Summary
Kazanılmış hipoparatiroidizmin (HypoPT) bir hayvan modeli, HipoPT'nin mineral iyon homeostazını nasıl etkilediğini anlamak ve yeni tedavilerin etkinliğini doğrulamak için çok önemlidir. Burada, karbon nanopartikülleri kullanılarak paratiroidektomi (PTX) ile edinilmiş bir hipoparatiroidizm (AHypoPT) sıçan modeli oluşturmak için bir teknik sunulmuştur.
Abstract
Hipoparatiroidizm (HipoPT), paratiroid bezlerini tutan, yüksek serum fosfor düzeylerine ve düşük serum kalsiyum düzeylerine yol açan, paratiroid hormonunun (PTH) salgılanmasının veya gücünün azalması ile karakterize nadir görülen bir hastalıktır. HipoPT en sık bezlerin kazara hasar görmesinden veya tiroid veya diğer ön boyun cerrahisi sırasında çıkarılmasından kaynaklanır. Paratiroid/tiroid cerrahisi son yıllarda daha yaygın hale gelmiştir ve postoperatif bir komplikasyon olarak HipoPT oluşumunda buna bağlı bir artış olmuştur. HipoPT'nin mineral iyon homeostazı üzerindeki etkilerinin altında yatan mekanizmaları daha iyi anlamak ve yeni tedavilerin terapötik etkinliğini doğrulamak için bir HipoPT hayvan modeline kritik bir ihtiyaç vardır. Burada, karbon nanopartikülleri kullanılarak paratiroidektomi (PTX) yapılarak erkek sıçanlarda edinilmiş HipoPT oluşturmak için bir teknik bildirilmiştir. Sıçan modeli, hipoparatiroidizmin fare modelleri üzerinde büyük umut vaat ediyor. Önemli olarak, insan PTH reseptörü bağlanma bölgesi, farelerle paylaşılan% 73.7 benzerlikten daha yüksek olan sıçanınkiyle % 84.2'lik bir dizi benzerliğine sahiptir. Ayrıca, PTH / PTHrP reseptör sinyal yolunu etkileyebilen östrojenin etkileri, erkek sıçanlarda tam olarak araştırılmamıştır. Karbon nanopartikülleri, tiroid lenf düğümlerini işlevlerini etkilemeden siyaha boyayan lenfatik izleyicilerdir, ancak paratiroid bezlerini boyamazlar, bu da onları tanımlamayı ve çıkarmayı kolaylaştırır. Bu çalışmada, PTX sonrası serum PTH düzeyleri saptanamadı ve bu da belirgin hipokalsemi ve hiperfosfatemi ile sonuçlandı. Bu nedenle, postoperatif HipoPT'nin klinik durumu sıçan modelinde dikkat çekici bir şekilde temsil edilebilir. Bu nedenle, karbon-nanopartikül destekli PTX, HipoPT'nin patogenezini, tedavisini ve prognozunu incelemek için olağanüstü etkili ve kolayca uygulanabilir bir model olarak hizmet edebilir.
Introduction
Paratiroid hormonu (PTH) paratiroid bezleri tarafından salgılanır. Kalsiyum dengesinin önemli bir modülatörüdür, fosfat metabolizmasını korur ve kemik döngüsüne katılır 1,2. Hipoparatiroidizm (HipoPT), PTH'nin sekresyonunun azalması veya fonksiyonel kaybı olarak kendini gösterir. Nadir görülen bir endokrin bozukluktur ve prevalansı 100.000 kişi-yıl başına yaklaşık 9-37 arasındadır 3,4,5. HipoPT, artmış serum fosfor 6,7 ile birlikte azalmış serum PTH ve kalsiyum seviyeleri ile karakterizedir. HipoPT nedenine göre sınıflandırılır: edinilmiş hipoparatiroidizm (AHypoPT) veya idiyopatik hipoparatiroidizm (IHypoPT)8. AHypoPT klinik pratikte daha sık rastlanmaktadır; AHypoPT vakalarının yaklaşık% 75'i, tiroid cerrahisi veya diğer baş boyun ameliyatları sırasında paratiroid bezlerinin rezeksiyonu veya kazara yaralanmasından kaynaklanır. Diğer nedenler arasında baş boyun tümörleri için radyoterapi ve kemoterapi ve ilaç toksisitesi 1,8 sayılabilir. Gelişen tanı yöntemleri ve tiroid bezi ile ilişkili hastalıkların taranmasında artış, tiroid bezi cerrahi operasyonlarının sayısını artırmıştır. Bu da ilişkili paratiroid bezi komplikasyonlarında 9,10 artışa yol açmıştır.
