Summary

Recolección y cultivo primario de células endoteliales linfáticas leptomeníngeas

Published: September 08, 2023
doi:

Summary

Las células endoteliales linfáticas leptomeníngeas (LLC), un tipo de célula intracraneal recientemente identificada, tienen funciones poco conocidas. En este estudio se presenta un protocolo reproducible para la recolección de LLECs de ratones y el establecimiento de cultivos primarios in vitro . Este protocolo está diseñado para permitir a los investigadores profundizar en las funciones celulares y las posibles implicaciones clínicas de los LLECs.

Abstract

Las células endoteliales linfáticas leptomeníngeas (LLECs) son una población celular intracraneal recientemente descubierta con una distribución única claramente distinta de las células endoteliales linfáticas periféricas. Su función celular y sus implicaciones clínicas siguen siendo en gran medida desconocidas. En consecuencia, la disponibilidad de un suministro de LLEC es esencial para llevar a cabo la investigación funcional in vitro. Sin embargo, actualmente no existe un protocolo para la recolección y el cultivo de LLEC in vitro.

Este estudio cosechó con éxito los LLEC utilizando un protocolo de varios pasos, que incluyó el recubrimiento del matraz con fibronectina, la disección de las leptomeninges con la ayuda de un microscopio, la digestión enzimática de las leptomeninges para preparar una suspensión unicelular, la inducción de la expansión de los LLEC con el factor de crecimiento endotelial vascular-C (VEGF-C) y la selección de células positivas para el receptor hialurónico-1 del vaso linfático (LYVE-1) a través de la clasificación celular activada magnéticamente (MACS). Este proceso condujo finalmente al establecimiento de una cultura primaria. La pureza de los LLEC se confirmó mediante tinción de inmunofluorescencia y análisis de citometría de flujo, con un nivel de pureza superior al 95%. Este protocolo de varios pasos ha demostrado reproducibilidad y viabilidad, lo que facilitará en gran medida la exploración de la función celular y las implicaciones clínicas de los LLECs.

Introduction

Las células endoteliales linfáticas leptomeníngeas (LLECs) recientemente descubiertas forman una malla de células individuales dentro de las leptomeninges, exhibiendo un patrón de distribución distinto en comparación con las células endoteliales linfáticas periféricas 1,2. Las funciones celulares y las implicaciones clínicas asociadas con los LLEC siguen siendo en gran medida un territorio inexplorado. Con el fin de allanar el camino para la investigación funcional de los LLECs, es imperativo establecer un modelo in vitro para su estudio. Por lo tanto, este estudio ha diseñado un protocolo integral para el aislamiento y el cultivo primario de los LLECs.

Los ratones son el modelo animal preferido debido a su idoneidad para la manipulación genética en la investigación de enfermedades. Estudios anteriores han aislado con éxito células endoteliales linfáticas de varios tejidos de ratón, incluidos los ganglios linfáticos3, el tejido mesentérico4, el tejido dérmico5, los linfáticos colectores6 y el tejido pulmonar7. Estos procedimientos de aislamiento se han basado principalmente en técnicas como la clasificación de células activadas magnéticamente (MACS) y la clasificación por citometría de flujo 8,9,10. Además, los esfuerzos de investigación han llevado al establecimiento de líneas celulares aracnoideas de rata y líneas celulares capilares linfáticas de rata11,12. A pesar de la existencia de técnicas de cultivo de explantes para leptomeninges13, existe una necesidad urgente de un protocolo estandarizado para el aislamiento y cultivo de LLECs. En consecuencia, este estudio ha cosechado y cultivado con éxito LLECs disociando meticulosamente leptomeninges bajo la guía de un microscopio y promoviendo la expansión de LLECs mediante el uso del factor de crecimiento endotelial vascular-C (VEGF-C). El marcador distintivo de las células endoteliales linfáticas es el receptor hialurónico de vasos linfáticos-1 (LYVE-1)14. Este protocolo de varios pasos aísla selectivamente los LLEC positivos para LYVE-1 mediante MACS y, posteriormente, verifica su pureza mediante análisis citométrico de flujo y tinción inmunofluorescente.

