including the modulation of Alzheimer&#39;s disease-related genes. Here, we describe a method to investigate the function of nuclear Tau while excluding any interferences coming from cytoplasmic Tau.

Tau Subsellojen Lokalizasyonunun Hastalıkla İlgili Genlerin İfadesini Araştırmaaracı Olarak Modülasyonu

Tau is a microtubule binding protein expressed in neurons and its main known function is related to the maintenance of cytoskeletal stability. However, ...

Genetik

Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular levels and provided cells for use in regenerative applications. Standard approaches for hESC culture using colony type culture to maintain undifferentiated hESCs and embryoid body (EB) and rosette formation for differentiation into different germ layers are inefficient and time-consuming. Presented here is a single-cell culture method using hESCs instead of a colony-type culture. This method allows maintenance of the characteristic features of undifferentiated hESCs, including expression of hESC markers at levels comparable to colony type hESCs. In addition, the protocol presents an efficient method for neural progenitor cell (NPC) generation from single-cell type hESCs that produces NPCs within 1 week. These cells highly express several NPC marker genes and can differentiate into various neural cell types, including dopaminergic neurons and astrocytes. This single-cell culture system for hESCs will be useful in investigating the molecular mechanisms of these processes, studies of certain diseases, and drug discovery screens.

Presented here is a protocol for the generation of a single-cell culture of human embryonic stem cells and their subsequent differentiation into neural progenitor cells. The protocol is simple, robust, scalable, and suitable for drug screening and regenerative medicine applications.

İnsan Embriyonik Kök Hücrelerinin Tek Hücre Kültürünü Kullanarak Etkin Nöral Farklılaşma

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular ...

TIRFM and pH-sensitive GFP-probes to Evaluate Neurotransmitter Vesicle Dynamics in SH-SY5Y Neuroblastoma Cells: Cell Imaging and Data Analysis

Synaptic vesicles release neurotransmitters at chemical synapses through a dynamic cycle of fusion and retrieval. Monitoring synaptic activity in real time and dissecting the different steps of exo-endocytosis at the single-vesicle level are crucial for understanding synaptic functions in health and disease.
Genetically-encoded pH-sensitive probes directly targeted to synaptic vesicles and Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy (TIRFM) provide the spatio-temporal resolution necessary to follow vesicle dynamics. The evanescent field generated by total internal reflection can only excite fluorophores placed in a thin layer (&#60;150 nm) above the glass cover on which cells adhere, exactly where the processes of exo-endocytosis take place. The resulting high-contrast images are ideally suited for vesicles tracking and quantitative analysis of fusion events.
In this protocol, SH-SY5Y human neuroblastoma cells are proposed as a valuable model for studying neurotransmitter release at the single-vesicle level by TIRFM, because of their flat surface and the presence of dispersed vesicles. The methods for growing SH-SY5Y as adherent cells and for transfecting them with synapto-pHluorin are provided, as well as the technique&#160;to perform TIRFM and imaging. Finally, a strategy aiming to select, count, and analyze fusion events at whole-cell and single-vesicle levels is presented.
To validate the imaging procedure and data analysis approach, the dynamics of pHluorin-tagged vesicles are&#160;analyzed under resting and stimulated (depolarizing potassium concentrations) conditions. Membrane depolarization increases the frequency of fusion events and causes a parallel raise of the net fluorescence signal recorded in whole cell. Single-vesicle analysis reveals modifications of fusion-event behavior (increased peak height and width). These data suggest that potassium depolarization not only induces a massive neurotransmitter release but also modifies the mechanism of vesicle fusion and recycling.
With the appropriate fluorescent probe, this technique can be employed in different cellular systems to dissect the mechanisms of constitutive and stimulated secretion.

This paper provides a method for investigating neurotransmitter vesicle dynamics in neuroblastoma cells, using a synaptobrevin2-pHluorin construct and Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. The strategy developed for image processing and data analysis is also reported.

TIRFM ve pH-duyarlı GFP-sondalar SH-SY5Y Nöroblastom Hücrelerinde nörotransmitter Vesikül Dynamics değerlendirin: Hücre Görüntüleme ve Veri Analizi

Synaptic vesicles release neurotransmitters at chemical synapses through a dynamic cycle of fusion and retrieval. Monitoring synaptic activity in real ...

Human Neural Organoids for Studying Brain Cancer and Neurodegenerative Diseases

The lack of relevant in vitro neural models is an important obstacle on medical progress for neuropathologies. Establishment of relevant cellular models is crucial both to better understand the pathological mechanisms of these diseases and identify new therapeutic targets and strategies. To be pertinent, an in vitro model must reproduce the pathological features of a human disease. However, in the context of neurodegenerative disease, a relevant in vitro model should provide neural cell replacement as a valuable therapeutic opportunity. 
Such a model would not only allow screening of therapeutic molecules but also can be used to optimize neural protocol differentiation [for example, in the context of transplantation in Parkinson's disease (PD)]. This study describes two in vitro protocols of 1) human glioblastoma development within a human neural organoids (NO) and 2) neuron dopaminergic (DA) differentiation generating a three-dimensional (3D) organoid. For this purpose, a well-standardized protocol was established that allows the production of size-calibrated neurospheres derived from human embryonic stem cell (hESC) differentiation. The first model can be used to reveal molecular and cellular events occurring during in glioblastoma development within the neural organoid, while the DA organoid not only represents a suitable source of DA neurons for cell therapy in Parkinson's disease but also can be used for drug testing.

