Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Generering af hypoparathyroide rotter via carbon-nanopartikelassisteret parathyroidektomi

Published: July 14, 2023 doi: 10.3791/64611
* These authors contributed equally

Summary

En dyremodel for erhvervet hypoparathyroidisme (HypoPT) er afgørende for at forstå, hvordan HypoPT påvirker mineralionhomeostase og for at verificere effektiviteten af nye behandlinger. Her præsenteres en teknik til at generere en erhvervet hypoparathyroidisme (AHypoPT) rottemodel ved parathyroidektomi (PTX) ved hjælp af kulstofnanopartikler.

Abstract

Hypoparathyroidisme (HypoPT) er en sjælden sygdom, der involverer biskjoldbruskkirtlerne, der er karakteriseret ved en reduceret sekretion eller styrke af parathyroideahormonet (PTH), hvilket fører til høje serumfosforniveauer og lave serumcalciumniveauer. HypoPT skyldes oftest utilsigtet skade på kirtlerne eller deres fjernelse under skjoldbruskkirtlen eller anden forreste halskirurgi. Parathyroidea/thyreoideakirurgi er blevet mere almindelig i de senere år med en tilsvarende stigning i forekomsten af hypoPT som en postoperativ komplikation. Der er et kritisk behov for en HypoPT-dyremodel for bedre at forstå de mekanismer, der ligger til grund for virkningerne af HypoPT på mineralionhomeostase og for at verificere den terapeutiske effektivitet af nye behandlinger. Her rapporteres en teknik til at skabe erhvervet HypoPT hos hanrotter ved at udføre parathyroidektomi (PTX) ved hjælp af kulstofnanopartikler. Rottemodellen viser stort løfte over musemodellerne for hypoparathyroidisme. Det er vigtigt, at den humane PTH-receptorbindingsregion har en sekvenslighed på 84,2% med rottens, hvilket er højere end den 73,7% lighed, der deles med mus. Desuden er virkningerne af østrogen, som kan påvirke PTH / PTHrP-receptorsignalvejen, ikke blevet undersøgt fuldt ud hos hanrotter. Kulstofnanopartikler er lymfesporstoffer, der pletter skjoldbruskkirtlens lymfeknuder sorte uden at påvirke deres funktion, men de pletter ikke biskjoldbruskkirtlerne, hvilket gør dem lette at identificere og fjerne. I denne undersøgelse var serum-PTH-niveauer ikke påviselige efter PTX, og dette resulterede i signifikant hypokalcæmi og hyperfosfatæmi. Således kan den kliniske tilstand af postoperativ hypoPT være bemærkelsesværdigt repræsenteret i rottemodellen. Carbon-nanopartikelassisteret PTX kan derfor tjene som en ekstraordinært effektiv og let implementerbar model til undersøgelse af patogenese, behandling og prognose for HypoPT.

Introduction

Parathyroideahormon (PTH) udskilles af biskjoldbruskkirtlerne. Det er en vigtig modulator af calciumbalancen, opretholder fosfatmetabolisme og deltager i knogleomsætning 1,2. Hypoparathyroidisme (HypoPT) manifesterer sig som nedsat sekretion eller funktionelt tab af PTH. Det er en sjælden endokrin lidelse med en prævalens på ca. 9-37 pr. 100.000 personår 3,4,5. HypoPT er karakteriseret ved nedsat serum PTH og calciumniveauer ledsaget af øget serumfosfor 6,7. HypoPT klassificeres ud fra årsagen: erhvervet hypoparathyroidisme (AHypoPT) eller idiopatisk hypoparathyroidisme (IHypoPT)8. AHypoPT er mere almindeligt forekommende i klinisk praksis; omkring 75% af AHypoPT tilfælde er forårsaget af resektion eller utilsigtet skade på biskjoldbruskkirtlerne under skjoldbruskkirtlen kirurgi eller andre hoved og hals operationer. Andre årsager omfatter strålebehandling og kemoterapi for hoved- og halstumorer og lægemiddeltoksicitet 1,8. Opgraderede diagnostiske metoder og en stigning i screening for skjoldbruskkirtel-associerede sygdomme har øget antallet af skjoldbruskkirtlen kirurgiske operationer. Dette har ført til en tilsvarende stigning i de relaterede komplikationeri biskjoldbruskkirtlen 9,10.