AHypoPT'yi daha iyi araştırmak ve yeni tedavilerin terapötik etkinliğini doğrulamak için kararlı özelliklere sahip kolayca oluşturulmuş hayvan modellerine ihtiyaç vardır. Sıçan ve farelere yapılan paratiroidektomi (PTX) önceki çalışmalarda bildirilmiştir 6,11; Bununla birlikte, paratiroid bezlerinin son derece küçük boyutları ve anatomik dağılımlarındaki değişkenlik nedeniyle, pratikte başarı oranı nispeten düşüktür. Bu nedenle, tiro-paratiroidektomi (TPTX) (yani, tiroid ve paratiroid bezlerinin tamamen çıkarılması) genellikle paratiroid bezlerinin rezeksiyonunu sağlamak için yapılır12. Bununla birlikte, ortaya çıkan düşük tiroksin seviyeleri, bu hayvan modeli13 ile yapılan çalışmaları zorlaştırabilir. İlaç stimülasyonu ve gen düzenleme gibi diğer yöntemlerle oluşturulan hipoPT modelleri, en yaygın AHypoPT patogenezini doğru bir şekilde temsil edememektedir. Grubumuz daha önce paratiroid bezlerini etiketlemek ve tiroid bezlerine ve çevresindeki anatomik yapılara zarar vermeden paratiroid bezlerinin çıkarılmasına izin vermek için nakavt fare modelleri kullanmıştır14,15. Bununla birlikte, bu yöntem, çiftleşme ve üreme gereksinimleri nedeniyle daha uzun bir geliştirme süresi gerektiren transgenik fare modellerini kullanır.
Bu nedenle, AHypoPT'nin kolay oluşturulan bir modelini kurmayı amaçladık. Bu çalışma, karbon nanopartikül etiketlemesini kullanarak PTX için bir sıçan modelini açıklamaktadır. Tiroid cerrahisinde yaygın olarak kullanılan 50 mg / mL'lik bir karbon nanopartikül süspansiyonu, lokal enjeksiyon16'dan sonra tiroid bezlerinde eşit olarak dağılır. Tiroid bezleri siyaha döner, ancak paratiroid bezleri lekesiz kalır17, böylece paratiroid bezlerini tiroid bezlerinden açıkça ayırt eder ve PTX'in tiroid bezlerini etkilemeden yapılmasına izin verir. Bu yöntem farklı yaşlardaki sıçanlar için uygundur. Karbon nanopartikül süspansiyonunun enjeksiyonu güvenlidir ve tiroid fonksiyonu üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahiptir18. Bu çalışmada üretilen karbon nanopartikül etiketli PTX sıçan modeli, 4 haftalık gözlem süresi boyunca önemli hipokalsemi ve hiperfosfatemi fenotipleri göstermiştir. Bu nedenle, bu AHypoPT modelinin kurulması kolaydır ve tekrarlanabilir bir fenotipe sahiptir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu çalışma, Sichuan Üniversitesi Ağız Hastalıkları Devlet Anahtar Laboratuvarı'ndaki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Deneyden önce ilgili yerel kurumlardan izin alınmıştır. Bu çalışmada ortalama ağırlığı 200-250 g olan sekiz adet 8-10 haftalık erkek Sprague-Dawley (SD) sıçanı kullanıldı. Hayvanlar ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bakınız Malzeme Tablosu). Deney dönemi boyunca yiyecek ve su ad libitum olarak sağlanmıştır.
