Summary
يعد النموذج الحيواني لقصور جارات الدرق المكتسب (HypoPT) أمرا بالغ الأهمية لفهم كيفية تأثير HypoPT على توازن الأيونات المعدنية والتحقق من فعالية العلاجات الجديدة. هنا ، يتم تقديم تقنية لتوليد نموذج الفئران المكتسب لقصور جارات الدرق (AHypoPT) عن طريق استئصال الغدة الدرقية (PTX) باستخدام جسيمات الكربون النانوية.
Abstract
قصور جارات الدرق (HypoPT) هو مرض نادر يصيب الغدد الجار درقية ويتميز بانخفاض إفراز أو فعالية هرمون الغدة الدرقية (PTH) ، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الفوسفور في الدم وانخفاض مستويات الكالسيوم في الدم. ينتج HypoPT بشكل شائع عن التلف العرضي للغدد أو إزالتها أثناء جراحة الغدة الدرقية أو غيرها من جراحة الرقبة الأمامية. أصبحت جراحة الغدة الدرقية / الغدة الدرقية أكثر شيوعا في السنوات الأخيرة ، مع ارتفاع مماثل في حدوث HypoPT كمضاعفات ما بعد الجراحة. هناك حاجة ماسة لنموذج حيواني HypoPT لفهم الآليات الكامنة وراء تأثيرات HypoPT على توازن الأيونات المعدنية بشكل أفضل والتحقق من الفعالية العلاجية للعلاجات الجديدة. هنا ، تم الإبلاغ عن تقنية لإنشاء HypoPT المكتسبة في ذكور الفئران عن طريق إجراء استئصال الغدة الدرقية (PTX) باستخدام جزيئات الكربون النانوية. يظهر نموذج الفئران وعدا كبيرا على نماذج الفئران من قصور الدريقات. الأهم من ذلك ، أن منطقة ربط مستقبلات PTH البشرية لديها تشابه تسلسلي بنسبة 84.2٪ مع الفئران ، وهو أعلى من التشابه بنسبة 73.7٪ المشتركة مع الفئران. علاوة على ذلك ، لم يتم التحقيق بشكل كامل في آثار هرمون الاستروجين ، والتي يمكن أن تؤثر على مسار إشارات مستقبلات PTH / PTHrP ، في ذكور الفئران. جسيمات الكربون النانوية هي مقتفيات لمفاوية تلطخ الغدد الليمفاوية الدرقية باللون الأسود دون التأثير على وظيفتها ، لكنها لا تلطخ الغدد الجار درقية ، مما يجعل من السهل التعرف عليها وإزالتها. في هذه الدراسة ، كانت مستويات PTH في الدم غير قابلة للكشف بعد PTX ، مما أدى إلى نقص كبير في كلس الدم وفرط فوسفات الدم. وبالتالي ، يمكن تمثيل الحالة السريرية ل HypoPT بعد العملية الجراحية بشكل ملحوظ في نموذج الفئران. وبالتالي ، يمكن أن يكون PTX بمساعدة جسيمات الكربون النانوية بمثابة نموذج فعال للغاية وقابل للتنفيذ بسهولة لدراسة التسبب في HypoPT وعلاجه وتشخيصه.
Introduction
تفرز الغدد الجار درقية هرمون الغدة الجار درقية (PTH). وهو معدل رئيسي لتوازن الكالسيوم ، ويحافظ على استقلاب الفوسفات ، ويشارك في دوران العظام 1,2. يظهر قصور جارات الدرق (HypoPT) على أنه انخفاض إفراز أو فقدان وظيفي ل PTH. إنه اضطراب نادر في الغدد الصماء ، حيث يبلغ معدل انتشاره حوالي 9-37 لكل 100,000 شخص في السنة 3,4,5. يتميز HypoPT بانخفاض مستويات PTH والكالسيوم في الدم مصحوبا بزيادة الفوسفور في الدم 6,7. يصنف HypoPT بناء على سببه: قصور جارات الدرق المكتسب (AHypoPT) أو قصور جارات الدرق مجهول السبب (IHypoPT)8. أتصادف HypoPT بشكل أكثر شيوعا في الممارسة السريرية. حوالي 75٪ من حالات AHypoPT ناتجة عن استئصال أو إصابة عرضية للغدد الجار درقية أثناء جراحة الغدة الدرقية أو غيرها من جراحات الرأس والرقبة. تشمل الأسباب الأخرى العلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي لأورام الرأس والرقبة وسمية الدواء 1,8. أدت طرق التشخيص المحسنة وزيادة فحص الأمراض المرتبطة بالغدة الدرقية إلى زيادة عدد العمليات الجراحية للغدة الدرقية. وقد أدى ذلك إلى زيادة مقابلة في مضاعفات الغدة الدرقية ذات الصلة 9,10.
