方法論記事

炭素ナノ粒子支援副甲状腺摘出術 による 副甲状腺機能低下ラットの作製

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DOI：

10.3791/64611

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2023年7月14日

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1State Key Laboratory of Oral Diseases, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Department of Cariology and Endodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, 2State Key Laboratory of Oral Diseases, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Department of Orthognathic and TMJ Surgery, West China Hospital of Stomatology, 3Guangdong Province Key Laboratory of Stomatology, Hospital of Stomatology, Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

後天性副甲状腺機能低下症(HypoPT)の動物モデルは、HypoPTがミネラルイオン恒常性にどのように影響するかを理解し、新しい治療法の有効性を検証するために重要です。ここでは、カーボンナノ粒子を用いた副甲状腺摘出術(PTX)により後天性副甲状腺機能低下症(AHypoPT)ラットモデルを生成する技術を提示する。

要約

副甲状腺機能低下症(HypoPT)は、副甲状腺が関与するまれな疾患であり、副甲状腺ホルモン(PTH)の分泌または効力の低下を特徴とし、血清リンレベルと血清カルシウムレベルの低下につながります。HypoPTは、最も一般的には、甲状腺または他の前頸部手術中の腺への偶発的な損傷またはそれらの除去に起因します。副甲状腺/甲状腺手術は近年より一般的になり、それに応じて術後合併症としてのHypoPTの発生が増加しています。ミネラルイオン恒常性に対するHypoPTの効果の根底にあるメカニズムをよりよく理解し、新しい治療法の治療効果を検証するために、HypoPT動物モデルが非常に重要です。ここでは、カーボンナノ粒子を用いて副甲状腺摘出術(PTX)を行うことにより、雄ラットに後天性HypoPTを作製する技術が報告されています。ラットモデルは、副甲状腺機能低下症のマウスモデルよりも大きな期待を示しています。重要なことに、ヒトPTH受容体結合領域はラットの配列類似性84.2%であり、これはマウスと共有される73.7%の類似性よりも高い。さらに、PTH / PTHrP受容体シグナル伝達経路に影響を与える可能性のあるエストロゲンの影響は、雄ラットでは十分に調査されていません。カーボンナノ粒子は、機能に影響を与えずに甲状腺リンパ節を黒く染色するリンパトレーサーですが、副甲状腺を染色しないため、識別と除去が容易です。この研究では、血清PTHレベルはPTX後に検出されず、これにより有意な低カルシウム血症と高リン血症が発生しました。したがって、術後HypoPTの臨床状態は、ラットモデルにおいて顕著に表すことができる。したがって、カーボンナノ粒子支援PTXは、HypoPTの病因、治療、および予後を研究するための非常に効果的で容易に実装可能なモデルとして役立ちます。

概要

副甲状腺ホルモン(PTH)は副甲状腺から分泌されます。カルシウムバランスの主要なモジュレーターであり、リン酸代謝を維持し、骨代謝回転に関与します1,2。副甲状腺機能低下症(HypoPT)は、PTHの分泌低下または機能喪失として現れます。これはまれな内分泌障害であり、有病率は10万人年あたり約9〜37人です3,4,5。HypoPTは、血清PTHおよびカルシウムレベルの低下が特徴であり、血清リンの増加を伴う6,7。HypoPTは、その原因に基づいて分類されます:後天性副甲状腺機能低下症(AHypoPT)または特発性副甲状腺機能低下症(IHypoPT)8。AHypoPTは臨床診療でより一般的に遭遇します。AHypoPT症例の約75%は、甲状腺手術またはその他の頭頸部手術中の副甲状腺の切除または偶発的な損傷によって引き起こされます。その他の原因には、頭頸部腫瘍に対する放射線療法と化学療法、および薬物毒性が含まれます1,....

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プロトコル

この研究は、四川大学口腔疾患国家重点研究所の施設内動物管理および使用委員会によって承認されました。実験前に関連する地元の機関から許可を得ました。平均体重200〜250gの8〜10週齢の雄スプレイグドーリー(SD)ラット8匹を本研究に使用しました。.動物は商業的な供給源から入手した( 材料表を参照)。食物と水は実験期間を通して 自由に 提供されました。

1. カーボンナノ粒子支援PTXラット作製のための術前準備

  1. 2.0%〜2.5%のイソフルラン吸入を使用して8〜10週齢のラットを麻酔し、続いて10 mL / kg体重でトリブロモエタノールの腹腔内(i.p.)注射を行います。.瞳孔光反射がないことをテストすることにより、十分な麻酔深度を保証します。麻酔下での乾燥を防ぐために、目に獣医軟膏を使用してください。
    注:8〜10週齢のラットは成体ラットとして認識されます。ただし、このモデリング方法は、生後7日齢のラットに使用できます。
  2. 腹側頸部領域の毛皮を仰臥位で剃ることにより、麻酔をかけたSDラットを手術用に準備する。ポビドンヨード綿球を使用して手術部位を消毒します( 材料表を参照)。
  3. 動物を外科用ドレープ( 材料の表を参照)で覆い、微生物汚染を最小限に抑えることを目的....