Los pasos principales de este protocolo de varios pasos se pueden resumir de la siguiente manera: recubrimiento de matraz, disociación de leptomeninges, digestión enzimática de leptomeninges, expansión celular, selección celular magnética y posterior cultivo de LLECs. Finalmente, se confirma la pureza de los LLEC aislados mediante análisis citométrico de flujo y tinción inmunofluorescente. El objetivo general de este estudio es presentar un protocolo reproducible de varios pasos para el aislamiento de LLECs de leptomeninges de ratón y su posterior cultivo in vitro . Este protocolo está preparado para facilitar en gran medida las investigaciones sobre las funciones celulares y las implicaciones clínicas de los LLECs.

Protocol

Esta investigación recibió la aprobación del Comité de Ética de Experimentos con Animales de la Universidad Médica de Kunming (kmmu20220945). Todos los experimentos se adhirieron a las pautas establecidas para el cuidado de los animales. Se recolectaron células endoteliales linfáticas leptomeníngeas (LLC) de ratones machos C57Bl/6J de 6-8 semanas de edad y con un peso de entre 20-25 g. Estos ratones fueron adquiridos de la Universidad Médica de Kunming en Kunming, China. Todo el procedimiento experimental se ll…

Representative Results

Este estudio presenta un protocolo reproducible de varios pasos para la recolección de células endoteliales linfáticas (LLECs) de ratones y posteriormente establecer su cultivo primario in vitro. Los pasos clave incluyen la preparación del matraz y el recubrimiento de fibronectina, la disociación de leptomeninges, la obtención de una suspensión unicelular a través de la digestión enzimática y la inducción de la expansión de los LLEC con VEGF-C. A continuación, los LLEC positivos para LYVE-1 se aísl…

Discussion

El protocolo existente para la recolección y el cultivo de LLEC in vitro no ha sido reportado previamente. Este estudio presenta un protocolo reproducible y multiprocedimiento para la recolección y el cultivo de LLEC de leptomeninges de ratón.

Si bien este protocolo de procedimientos múltiples es reproducible, hay varias consideraciones clave. Por ejemplo, los matraces T25 recubiertos de fibronectina promueven la adhesión de los LLEC y su función eliminando las células no adher…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

El estudio contó con el apoyo de subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81960226, 81760223), la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Yunnan (202001AS070045, 202301AY070001-011) y la Fundación de Investigación Científica del Departamento de Educación de la Provincia de Yunnan (2023Y0784).

Materials

Block buffer Beyotime P0102 Store aliquots at –4 °C
Collagenase I Solarbio C8140 Store aliquots at –20 °C
DAPI Beyotime P0131 Store aliquots at –20 °C
DMEM Solarbio 11995 Store aliquots at –4 °C
D-PBS Solarbio D1041 Store aliquots at –4 °C
EGM-2 MV Bullet Kit Lonza C-3202 Store aliquots at –4 °C
FBS Solarbio S9010 Store aliquots at –20 °C
Fibronectin Solarbio F8180  Store aliquots at –20 °C
FlowJo Software BD Biosciences V10.8.1
LYVE-1 antibody eBioscience 12-0443-82 Store aliquots at –4 °C
Magnetic separator Miltenyi 130-042-302 Sterile before use
Magnetic separator stand Miltenyi 130-042-303 Sterile before use
Microbeads Miltenyi 130-048-801 Store aliquots at –4 °C
P/S Solarbio P1400 Store aliquots at –20 °C
Papain Solarbio G8430-25g Store aliquots at –20 °C
PBS Solarbio D1040 Store aliquots at –4 °C
PDPN antibody Santa sc-53533 Store aliquots at –4 °C
PFA Solarbio P1110 Store aliquots at –4 °C
PROX1 antibody Santa sc-81983 Store aliquots at –4 °C
Selection column  Miltenyi 130-042-401 Sterile before use
Trypsin Gibco 25200072 Store aliquots at –20 °C
VEGF-C  Abcam ab51947 Store aliquots at –20 °C
VEGFR-3 antibody Santa sc-514825 Store aliquots at –4 °C