هناك حاجة إلى نماذج حيوانية سهلة التأسيس ذات خصائص مستقرة للتحقيق بشكل أفضل في AHypoPT والتحقق من الفعالية العلاجية للعلاجات الجديدة. تم الإبلاغ عن استئصال الغدة الدرقية (PTX) الذي تم إجراؤه على الجرذان والفئران في الدراسات السابقة6،11 ؛ ومع ذلك ، نظرا للحجم الصغير للغاية للغدد الدرقية والتباين في توزيعها التشريحي ، فإن معدل النجاح منخفض نسبيا في الممارسة العملية. وهكذا ، عادة ما يتم إجراء استئصال الغدة الدرقية (TPTX) (أي الإزالة الكاملة للغدد الدرقية والغدة الدرقية) لضمان استئصال الغدد الجار درقية12. ومع ذلك ، فإن مستويات هرمون الغدة الدرقية المنخفضة الناتجة قد تعقد الدراسات مع هذا النموذج الحيواني13. لا يمكن لنماذج HypoPT التي تم إنشاؤها بواسطة طرق أخرى ، مثل تحفيز الأدوية وتحرير الجينات ، أن تمثل بشكل صحيح التسبب في AHypoPT الأكثر شيوعا. استخدمت مجموعتنا سابقا نماذج الفئران بالضربة القاضية لتسمية الغدد الجار درقية والسماح بإزالة الغدد الجار درقية دون الإضرار بالغدد الدرقية والهياكل التشريحية المحيطةبها 14,15. ومع ذلك ، تستخدم هذه الطريقة نماذج الفئران المعدلة وراثيا ، والتي تتطلب وقتا أطول للتطوير بسبب متطلبات التزاوج والتكاثر.
لذلك ، كنا نهدف إلى إنشاء نموذج سهل الإنشاء ل AHypoPT. تصف هذه الدراسة نموذج الفئران ل PTX باستخدام وسم الجسيمات النانوية الكربونية. معلق الجسيمات النانوية الكربونية من 50 ملغ / مل ، والذي يشيع استخدامه في جراحة الغدة الدرقية ، يوزع بالتساوي في الغدد الدرقية بعد الحقن الموضعي16. تتحول الغدد الدرقية إلى اللون الأسود ، لكن الغدد الجار درقية تترك غير ملوثة17 ، وبالتالي تميز بوضوح الغدد الجار درقية عن الغدد الدرقية وتسمح بإجراء PTX دون التأثير على الغدد الدرقية. هذه الطريقة مناسبة للفئران من مختلف الأعمار. حقن معلق الجسيمات النانوية الكربونية آمن وله تأثير ضئيل على وظيفة الغدة الدرقية18. أظهر نموذج الفئران PTX المسمى بالجسيمات النانوية الكربونية الذي تم إنشاؤه في هذه الدراسة نقصا كبيرا في كلس الدم والأنماط الظاهرية لفرط فوسفات الدم خلال فترة المراقبة التي استمرت 4 أسابيع. وبالتالي ، فإن نموذج AHypoPT هذا سهل الإنشاء وله نمط ظاهري قابل للتكرار.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان في مختبر الدولة الرئيسي لأمراض الفم ، جامعة سيتشوان. تم الحصول على إذن من الوكالات المحلية ذات الصلة قبل التجربة. تم استخدام ثمانية ذكور من الفئران Sprague-Dawley (SD) البالغة من العمر 8-10 أسابيع ، بمتوسط وزن 200-250 جم ، في هذه الدراسة. تم الحصول على الحيوانات من مصدر تجاري (انظر جدول المواد). تم توفير الطعام والماء حسب الطلب طوال الفترة التجريبية.
1. التحضير قبل الجراحة لتوليد فئران PTX بمساعدة جسيمات الكربون النانوية
- تخدير الفئران البالغة من العمر 8-10 أسابيع باستخدام استنشاق إيزوفلوران 2.0٪ -2.5٪ ، يليه حقن ثلاثي البرومو إيثانول داخل الصفاق (i.p) عند 10 مل / كجم من وزن الجسم. ضمان عمق كاف للتخدير عن طريق اختبار عدم وجود منعكس ضوء الحدقة الحدقة . استخدم مرهم الطبيب البيطري على العينين لمنع الجفاف أثناء التخدير.