This study introduces and describes protocols to derive two specific human neural organoids&#160;as a relevant and accurate model for studying 1) human glioblastoma development within human neural organoids exclusively in humans and 2) neuron dopaminergic differentiation generating a three-dimensional organoid.

Beyin kanseri ve nörodejeneratif hastalıkların Incelenmesi için insan nöral Organoidler

The lack of relevant in vitro neural models is an important obstacle on medical progress for neuropathologies. Establishment of relevant cellular models ...

Biyomühendislik

In vitro Quantitative Imaging Assay for Phagocytosis of Dead Neuroblastoma Cells by iPSC-Macrophages

Microglia orchestrate neuroimmune responses in several neurodegenerative diseases, including Parkinson&#39;s disease and Alzheimer&#39;s disease. Microglia clear up dead and dying neurons through the process of efferocytosis, a specialized form of phagocytosis. The phagocytosis function can be disrupted by environmental or genetic risk factors that affect microglia. This paper presents a rapid and simple in vitro&#160;microscopy protocol for studying microglial efferocytosis in an induced pluripotent stem cell (iPSC) model of microglia, using a human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y) labeled with a pH-sensitive dye for the phagocytic cargo. The procedure results in a high yield of dead neuroblastoma cells, which display surface phosphatidylserine, recognized as an &#34;eat-me&#34; signal by phagocytes. The 96-well plate assay is suitable for live-cell time-lapse imaging, or the plate can be successfully fixed prior to further processing and quantified by high-content microscopy. Fixed-cell high-content microscopy enables the assay to be scaled up for screening of small molecule inhibitors or assessing the phagocytic function of genetic variant iPSC lines. While this assay was developed to study phagocytosis of whole dead neuroblastoma cells by iPSC-macrophages, the assay can be easily adapted for other cargoes relevant to neurodegenerative diseases, such as synaptosomes and myelin, and other phagocytic cell types.

Neurodegenerative diseases are associated with dysregulated microglia functions. This article outlines an in vitro assay of phagocytosis of neuroblastoma cells by iPSC-macrophages. Quantitative microscopy readouts are described for both live-cell time-lapse imaging and fixed-cell high-content imaging.

İPSC-Makrofajlar tarafından Ölü Nöroblastom Hücrelerinin Fagositozu için İn vitro Nicel Görüntüleme Tahlili

Microglia orchestrate neuroimmune responses in several neurodegenerative diseases, including Parkinson&#39;s disease and Alzheimer&#39;s disease. ...

STED Mikroskobu Kullanılarak Nöronlarda Mitokondriyal Üst Yapının Ortaya Çıkarılması

Using Live Cell STED Imaging to Visualize Mitochondrial Inner Membrane Ultrastructure in Neuronal Cell Models

Mitochondria play many essential roles in the cell, including energy production, regulation of Ca2+ homeostasis, lipid biosynthesis, and production of reactive oxygen species (ROS). These mitochondria-mediated processes take on specialized roles in neurons, coordinating aerobic metabolism to meet the high energy demands of these cells, modulating Ca2+ signaling, providing lipids for axon growth and regeneration, and tuning ROS production for neuronal development and function. Mitochondrial dysfunction is therefore a central driver in neurodegenerative diseases. Mitochondrial structure and function are inextricably linked. The morphologically complex inner membrane with structural infolds called cristae harbors many molecular systems that perform the signature processes of the mitochondrion. The architectural features of the inner membrane are ultrastructural and therefore, too small to be visualized by traditional diffraction-limited resolved microscopy. Thus, most insights on mitochondrial ultrastructure have come from electron microscopy on fixed samples. However, emerging technologies in super-resolution fluorescence microscopy now provide resolution down to tens of nanometers, allowing visualization of ultrastructural features in live cells. Super-resolution imaging therefore offers an unprecedented ability to directly image fine details of mitochondrial structure, nanoscale protein distributions, and cristae dynamics, providing fundamental new insights that link mitochondria to human health and disease. This protocol presents the use of stimulated emission depletion (STED) super-resolution microscopy to visualize the mitochondrial ultrastructure of live human neuroblastoma cells and primary rat neurons. This procedure is organized into five sections: (1) growth and differentiation of the SH-SY5Y cell line, (2) isolation, plating, and growth of primary rat hippocampal neurons, (3) procedures for staining cells for live STED imaging, (4) procedures for live cell STED experiments using a STED microscope&#160;for reference, and (5) guidance for segmentation and image processing using examples to measure and quantify morphological features of the inner membrane.

Yazar Spotlight: Mitokondriyal Yaşlanmanın Kodunu Çözme 

This protocol presents a workflow for the propagation, differentiation, and staining of cultured SH-SY5Y cells and primary rat hippocampal neurons for mitochondrial ultrastructure visualization and analysis using stimulated emission depletion (STED) microscopy.

Nöronal Hücre Modellerinde Mitokondriyal İç Membran Üst Yapısını Görselleştirmek için Canlı Hücre STED Görüntülemenin Kullanılması

Mitochondria play many essential roles in the cell, including energy production, regulation of Ca2+ homeostasis, lipid biosynthesis, and production of ...