1. Karbon-nanopartikül destekli PTX sıçanlarının üretimi için preoperatif hazırlık
- 8-10 haftalık sıçanları %2.0-%2.5 izofluran inhalasyonu kullanarak uyuşturun, ardından 10 mL/kg vücut ağırlığında intraperitoneal (i.p.) tribromoetanol enjeksiyonu yapın. Pupilla ışık refleksinin yokluğunu test ederek yeterli anestezi derinliğini garanti edin. Anestezi altındayken kuruluğu önlemek için gözlerde veteriner merhemi kullanın.
NOT: 8-10 haftalık sıçanlar yetişkin sıçanlar olarak kabul edilir. Bununla birlikte, bu modelleme yöntemi 7 günlük kadar genç sıçanlarda kullanılabilir. - Anestezi uygulanan SD sıçanları, ventral boyun bölgesinin kürkünü sırtüstü pozisyonda tıraş ederek ameliyat için hazırlayın. Povidon-iyot pamuk topları kullanarak ameliyat bölgesini dezenfekte edin (bakınız Malzeme Tablosu).
- Hayvanı cerrahi örtülerle örtün (bakınız Malzeme Tablosu) ve mikrobiyal kontaminasyonu en aza indirmeyi amaçlayan cerrahi bölgeyi açığa çıkarın.
2. Paratiroidektomi (PTX)
- İki kulak arasındaki orta noktadan başlayın ve cerrahi bir neşter kullanarak kuyruğa doğru uzunlamasına 2 cm'lik bir kesi kesin. Fasya ve yağ tabakasını keskin, kavisli, tırtıklı forsepslerle art arda diseke edin.
- Paratrakeal kasları ayırın ve trakeayı stereo mikroskop altında 4x-5x büyütmede nispeten künt forseps kullanarak açığa çıkarın.
- Kelebek şeklindeki tiroid bezlerinin sol ve sağ loblarını trakeanın yan tarafına yerleştirin.
- 30 G eğimli iğne ile 10 μL'lik bir şırınga kullanarak tiroid bezlerinin zarının altına 1 μL karbon nanopartikül süspansiyonu (bakınız Malzeme Tablosu) enjekte edin. 5 dakika sonra, tiroid bezi zarını kaplayan ekstra karbon nanopartikül süspansiyonunu temizlemek için ameliyat bölgesini salinle sulayın.
NOT: Önerilen enjeksiyon noktası, tiroid bezi lobunun daha az kan damarına sahip olan mesial kısmıdır. Bir karbon nanopartikül süspansiyonu, lenf düğümlerini tespit etme kabiliyeti nedeniyle tiroid cerrahisinde yaygın olarak kullanılır. Tiroid bezlerinin boyanması ve paratiroid bezlerinin lekesiz bırakılması, ikincisinin tanımlanmasını kolaylaştırır. - Paratiroid bezleri ~ 5 dakika içinde lekesiz kalırken tiroid bezlerinin siyaha döndüğünden emin olun. Vurgulanan paratiroid bezlerini, bir stereo mikroskobun veya bir masa lambasının ışığını kullanarak normal ışık altında gözlemleyin.
NOT: Tipik olarak, kemirgenler tiroid bezlerinin sol ve sağ yüzeylerinde bulunan iki damla şeklinde paratiroid bezine sahiptir. Bazen, ek paratiroid bezleri daha uzağa yerleştirilebilir. - Lekesiz paratiroid bezlerini mikrocerrahi forseps ve makasla kesin olarak kesin. Hemostaz için steril pamuk topları veya daha fazla kanama varsa jelatin sünger kullanın.