ملاحظة: يتم التعرف على الفئران التي يبلغ عمرها 8-10 أسابيع على أنها فئران بالغة. ومع ذلك ، يمكن استخدام طريقة النمذجة هذه على الفئران التي لا يتجاوز عمرها 7 أيام. - تحضير الفئران SD مخدر لعملية جراحية عن طريق حلق الفراء من منطقة الرقبة البطنية في موقف ضعيف. تطهير منطقة المنطوق باستخدام كرات القطن البوفيدون اليود (انظر جدول المواد).
- قم بتغطية الحيوان بالستائر الجراحية (انظر جدول المواد) ، وكشف المنطقة الجراحية ، بهدف تقليل التلوث الميكروبي.
2. استئصال الغدة الدرقية (PTX)
- ابدأ من نقطة المنتصف بين الأذنين ، واقطع شقا طوله 2 سم طوليا باتجاه الذيل باستخدام مشرط جراحي. تشريح طبقة اللفافة والدهون على التوالي باستخدام ملقط حاد ومنحني ومسننة.
- افصل عضلات القصبة الهوائية ، وفضح القصبة الهوائية باستخدام ملقط غير حاد نسبيا تحت مجهر ستيريو بتكبير 4x-5x.
- حدد موقع الفصين الأيسر والأيمن من الغدد الدرقية على شكل فراشة بجانب القصبة الهوائية.
- حقن 1 ميكرولتر من معلق الجسيمات النانوية الكربونية (انظر جدول المواد) تحت غشاء الغدد الدرقية باستخدام حقنة 10 ميكرولتر بإبرة مشطوفة 30 جرام. بعد 5 دقائق ، قم بري منطقة المنطوق بمحلول ملحي لتنظيف معلق الجسيمات النانوية الكربونية الإضافية التي تغطي غشاء الغدة الدرقية.
ملاحظة: نقطة الحقن الموصى بها هي الجزء المتوسط من فص الغدة الدرقية ، والذي يحتوي على عدد أقل من الأوعية الدموية. يشيع استخدام معلق الجسيمات النانوية الكربونية في جراحة الغدة الدرقية نظرا لقدرته على اكتشاف الغدد الليمفاوية. تلطيخ الغدد الدرقية وترك الغدد الجار درقية غير ملوثة يسهل التعرف على الأخيرة. - تحقق للتأكد من أن الغدد الدرقية تتحول إلى اللون الأسود بينما تبقى الغدد الجار درقية غير ملوثة في ~ 5 دقائق. راقب الغدد الجار درقية المميزة تحت الضوء العادي باستخدام ضوء مجهر ستيريو أو مصباح طاولة.
ملاحظة: عادة ما يكون للقوارض غدتان جارات درقية على شكل قطرة تقع على السطحين الأيسر والأيمن للغدد الدرقية. في بعض الأحيان، قد توجد غدد جارات درقية إضافية بعيدا. - قطع بدقة الغدد الدرقية غير ملوثة مع ملقط ومقص الجراحة المجهرية. استخدم كرات قطنية معقمة للإرقاء أو إسفنجة جيلاتينية إذا كان هناك المزيد من النزيف.
- أغلق العضلات وطبقات الدهون والجلد ، طبقة تلو الأخرى ، بخياطة مرتبة أفقية متقطعة باستخدام خيوط 6-0 polyglactin 910 (انظر جدول المواد).
- بالنسبة للمجموعة الوهمية ، قم بتنفيذ جميع خطوات التحضير قبل الجراحة و PTX باستثناء الخطوة 2.6. تخدير الفئران ، وفصل الأنسجة فوق القصبة الهوائية. حدد موقع الغدد الجار درقية ولكن لا تقم بإزالتها. إجراء الانتعاش والمراقبة بعد العملية الجراحية جنبا إلى جنب مع الفئران من مجموعة PTX.
3. الانتعاش بعد العملية الجراحية والمراقبة
- بعد الجراحة ، ضع الفئران على بطانية كهربائية ثرموستاتية (37 درجة مئوية) للحفاظ على درجة حرارة الجسم. حقن البوبرينورفين هيدروكلوريد 0.01 ملغ/كغ تحت الجلد (s.c) كل 12 ساعة كتسكين بعد الجراحة. نقل الفئران إلى قفص معقم عندما تبدأ في التحرك ومحاولة الزحف.