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結果

副甲状腺の位置と数は、解剖顕微鏡下でラットで最初に観察されました。カーボンナノ粒子注入前は、甲状腺は半透明の赤色であり、副甲状腺は顕微鏡ではほとんど区別できませんでした(図1A)。ナノ粒子注入後、甲状腺は黒く染色されましたが、副甲状腺は染色されていませんでした(図1B)。明るい色の副甲状腺を注意深く解剖すると、甲状腺は手つかずのままでした(図1C)。一般に、副甲状腺は甲状腺の外側または後縁に分布していました。

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図1:外科手術中の甲状腺と副甲状腺の外観。 (

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ディスカッション

疫学的報告によると、甲状腺疾患の検出は大幅に増加し、それに応じて実行される関連する手術の数は19,20増加しています。術後副甲状腺機能低下症の発生率は約7.6%8,21ですが、後天性副甲状腺機能低下症の罹患率の増加により、このまれな疾患はより大きな研究注目を集めています。したがって、疾患の病因を調査し、新しい治療法の結果をテストするために、適切な動物モデルを確立することが特に重要です。ただし、現在のところ、利用可能な動物モデルは限られています。さらに、そのようなモデルを作成する際の外科的処置の成功率、生存率、および難易度は依然として問題があります。私たちのグループは以前にマウスで2つのHypoPTモデルを報告しました。PTHcre+/Rosa-mTmGマウスでは、副甲状腺を正確に解剖するために副甲状腺を蛍光標識し、この方法は解剖学的分布が異常な副甲状腺を見つけて手術の成功率を向上させ.......

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開示事項

著者は、競合する経済的利益はないと宣言しています。

謝辞

この研究は、NSFC助成金81800928、四川大学口腔病学西学校/病院からの研究資金(No. RCDWJS2021-1)、および口腔疾患の国家重点研究所オープンファンディング助成金SKLOD-R013によってサポートされました。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
0.9%塩化ナトリウム溶液Kelun Co. Sichuan、China
10 & micro;L 30G NanoFil シリンジWPI
6-0 ポリグラクチン 910 縫合糸 針付きEthicon, IncJ510G
カルシウム LiquiColor テストEKF0155-225Ca2+ 分析用
カーボン ナノ粒子懸濁液 注射Lummy, 重慶,中国 H200732461 mL : 50 mg
クレアチニン (Cr) アッセイ キット ( サルコシンオキシダーゼ )Jiancheng、南京、中国C011-2-1クレアチニン分析用
使い捨てメスShinva、中国
Dumstar生物学鉗子Shinva、中国
マイクロ解剖春はさみShinva、中国
MicroVueラット無傷PTH ELISA免疫トピック30-2531血清
中のPTHの測定用ニードルホルダーShinva、中国
リンLiqui-UVテストEKF0830-125Pi分析用
プライガーゼWeian株式会社河南省、中国
Povidone-ヨウ素Yongan製薬 Co.Ltd。成都、中国
Prism 9.0 (統計およびグラフ作成ソフトウェア)GraphPad Software, Inc., San Diego, CA, USAhttps://www.graphpad.com/scientific-software/prism/
ラット C-テロペプチド of Type I コラーゲン (CTX-I) ELISA キットCUSABIO, 武漢, 中国CSB-E12776rCTX-I 分析用
ラット オステオカルシン/ボーン グラ タンパク質 (OT/BGP) ELISA キットCUSABIO, 武漢, 中国CSB-E05129rオステオカルシン分析用
安全シングルエッジカミソリブレードアメリカンセーフティカミソリ会社66-0089
Sprague-Dawley ラット8 〜 10 週齢
外科用切開ドレープLiangyou Co. 四川省、中国
尿素アッセイキットJiancheng、南京、中国C013-2-1尿素分析用
ラット

参考文献

  1. Bilezikian, J. P., et al. Hypoparathyroidism in the adult: Epidemiology, diagnosis, pathophysiology, target-organ involvement, treatment, and challenges for future research. Journal of Bone and Mineral Research. 26 (10), 2317-2337 (2011).
  2. Bilezikian, J. P.

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