- Kasları, yağ tabakalarını ve cildi katman katman, 6-0 poliglactin 910 sütür kullanarak kesilmiş yatay yatak sütürü ile kapatın (bkz.
- Sahte grup için, preoperatif preparatın ve PTX'in adım 2.6 hariç tüm adımlarını uygulayın. Sıçanları uyuşturun ve trakeanın üzerindeki dokuları ayırın. Paratiroid bezlerini bulun, ancak çıkarmayın. PTX grubunun sıçanları ile birlikte postoperatif iyileşme ve gözlem yapın.
3. Postoperatif iyileşme ve gözlem
- Ameliyattan sonra, vücut ısılarını korumak için sıçanları termostatik bir elektrikli battaniyeye (37 ° C) yerleştirin. Postoperatif analjezi olarak her 12 saatte bir deri altından 0.01 mg/kg buprenorfin hidroklorür (s.c) enjekte edin. Sıçanları hareket etmeye başladıklarında ve sürünmeye çalıştıklarında steril bir kafese aktarın.
- Sıçanları ameliyat sonrası 2 saat boyunca yakından gözlemleyin. Sıçanları yetiştirme odasına geri getirin, rutin olarak gözlemleyin ve durumlarını kaydedin.
- Ameliyattan 7 gün sonra kuyruk damarından 10 μL kan alın. Serum Ca2+, serum Pi ve serum PTH'yi uygun ticari kitler kullanarak ölçün (bkz. Başarılı bir paratiroidektomi, sham ile ameliyat edilen sıçanlarınkinden daha düşük serum iyonize Ca2 + seviye 2 SD üretir (9.00 mmol / L, n = 16).
NOT: İstatistiksel analiz için bir istatistik ve grafik yazılımı (bakınız Malzeme Tablosu) kullanılmıştır. Sahte ve PTX grupları arasındaki serum ve üriner parametreleri karşılaştırmak için bir Student'ın t-testi kullanıldı. p < 0.05 istatistiksel olarak anlamlı bulundu. Serum ve idrar Ca2+ ve Pi ile serum üre ve kreatinin, üreticilerin talimatlarına göre ticari kitlerle ölçüldü (bakınız Malzeme Tablosu). Tip I kollajen ve osteokalsinin serum C-telopeptidi, piyasada bulunan ELISA kitleri ile ölçüldü (bakınız Malzeme Tablosu).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Paratiroid bezlerinin yerleri ve sayısı başlangıçta diseksiyon mikroskobu altında sıçanlarda gözlendi. Karbon nanopartikül enjeksiyonundan önce, tiroid bezleri yarı saydam kırmızı bir renkteydi ve paratiroid bezleri mikroskop altında zorlukla ayırt edilebiliyordu (Şekil 1A). Nanopartikül enjeksiyonundan sonra, tiroid bezleri siyaha boyanırken, paratiroid bezleri lekesiz kaldı (Şekil 1B). Açık renkli paratiroid bezlerinin dikkatli diseksiyonu tiroid bezlerine dokunulmadan bırakılmıştır (Şekil 1C). Genel olarak, paratiroid bezleri tiroid bezlerinin lateral veya posterior kenarlarına dağılmıştır.
Şekil 1: Cerrahi işlemler sırasında tiroid ve paratiroid bezlerinin görünümü. (A) Tiroid bezleri (beyaz noktalı çizgi) trakeaya lateral olarak yerleştirilir. (B,C) Tiroid bezleri, karbon nanopartiküllerinin enjeksiyonundan sonra siyah lekelenme (beyaz noktalı çizgi) gösterirken, paratiroid bezleri (sarı noktalı çizgi) açık bir renk sergiledi. Ölçek çubukları = 2 mm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Preoperatif hazırlıktan PTX'in tamamlanmasına kadar geçen operasyon süresi yaklaşık 20 dakika idi. Postoperatif sıçanların 4 haftalık sağkalım oranı %90.9 (60/66) idi. PTX sıçanlarının ameliyattan 1 hafta sonra kambur sırtlı oldukları gözlendi. Adım 2.6 hariç protokoldeki tüm adımlar gerçekleştirilerek sahte olarak işletilen bir kontrol grubu aynı anda kuruldu. Hayatta kalan tüm karbon nanopartikül etiketli PTX sıçanları, sahte olarak işletilen grubunkinden 2 SD daha düşük olan daha düşük bir ortalama iyonize Ca2 + seviyesine sahipti. Karbon nanopartikül etiketli PTX sıçanlarındaki hipoparatiroidizm fenotipi, azalmış serum kalsiyumu, yüksek serum fosfat ve tespit edilmemiş PTH ile kanıtlanmış, 4 haftalık izleme süresi boyunca sabit kalmıştır.