- مراقبة عن كثب الفئران بعد العملية الجراحية لمدة 2 ساعة. أعد الفئران إلى غرفة التربية ، وراقبها بشكل روتيني ، وسجل حالتها.
- سحب 10 ميكرولتر من الدم من الوريد الذيل بعد 7 أيام من الجراحة. قم بقياس مصل Ca2+ و Serum Pi و PTH في المصل باستخدام مجموعات تجارية مناسبة (انظر جدول المواد). ينتج عن استئصال الغدة الدرقية الناجح انخفاض مصل Ca2+ المستوى 2 SD أقل من الفئران التي تعمل وهمية (9.00 مليمول / لتر ، ن = 16).
ملاحظة: تم استخدام برنامج للإحصاء والرسوم البيانية (انظر جدول المواد) للتحليل الإحصائي. تم استخدام اختبار t للطالب لمقارنة معلمات المصل والبول بين المجموعتين الوهمية و PTX. P < 0.05 اعتبرت ذات دلالة إحصائية. تم قياس المصل والبول Ca2+ و Pi واليوريا في الدم والكرياتينين باستخدام مجموعات تجارية وفقا لتعليمات الشركات المصنعة (انظر جدول المواد). تم قياس مصل C-telopeptide من الكولاجين من النوع الأول وأوستيوكالسين باستخدام مجموعات ELISA المتاحة تجاريا (انظر جدول المواد).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
لوحظت مواقع وعدد الغدد الجار درقية في البداية في الفئران تحت مجهر التشريح. قبل حقن الجسيمات النانوية الكربونية ، كانت الغدد الدرقية ذات لون أحمر شفاف ، وكانت الغدد جارات الدرقية بالكاد يمكن تمييزها تحت المجهر (الشكل 1 أ). بعد حقن الجسيمات النانوية ، كانت الغدد الدرقية ملطخة باللون الأسود ، بينما ظلت الغدد الجار درقية غير ملوثة (الشكل 1 ب). ترك التشريح الدقيق للغدد الجار درقية ذات الألوان الفاتحة الغدد الدرقية دون أن تمسها (الشكل 1C). بشكل عام ، تم توزيع الغدد الجار درقية على الحواف الجانبية أو الخلفية للغدد الدرقية.
الشكل 1: ظهور الغدة الدرقية والغدد جارات الدرقية أثناء العمليات الجراحية . (أ) تقع الغدد الدرقية (الخط الأبيض المنقط) على جانبي القصبة الهوائية. (ب، ج) أظهرت الغدد الدرقية تلطيخا أسود (خط منقط أبيض) بعد حقن جسيمات الكربون النانوية ، بينما أظهرت الغدد الجار درقية (الخط المنقط الأصفر) لونا فاتحا. قضبان المقياس = 2 مم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
كان وقت العملية من التحضير قبل الجراحة إلى الانتهاء من PTX حوالي 20 دقيقة. كان معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 4 أسابيع من الفئران بعد العملية الجراحية 90.9 ٪ (60/66). لوحظ أن الفئران PTX مدعومة بالحدس بعد 1 أسبوع من الجراحة. تم إنشاء مجموعة تحكم يتم تشغيلها بشكل زائف في وقت واحد من خلال إجراء جميع الخطوات في البروتوكول باستثناء الخطوة 2.6. كان لدى جميع فئران PTX التي تحمل علامة الجسيمات النانوية الكربونية على قيد الحياة متوسط مستوى Ca2+ متأين أقل ، والذي كان أقل بمقدار 2 SD من المجموعة التي تديرها الوهمية. ظل النمط الظاهري لقصور جارات الدرق في فئران PTX التي تحمل علامة الجسيمات النانوية الكربونية ، كما يتضح من انخفاض الكالسيوم في الدم ، وارتفاع فوسفات المصل ، و PTH غير المكتشف ، ثابتا خلال فترة المراقبة التي استمرت 4 أسابيع.
