Nuclear elongation correlates with neurite induced cellular elongation during differentiation of SH-SY5Y neural cells / El alargamiento del núcleo se correlaciona con el alargamiento celular inducido por neuritas durante la diferenciación de las células neuronales Sh-Sy5Y

ABSTRACT

SUMMARY: Cellular differentiation is a highly regulated process that has vast implications for the mechanics of the cell. The interplay between differentiation induced cytoskeletal mechanical changes and strain on the nucleus is a potential cause of gene level changes. This study explores mechanical changes in SH-SY5Y neural cells during differentiation mediated by Retinoic Acid (RA) across Days 0 through 9. Findings suggest that cellular elongation increases 1.92-fold over a 10-day differentiation period, from 48.97 ±16.85µm to 93.96 ± 31.20 µm over 3 repeated trials and across multiple cells analyzed on ImageJ. Nuclear elongation increases less substantially from 17.51 ± 2.71 µm to 23.26 ± 3.10 µm over 3 repeated trials and across multiple cells. Results are statistically significant at a significance level of α = 0.05. This study is one of the first studies to show that during the process of RA mediated neural differentiation in SH-SY5Y neural cells, nuclear elongation is initially not significantly correlated with cellular elongation, but it becomes correlated during the differentiation process with an overall correlation coefficient of 0.4498 at a significance level of α = 0.05. Given the time course of the mechanical changes and the known coupling between the cytoskeleton and nuclear lamina, this study suggests a causative and correlative relationship between neurite-driven cellular elongation and nuclear elongation during neural differentiation.

RESUMEN

RESUMEN: La diferenciación celular es un proceso altamente regulado que tiene vastas implicaciones para la mecánica de la célula. La interacción entre los cambios mecánicos citoesqueléticos inducidos por la diferenciación y la tensión en el núcleo es una causa potencial de cambios a nivel genético. Este estudio explora los cambios mecánicos en las células neurales SH-SY5Y durante la diferenciación mediada por el ácido retinoico (RA) durante los días 0 a 9. Los resultados sugieren que el alargamiento celular aumenta 1,92 veces durante un período de diferenciación de 10 días, de 48,97 ± 16,85 µm a 93,96 ± 31,20 µm en 3 ensayos repetidos y en múltiples células analizadas en Image J. El alargamiento nuclear aumenta menos sustancialmente de 17,51 ± 2,71 µm a 23,26 ± 3,10 µm durante 3 ensayos repetidos y en múltiples células. Los resultados son estadísticamente significativos a un nivel de significancia de α = 0,05. Esta investigación es uno de los primeros estudios en demostrar que durante el proceso de diferenciación neural mediada por RA en las células neurales SH-SY5Y, el alargamiento nuclear inicialmente no se correlaciona significativamente con el alargamiento celular, pero se correlaciona durante el proceso de diferenciación con un coeficiente de correlación global de 0,4498 a un nivel de significancia de α = 0,05. Dado el curso temporal de los cambios mecánicos y el acoplamiento conocido entre el citoesqueleto y la lámina nuclear, este estudio sugiere una relación causal y correlativa entre el alargamiento celular impulsado por neuritas y el alargamiento nuclear durante la diferenciación neural.