Ameliyattan 7 gün sonra, PTX sıçanlarda serum Ca 2+ ve PTH düzeyleri sahte gruba göre anlamlı olarak azaldı (Ca2+ = 4.97 mmol / L ± 0.99 mmol / L'ye karşı 8.98 mmol / ±L'ye karşı 0.58 mmol / L, p < 0.05; PTH = 13.13 pg/mL ± 6.58 v pg/mL s. 313.06 pg/mL ± 75.24 pg/mL, p < 0.05). PTX cerrahisinden sonra serum Pi anlamlı olarak artmıştır (Pi = 13.90 mmol/L ± 1.77 mmol/L ve 7.46 mmol/L ± 1.28 mmol/L). PTX ameliyatından 7 gün sonra serum üre ve kreatinin düzeyleri sahte ve PTX grupları arasında karşılaştırılabilir (üre = 8.71 mmol/L ± 0.81 mmol/L ile 8.84 mmol/L ± 0.89 mmol/L, p > 0.05; kreatinin = 49.03 μmol/L ± 13.14 μmol/L ve 53.15 μmol/L ± 18.28 μmol/L, p > 0.05). PTX ameliyatından 14 gün sonra, idrar Ca 2+ ve Pi düzeyleri anlamlı olarak azaldı (Ca 2+ = 2.33 mmol / L, 0.53 mmol / L'ye ± 7.18 mmol / L±'ye karşı 7.18 mmol / L,4.27 mmol / L, p < 0.05; Pi = 2.40 mmol/L ± 1.90 mmol/L ve 5.29 mmol/L ± 1.52 mmol/L, p < 0.05) (Şekil 2).
Şekil 2: Karbon-nanopartikül yardımlı paratiroidektomi sonrası serum Ca 2+, Pi, PTH, üre ve kreatinin düzeyleri ile idrar Ca2+ ve Pi düzeyleri. (A) PTX sıçanları 4 haftalık gözlem süresi boyunca stabil hipokalsemi ve hiperfosfatemi sergiledi (N = 4). (B) PTX sıçanlarında operasyondan 7 gün sonra serum PTH saptanamadı (N=8). (C,D) Serum üre ve kreatinin düzeyleri ameliyattan 7 gün sonra sahte ve PTX grupları arasında karşılaştırılabilir bulundu (N = 5). (E,F) İdrar Ca2+ ve Pi düzeyleri PTX cerrahisinden 14 gün sonra anlamlı olarak azaldı (N=8). Hata çubukları standart sapmayı gösterir. Kısaltmalar: PTX = paratiroidektomi; Ca++ = serumdaki iyonize kalsiyum; PTH = paratiroid hormonu; Pi = serumda iyonize fosfor. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Postoperatif 7. günde PTX ve sahte gruplar arasında vücut ağırlığında anlamlı fark yoktu (POD7), POD14 ve POD28 (POD0'da vücut ağırlığı = 256.40 g ± 4.76 g'a karşılık 252.56 g ± 6.69 g, p > 0.05; POD7'de vücut ağırlığı = 266.00 g ± 6.93 g'a karşılık 257.44 g ± 30.56 g, p > 0.05; POD14 üzerindeki vücut ağırlığı = 294.80 g ± 25.90 g'a karşılık 288.22 g ± 37.35 g, p > 0.05; POD28 üzerindeki vücut ağırlığı = 327.75 g ± 24.82 g ve 324.17 g ± 57.97 g, p > 0.05). Ayrıca, tip I kollajen (CTX-1) serum C-telopeptidi POD28'de istatistiksel olarak azaldı (CTX-1 = 82.03 pg/mL ± 8.98 pg/mL ve 100.33 pg/mL ± 6.36 pg/mL, p < 0.05). Serum osteokalsin POD28 üzerinde anlamlı fark göstermedi (osteokalsin = 913.66 pg/mL ± 378.03 pg/mL ile 1066.17 pg/mL ± 549.80 pg/mL, p > 0.05) arasında anlamlı fark saptanmadı (Şekil 3).