في 7 أيام بعد الجراحة ، انخفضت مستويات مصل الكالسيوم 2+ و PTH بشكل ملحوظ في الفئران PTX مقارنة بالمجموعة الوهمية (Ca 2+ = 4.97 مليمول / لتر ± 0.99 مليمول / لتر مقابل 8.98 مليمول / لتر ± 0.58 مليمول / لتر ، p < 0.05 ؛ PTH = 13.13 بيكوغرام / مل ± 6.58 فولت بيكوغرام / مل s. 313.06 بيكوغرام / مل ± 75.24 بيكوغرام / مل ، p < 0.05). تم زيادة مصل Pi بشكل ملحوظ بعد جراحة PTX (Pi = 13.90 مليمول / لتر ± 1.77 مليمول / لتر مقابل 7.46 مليمول / لتر ± 1.28 مليمول / لتر). كانت مستويات مصل اليوريا والكرياتينين قابلة للمقارنة بين المجموعتين الوهمية و PTX بعد 7 أيام من جراحة PTX (اليوريا = 8.71 مليمول / لتر ± 0.81 مليمول / لتر مقابل 8.84 مليمول / لتر ± 0.89 مليمول / لتر ، p > 0.05 ؛ الكرياتينين = 49.03 ميكرومول / لتر ± 13.14 ميكرومول / لتر مقابل 53.15 ميكرومول / لتر ± 18.28 ميكرومول / لتر ، p > 0.05). في 14 يوما بعد جراحة PTX ، انخفضت مستويات الكالسيوم 2+ و Pi البولية بشكل ملحوظ (Ca 2+ = 2.33 مليمول / لتر ± 0.53 مليمول / لتر مقابل 7.18 مليمول / لتر ±4.27 مليمول / لتر ، p < 0.05 ؛ Pi = 2.40 مليمول / لتر ± 1.90 مليمول / لتر مقابل 5.29 مليمول / لتر ± 1.52 مليمول / لتر ، p < 0.05) (الشكل 2).
الشكل 2: مستويات مصل الدمCa 2+ و Pi و PTH واليوريا والكرياتينين ومستويات الكالسيوم2+ و Pi البولية بعد استئصال الغدة الدرقية بمساعدة جسيمات الكربون النانوية. (أ) أظهرت فئران PTX نقصا مستقرا في كلس الدم وفرط فوسفات الدم خلال فترة المراقبة التي استمرت 4 أسابيع (N = 4). (B) كان مصل PTH غير قابل للكشف في فئران PTX بعد 7 أيام من العملية (N = 8). (ج، د) كانت مستويات مصل اليوريا والكرياتينين قابلة للمقارنة بين المجموعتين الوهمية و PTX بعد 7 أيام من الجراحة (N = 5). (ه، و) تم تخفيض مستويات الكالسيوم2+ و Pi البولية بشكل ملحوظ بعد 14 يوما من جراحة PTX (N = 8). تشير أشرطة الخطأ إلى الانحراف المعياري. الاختصارات: PTX = استئصال الغدة الدرقية. Ca++ = الكالسيوم المتأين في المصل ؛ PTH = هرمون الغدة الدرقية. Pi = الفوسفور المتأين في المصل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في وزن الجسم بين مجموعات PTX و sham في اليوم 7 بعد الجراحة (POD7) و POD14 و POD28 (وزن الجسم على POD0 = 256.40 جم ± 4.76 جم مقابل 252.56 جم ± 6.69 جم ، p > 0.05 ؛ وزن الجسم على POD7 = 266.00 جم ± 6.93 جم مقابل 257.44 جم ± 30.56 جم ، p > 0.05 ؛ وزن الجسم على POD14 = 294.80 جم ± 25.90 جم مقابل 288.22 جم ± 37.35 جم ، ص > 0.05 ؛ وزن الجسم على POD28 = 327.75 جم ± 24.82 جم مقابل 324.17 جم ± 57.97 جم ، ص > 0.05). علاوة على ذلك ، انخفض مصل C-telopeptide من الكولاجين من النوع الأول (CTX-1) إحصائيا على POD28 (CTX-1 = 82.03 بيكوغرام / مل ± 8.98 بيكوغرام / مل مقابل 100.33 بيكوغرام / مل ± 6.36 بيكوغرام / مل ، p < 0.05). لم يظهر أوستيوكالسين المصل أي فرق معنوي في POD28 (أوستيوكالسين = 913.66 بيكوغرام / مل ± 378.03 بيكوغرام / مل مقابل 1066.17 بيكوغرام / مل ± 549.80 بيكوغرام / مل ، p > 0.05) (الشكل 3).