References

  1. Shibata-Germanos, S., et al. Structural and functional conservation of non-lumenized lymphatic endothelial cells in the mammalian leptomeninges. Acta Neuropathologica. 139 (2), 383-401 (2020).
  2. Suárez, I., Schulte-Merker, S. Cells with many talents: lymphatic endothelial cells in the brain meninges. Cells. 10 (4), 799 (2021).
  3. Jordan-Williams, K. L., Ruddell, A. Culturing purifies murine lymph node lymphatic endothelium. Lymphatic Research and Biology. 12 (3), 144-149 (2014).
  4. Jones, B. E., Yong, L. C. Culture and characterization of bovine mesenteric lymphatic endothelium. In vitro Cellular & Developmental Biology. 23 (10), 698-706 (1987).
  5. Podgrabinska, S., et al. Molecular characterization of lymphatic endothelial cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (25), 16069-16074 (2002).
  6. Jablon, K. L., et al. Isolation and short-term culturing of primary lymphatic endothelial cells from collecting lymphatics: A techniques study. Microcirculation. 30 (2-3), e12778 (2023).
  7. Lapinski, P. E., King, P. D. Isolation and culture of mouse lymphatic endothelial cells from lung tissue. Methods in Molecular Biology. 2319, 69-75 (2021).
  8. Lokmic, Z. Isolation, Identification, and culture of human lymphatic endothelial cells. Methods in Molecular Biology. 1430, 77-90 (2016).
  9. Thiele, W., Rothley, M., Schmaus, A., Plaumann, D., Sleeman, J. Flow cytometry-based isolation of dermal lymphatic endothelial cells from newborn rats. Lymphology. 47 (4), 177-186 (2014).
  10. Lokmic, Z., et al. Isolation of human lymphatic endothelial cells by multi-parameter fluorescence-activated cell sorting. Journal of Visualized Experiments. 99, e52691 (2015).
  11. Janson, C., Romanova, L., Hansen, E., Hubel, A., Lam, C. Immortalization and functional characterization of rat arachnoid cell lines. Neuroscience. 177, 23-34 (2011).
  12. Romanova, L. G., Hansen, E. A., Lam, C. H. Generation and preliminary characterization of immortalized cell line derived from rat lymphatic capillaries. Microcirculation. 21 (6), 551-561 (2014).
  13. Park, T. I., et al. Routine culture and study of adult human brain cells from neurosurgical specimens. Nature Protocols. 17 (2), 190-221 (2022).
  14. Okuda, K. S., et al. lyve1 expression reveals novel lymphatic vessels and new mechanisms for lymphatic vessel development in zebrafish. Development. 139 (13), 2381-2391 (2012).
  15. Bokobza, C., et al. Magnetic Isolation of microglial cells from neonate mouse for primary cell cultures. Journal of Visualized Experiments. 185, e62964 (2022).
  16. Wang, J. M., Chen, A. F., Zhang, K. Isolation and primary culture of mouse aortic endothelial cells. Journal of Visualized Experiments. 118, e52965 (2016).
  17. Breiteneder-Geleff, S., et al. Angiosarcomas express mixed endothelial phenotypes of blood and lymphatic capillaries: podoplanin as a specific marker for lymphatic endothelium. The American Journal of Pathology. 154 (2), 385-394 (1999).
  18. Petrova, T. V., Koh, G. Y. Organ-specific lymphatic vasculature: From development to pathophysiology. The Journal of Experimental Medicine. 215 (1), 35-49 (2018).
  19. Wilting, J., et al. The transcription factor Prox1 is a marker for lymphatic endothelial cells in normal and diseased human tissues. The FASEB Journal. 16 (10), 1271-1273 (2002).
  20. Yin, X., et al. Lymphatic endothelial heparan sulfate deficiency results in altered growth responses to vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C). The Journal of Biological Chemistry. 286 (17), 14952-14962 (2011).
  21. DeSisto, J., et al. Single-cell transcriptomic analyses of the developing meninges reveal meningeal fibroblast diversity and function. Developmental Cell. 54 (1), 43-59 (2020).
  22. Chen, Z., et al. A method for eliminating fibroblast contamination in mouse and human primary corneal epithelial cell cultures. Current Eye Research. , 1-11 (2023).
  23. Starzonek, C., et al. Enrichment of human dermal stem cells from primary cell cultures through the elimination of fibroblasts. Cells. 12 (6), 949 (2023).
  24. Lam, C. H., Romanova, L., Hubel, A., Janson, C., Hansen, E. A. The influence of fibroblast on the arachnoid leptomeningeal cells in vitro. Brain Research. 1657, 109-119 (2017).

Play Video

Cite This Article
Deng, H., Wu, K., Yu, H., Zhang, Y., Li, Y., Li, C., Wang, F. Harvest and Primary Culture of Leptomeningeal Lymphatic Endothelial Cells. J. Vis. Exp. (199), e65872, doi:10.3791/65872 (2023).

View Video