Şekil 3: Vücut ağırlığı, tip I kollajenin kan C-telopeptidi ve karbon-nanopartikül yardımlı paratiroidektomi sonrası osteokalsin seviyeleri. (A) POD7, POD14 ve POD28'deki PTX ve sahte gruplar arasında vücut ağırlığında anlamlı bir fark yoktu (N = 14). (B) PTX sıçanları, tip I kollajenin serum C-telopeptidinde istatistiksel bir azalma sergiledi (N = 4). (C) Serum osteokalsin düzeylerinde anlamlı fark saptanmadı (N=5). Hata çubukları standart sapmayı gösterir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Epidemiyolojik raporlar, tiroid hastalıklarının saptanmasının önemli ölçüde arttığını ve buna bağlı olarak yapılan ilgili ameliyatların sayısının arttığını göstermektedir19,20. Cerrahi sonrası hipoparatiroidi insidansı yaklaşık %7,68,21 iken, edinsel hipoparatiroidizmin artmış morbiditesi bu nadir hastalığın araştırmalara daha fazla ilgi çekmesine neden olmuştur. Bu nedenle, hastalığın patogenezini araştırmak ve yeni terapötik tedavilerin sonuçlarını test etmek için uygun bir hayvan modeli oluşturmak özellikle önemlidir. Bununla birlikte, şu anda, sınırlı sayıda hayvan modeli mevcuttur. Ayrıca, bu tür modellerin üretilmesinde cerrahi prosedürlerin başarı oranı, sağkalım oranı ve zorluğu sorunlu olmaya devam etmektedir. Grubumuz daha önce farelerde iki HypoPT modeli bildirmiştir. PTHcre + / Rosa-mTmG farelerinde, paratiroid bezleri, paratiroid bezlerinin doğru bir şekilde diseke edilmesine yardımcı olmak için floresan olarak etiketlendi ve bu yöntem, ameliyatın başarı oranını artırmak için anormal anatomik dağılıma sahip paratiroid bezlerini bulmak için de yardımcı oldu14. Başka bir modelleme yaklaşımı, paratiroid bezi hücrelerinin difteri toksini tarafından hedeflenebileceği transgenik fareleri kullandı. Paratiroid bezleri daha sonra cerrahi gerektirmeden difteri toksininin sistemik uygulaması ile yok edilebilir14,15. Bununla birlikte, yukarıda belirtilen yöntemler, transgenik farelerin kapsamlı bir şekilde melezlenmesini gerektirir ve bu da nispeten yüksek zaman ve maliyet gereksinimlerine neden olur. Ayrıca, difteri toksininin sistemik olarak uygulanmasının yaygın yan etkileri olabilir. Günümüzde tiro-paratiroidektomi (TPTX), paratiroid bezlerinin rezeksiyonunu sağlamak için yapılan olağan prosedürdür12. Teknik kolay uygulansa ve yüksek başarı oranına sahip olsa da tiroid bezlerine verilen zarar göz ardı edilemez. Tiroid bezlerinin yaralanmasının veya tahrip olmasının deneysel sonuçlar üzerindeki potansiyel etkisi önemli olabilir, yani bu, bu alandaki tüm çalışmaların önemli bir sınırlamasıdır21,22.