الشكل 3: وزن الجسم، ومستويات التيلوببتيد C في الدم من النوع الأول من الكولاجين، ومستويات أوستيوكالسين بعد استئصال الغدة الدرقية بمساعدة جسيمات الكربون النانوية. (أ) لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في وزن الجسم بين مجموعات PTX والمجموعات الوهمية على POD7 و POD14 و POD28 (N = 14). (ب) أظهرت فئران PTX انخفاضا إحصائيا في مصل C-telopeptide من الكولاجين من النوع الأول (N = 4). (ج) لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في مستويات أوستيوكالسين المصل (N = 5). تشير أشرطة الخطأ إلى الانحراف المعياري. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
تشير التقارير الوبائية إلى أن الكشف عن أمراض الغدة الدرقية قد زاد بشكل كبير ، وزاد عدد العمليات الجراحية ذات الصلة التي أجريت وفقا لذلك 19,20. يبلغ معدل الإصابة بقصور جارات الدرق بعد الجراحة حوالي 7.6٪ 8,21 ، في حين أن زيادة المراضة من قصور جارات الدرق المكتسب قد تسبب في اكتساب هذا المرض النادر اهتماما بحثيا أكبر. لذلك ، من المهم بشكل خاص إنشاء نموذج حيواني مناسب للتحقيق في التسبب في المرض ، وكذلك لاختبار نتائج العلاجات العلاجية الجديدة. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، هناك نماذج حيوانية محدودة متاحة. وعلاوة على ذلك، فإن معدل النجاح، ومعدل البقاء على قيد الحياة، وصعوبة العمليات الجراحية في إنتاج مثل هذه النماذج لا تزال إشكالية. أبلغت مجموعتنا سابقا عن نموذجين من HypoPT في الفئران. في الفئران PTHcre + / Rosa-mTmG ، تم تصنيف الغدد الجار درقية بشكل فلوري للمساعدة في تشريح الغدد الجار درقية بدقة ، وكانت هذه الطريقة مفيدة أيضا في العثور على الغدد الجار درقية ذات التوزيع التشريحي غير الطبيعي لتحسين معدل نجاح الجراحة14. استخدم نهج نمذجة آخر الفئران المعدلة وراثيا ، حيث يمكن استهداف خلايا الغدة الدرقية بواسطة سم الخناق. يمكن بعد ذلك تدمير الغدد الجار درقية عن طريق الإدارة الجهازية لسم الخناق دون الحاجة إلى جراحة14,15. ومع ذلك ، فإن الطرق المذكورة أعلاه تتطلب تهجينا واسعا للفئران المعدلة وراثيا ، مما يؤدي إلى متطلبات عالية نسبيا للوقت والتكلفة. علاوة على ذلك ، قد يكون للإدارة الجهازية لسم الخناق آثار جانبية واسعة النطاق. حاليا ، استئصال الغدة الدرقية (TPTX) هو الإجراء المعتاد الذي يتم إجراؤه لضمان استئصال الغدد الجار درقية12. على الرغم من أن هذه التقنية يتم تنفيذها بسهولة ولها معدل نجاح مرتفع ، إلا أنه لا يمكن تجاهل الأضرار التي لحقت بالغدد الدرقية. قد يكون التأثير المحتمل لإصابة أو تدمير الغدد الدرقية على النتائج التجريبية كبيرا ، مما يعني أن هذا قيد رئيسي لجميع الدراسات في هذا المجال21،22.
في الدراسة الحالية ، تم حقن معلق الجسيمات النانوية الكربونية ، الذي يستخدم عادة لتصور الغدد الدرقية في الممارسة السريرية ، لتعزيز جراحة PTX. هذه الطريقة آمنة وسريعة وممكنة للغاية. يمكنه تسمية الغدد الدرقية بشكل فعال ببقعة سوداء وترك الغدد الجار درقية غير ملوثة ، مما يتيح التحديد الدقيق للغدد الجار درقية وتشريحها مع تجنب إصابة الغدد الدرقية. طريقة وضع العلامات هذه لها نفس التأثير الذي تم تحقيقه باستخدام وضع العلامات الفلورية للفئران المعدلة وراثيا ولكنها لا تقتصر على النمط الوراثي. علاوة على ذلك ، فإن وقت جراحة PTX بمساعدة جسيمات الكربون النانوية حوالي 20 دقيقة ، مما يوفر الوقت مقارنة بالجراحة لمدة ساعتين المطلوبة لتحديد مضان 5-ALA23. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للأمن الحيوي للجسيمات النانوية الكربونية24 ، يمكن استخدام طريقة النمذجة هذه على الفئران التي لا يتجاوز عمرها 7 أيام. إحدى الخطوات الحاسمة التي يجب ملاحظتها أثناء الجراحة هي أنه يمكن تعديل جرعة تعليق الجسيمات النانوية الكربونية وفقا لوزن الفئران. حجم معلق الجسيمات النانوية الكربونية المستخدمة في هذه الدراسة (1 ميكرولتر) يكفي لإجراء عملية جراحية على الفئران البالغة ، حتى لو فقدت بعض الكمية في المحقنة. يصعب على المبتدئين تحديد توزيع جميع الغدد الجار درقية ، ويوصى بالكثير من الممارسة.
الدراسة الحالية لديها بعض القيود. على سبيل المثال، من المستحيل تحديد الغدد جارات الدرقية البعيدة غير المرتبطة بالغدة الدرقية باستخدام جسيمات الكربون النانوية. إذا بقيت معلمات المصل دون تغيير بعد الجراحة ، فقد يشير ذلك إلى وجود بعض الغدد الجار درقية البعيدة ولم تتم إزالتها. لم يتم قياس فترة التلوين اللازمة للتمايز الأمثل وتحديد الغدد الجار درقية. ومع ذلك ، تم تلطيخ الغدد الدرقية بشكل صحيح في غضون 5 دقائق من إعطاء الجسيمات النانوية واحتفظت بالبقعة أثناء العملية الجراحية بأكملها. لم يتم تسجيل عمل الغدد الدرقية خلال فترة المتابعة في هذه الدراسة. ومع ذلك ، في دراستنا السابقة ، والتي تضمنت استخدام نموذج فأر معدل وراثيا لتحديد وإزالة الغدد الجار درقية ، تبين أن وظيفة الغدة الدرقية محفوظة15. كما لم يتم اختبار تحمل الفئران للجسيمات النانوية الكربونية في هذه الدراسة. ومع ذلك ، فقد تم استخدام هذه الجسيمات النانوية تجاريا كأدوية في العمليات الجراحية السريرية16. بشكل عام ، تسمح هذه الطريقة للباحثين باختيار له النمط الوراثي المطلوب ونقطة وقت التشغيل. في نهاية المطاف ، من المتوقع أن يوفر هذا النهج نماذج مفيدة للفئران لقصور الدريقات المكتسب.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن صاحبا البلاغ أنه ليس لهما مصالح مالية متنافسة.
Acknowledgments
تم دعم هذا العمل من خلال منحة NSFC 81800928 ، وتمويل الأبحاث من مدرسة / مستشفى غرب الصين لطب الأسنان بجامعة سيتشوان (رقم RCDWJS2021-1) ، ومنحة التمويل المفتوح لمختبر الدولة الرئيسي لأمراض الفم SKLOD-R013.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.9% Sodium Chloride Solution | Kelun Co. Sichuan, China | ||
| 10 µL 30G NanoFil Syringe | WPI | ||
| 6-0 polyglactin 910 suture with needle | Ethicon, Inc | J510G | |
| Calcium LiquiColor test | EKF | 0155-225 | For Ca2+ analysis |
| Carbon Nanoparticles Suspension Injection | Lummy, Chongqing, China | H20073246 | 1 mL : 50 mg |
| Creatinine (Cr) Assay kit ( sarcosine oxidase ) | Jiancheng, Nanjing, China | C011-2-1 | For creatinine analysis |
| Disposable Scalpel | Shinva, China | ||
| Dumstar Biology forceps | Shinva, China | ||
| Micro Dissecting Spring Scissors | Shinva, China | ||
| MicroVue Rat intact PTH ELISA | Immunotopics | 30-2531 | For the measurement of PTH in rat serum |
| Needle Holder | Shinva, China | ||
| Phosphorus Liqui-UV test | EKF | 0830-125 | For Pi analysis |
| Ply gauze | Weian Co. Henan, China | ||
| Povidone-Iodine | Yongan pharmaceutical Co.Ltd. Chengdu, China | ||
| Prism 9.0 (statistics and graphing software) | GraphPad Software, Inc., San Diego, CA, USA | https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/ | |
| Rat C-telopeptide of type I collagen (CTX-I) ELISA Kit | CUSABIO, Wuhan, China | CSB-E12776r | For CTX-I analysis |
| Rat Osteocalcin/Bone Gla Protein (OT/BGP) ELISA Kit | CUSABIO, Wuhan, China | CSB-E05129r | For osteocalcin analysis |
| Safety Single Edge Razor Blades | American Safety Razor Company | 66-0089 | |
| Sprague-Dawley Rats | 8 to 10 weeks old | ||
| Surgical Incise Drapes | Liangyou Co. Sichuan, China | ||
| Urea Assay Kit | Jiancheng, Nanjing, China | C013-2-1 | For urea analysis |
References
- 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).