Bu çalışmada, klinik pratikte tiroid bezlerini görselleştirmek için yaygın olarak kullanılan bir karbon nanopartikül süspansiyonu, PTX cerrahisini geliştirmek için enjekte edildi. Bu yöntem güvenli, hızlı ve son derece uygulanabilirdir. Tiroid bezlerini siyah bir leke ile etkili bir şekilde etiketleyebilir ve paratiroid bezlerini lekesiz bırakabilir, bu da tiroid bezlerinin zarar görmesini önlerken paratiroid bezlerinin kesin olarak tanımlanmasını ve diseksiyonunu sağlar. Bu etiketleme yöntemi, transgenik farelerin floresan etiketlemesi kullanılarak elde edilenle aynı etkiye sahiptir, ancak genotip ile sınırlı değildir. Ayrıca, karbon-nanopartikül destekli PTX'in ameliyat süresi yaklaşık 20 dakikadır, bu da 5-ALA floresan tanımlaması23 için gereken 2 saatlik ameliyata kıyasla zaman kazandırır. Ek olarak, karbon nanopartikülleri24'ün biyogüvenliği nedeniyle, bu modelleme yöntemi 7 günlük kadar genç sıçanlarda kullanılabilir. Ameliyat sırasında dikkat edilmesi gereken kritik bir adım, karbon nanopartikül süspansiyonunun dozajının sıçanların ağırlığına göre ayarlanabilmesidir. Bu çalışmada kullanılan karbon nanopartikül süspansiyonunun hacmi (1 μL), şırıngada bir miktar kaybolsa bile, yetişkin sıçanlarda ameliyat için yeterlidir. Tüm paratiroid bezlerinin dağılımını yeni başlayanlar için tanımlamak zordur ve bol miktarda uygulama önerilir.
Mevcut çalışmanın bazı sınırlamaları vardır. Örneğin, karbon nanopartikülleri kullanarak tiroidlere bağlı olmayan uzak paratiroid bezlerini tanımlamak imkansızdır. Ameliyattan sonra serum parametreleri değişmeden kalırsa, bazı uzak paratiroid bezlerinin mevcut olduğunu ve çıkarılmadığını gösterebilir. Paratiroid bezlerinin optimal farklılaşması ve tanımlanması için gereken boyama süresi ölçülmedi; Bununla birlikte, tiroid bezleri nanopartikül uygulamasından sonraki 5 dakika içinde düzgün bir şekilde boyandı ve tüm cerrahi prosedür boyunca lekeyi korudu. Bu çalışmada takip süresince tiroid bezlerinin işleyişi kaydedilmemiştir. Bununla birlikte, paratiroid bezlerini tanımlamak ve çıkarmak için transgenik bir fare modelinin kullanılmasını içeren önceki çalışmamızda, tiroid bezi fonksiyonunun korunduğu gösterilmiştir15. Sıçanların karbon nanopartiküllerine toleransı da bu çalışmada test edilmemiştir; Bununla birlikte, bu nanopartiküller klinik ameliyatlarda farmasötik olarak ticari olarak kullanılmıştır16. Genel olarak, bu yöntem araştırmacıların istenen bir genotipe ve operasyon zaman noktasına sahip bir hayvan seçmelerine izin verir. Sonuçta, bu yaklaşımın edinilmiş hipoparatiroidizm için yararlı sıçan modelleri sağlaması beklenmektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar, rakip finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.
Acknowledgments
Bu çalışma NSFC hibe 81800928, Batı Çin Stomatoloji Okulu / Hastanesi Sichuan Üniversitesi'nden Araştırma Fonu (No. RCDWJS2021-1) ve Ağız Hastalıkları Açık Finansman Devlet Anahtar Laboratuvarı SKLOD-R013 tarafından desteklenmiştir.
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).