- Bilezikian, J. P.
- Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. Postsurgical hypoparathyroidism-Risk of fractures, psychiatric diseases, cancer, cataract, and infections. Journal of Bone and Mineral Research. 29 (11), 2504-2510 (2014).
- Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. The epidemiology of nonsurgical hypoparathyroidism in Denmark: A nationwide case finding study. Journal of Bone and Mineral Research. 30 (9), 1738-1744 (2015).
- Astor, M. C., et al. Epidemiology and health-related quality of life in hypoparathyroidism in Norway. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (8), 3045-3053 (2016).
- Rodriguez-Ortiz, M. E., et al. Calcium deficiency reduces circulating levels of FGF23. Journal of the American Society of Nephrology. 23 (7), 1190-1197 (2012).
- Davies, B. M., Gordon, A. H., Mussett, M. V. A plasma calcium assay for parathyroid hormone, using parathyroidectomized rats. The Journal of Physiology. 125 (2), 383-395 (1954).
- Clarke, B. L., et al.
- Liu, Y., Shan, Z. Expert consensus on diagnosis and treatment for elderly with thyroid diseases in China. Aging Medicine. 4 (2), 70-92 (2021).
- Sulejmanovic, M., Cickusic, A. J., Salkic, S., Bousbija, F. M. Annual incidence of thyroid disease in patients who first time visit department for thyroid diseases in Tuzla Canton. Materia Socio-Medica. 31 (2), 130-134 (2019).
- Liao, H. W., et al. Relationship between fibroblast growth factor 23 and biochemical and bone histomorphometric alterations in a chronic kidney disease rat model undergoing parathyroidectomy. PloS One. 10 (7), 0133278 (2015).
- Russell, P. S., Gittes, R. F. Parathyroid transplants in rats: A comparison of their survival time with that of skin grafts. The Journal of Experimental Medicine. 109 (6), 571-588 (1959).
- Sakai, A., et al. Osteoclast development in immobilized bone is suppressed by parathyroidectomy in mice. Journal of Bone and Mineral Metabolism. 23 (1), 8-14 (2005).
- Bi, R., Fan, Y., Luo, E., Yuan, Q., Mannstadt, M. Two techniques to create hypoparathyroid mice: parathyroidectomy using GFP glands and diphtheria-toxin-mediated parathyroid ablation. Journal of Visualized Experiments. (121), e55010 (2017).
- Bi, R., et al. Diphtheria toxin- and GFP-based mouse models of acquired hypoparathyroidism and treatment with a long-acting parathyroid hormone analog. Journal of Bone and Mineral Research. 31 (5), 975-984 (2016).
- Huang, Y., et al. Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo. MedComm. 1 (2), 202-210 (2020).
- Zhang, R. J., Chen, Y. L., Deng, X., Yang, H. Carbon nanoparticles for thyroidectomy and central lymph node dissection for thyroid cancer. The American Surgeon. , (2022).
- Long, M., et al. A carbon nanoparticle lymphatic tracer protected parathyroid glands during radical thyroidectomy for papillary thyroid non-microcarcinoma. Surgical Innovation. 24 (1), 29-34 (2017).
- Li, Y., et al. Efficacy and safety of long-term universal salt iodization on thyroid disorders: Epidemiological evidence from 31 provinces of mainland China. Thyroid. 30 (4), 568-579 (2020).
- Powers, J., Joy, K., Ruscio, A., Lagast, H. Prevalence and incidence of hypoparathyroidism in the United States using a large claims database. Journal of Bone and Mineral Research. 28 (12), 2570-2576 (2013).
- Zihao, N., et al. Promotion of allogeneic parathyroid cell transplantation in rats with hypoparathyroidism. Gland Surgery. 10 (12), 3403-3414 (2021).
- Goncu, B., et al. Xenotransplantation of microencapsulated parathyroid cells as a potential treatment for autoimmune-related hypoparathyroidism. Experimental and Clinical Transplantation. , (2021).
- Jung, S. Y., et al. Standardization of a physiologic hypoparathyroidism animal model. PLoS One. 11 (10), 0163911 (2016).
- Chen, W., Lv, Y., Xie, R., Xu, D., Yu, J. Application of lymphatic mapping to recognize and protect parathyroid in thyroid carcinoma surgery by using carbon nanoparticles. Journal of Clinical Otorhinolaryngology, Head, and Neck Surgery. 28 (24), 1918-1920 (1924).