Let etablerede dyremodeller med stabile egenskaber er nødvendige for bedre at undersøge AHypoPT og verificere den terapeutiske effektivitet af nye behandlinger. Parathyroidektomi (PTX) udført på rotter og mus er blevet rapporteret i tidligere studier 6,11; På grund af den ekstremt lille størrelse af biskjoldbruskkirtlerne og variabiliteten i deres anatomiske fordeling er succesraten imidlertid relativt lav i praksis. Således udføres thyro-parathyroidektomi (TPTX) (dvs. den totale fjernelse af skjoldbruskkirtlen og biskjoldbruskkirtlerne) sædvanligvis for at sikre resektion af biskjoldbruskkirtlerne12. Imidlertid kan de resulterende lave thyroxinniveauer komplicere undersøgelser med denne dyremodel13. HypoPT-modeller etableret ved andre metoder, såsom lægemiddelstimulering og genredigering, kan ikke korrekt repræsentere den mest almindelige AHypoPT-patogenese. Vores gruppe brugte tidligere knockout-musemodeller til at mærke biskjoldbruskkirtlerne og tillade fjernelse af biskjoldbruskkirtlerne uden at beskadige skjoldbruskkirtlen og omgivende anatomiske strukturer14,15. Denne metode anvender imidlertid transgene musemodeller, som kræver en længere udviklingstid på grund af parrings- og avlskravene.

Derfor sigtede vi mod at etablere en let genereret model af AHypoPT. Denne undersøgelse beskriver en rottemodel for PTX ved hjælp af kulstofnanopartikelmærkning. En kulstofnanopartikelsuspension på 50 mg / ml, som almindeligvis anvendes i skjoldbruskkirtelkirurgi, fordeles jævnt i skjoldbruskkirtlen efter lokal injektion16. Skjoldbruskkirtlen bliver sort, men biskjoldbruskkirtlerne efterlades ufarvede17, hvilket tydeligt adskiller biskjoldbruskkirtlerne fra skjoldbruskkirtlen og gør det muligt at udføre PTX uden at påvirke skjoldbruskkirtlen. Denne metode er velegnet til rotter i forskellige aldre. Injektionen af carbon nanopartikel suspension er sikker og har en ubetydelig effekt på skjoldbruskkirtlenfunktion 18. Den kulstofnanopartikelmærkede PTX-rottemodel, der blev genereret i denne undersøgelse, viste signifikante hypokalcæmi- og hyperfosfatæmifænotyper i løbet af den 4 ugers observationsperiode. Således er denne AHypoPT-model let at etablere og har en reproducerbar fænotype.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne undersøgelse blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee ved State Key Laboratory of Oral Diseases, Sichuan University. Tilladelse blev indhentet fra relevante lokale agenturer før eksperimentet. Otte 8-10 uger gamle hanrotter af Sprague-Dawley (SD) med en gennemsnitsvægt på 200-250 g blev anvendt til denne undersøgelse. Dyrene blev hentet fra en kommerciel kilde (se materialetabel). Mad og vand blev leveret ad libitum i hele forsøgsperioden.

1. Præoperativt præparat til generering af kulstofnanopartikelassisterede PTX-rotter

  1. Bedøv de 8-10 uger gamle rotter ved hjælp af 2,0% -2,5% isofluran inhalation, efterfulgt af en intraperitoneal (i.p.) injektion af tribromethanol ved 10 ml / kg legemsvægt. Garanter en tilstrækkelig dybde af anæstesi ved at teste fraværet af pupillær lysrefleks. Brug dyrlægesalve på øjnene for at forhindre tørhed under anæstesi.
    BEMÆRK: Rotter, der er 8-10 uger gamle, anerkendes som voksne rotter. Denne modelleringsmetode kan dog anvendes på rotter så unge som 7 dage gamle.
  2. Forbered de bedøvede SD-rotter til operation ved at barbere pelsen i den ventrale halsregion i liggende stilling. Desinficer det operative område ved hjælp af povidon-jod bomuldskugler (se tabel over materialer).
  3. Dæk dyret med kirurgiske gardiner (se materialetabellen), og udsæt det kirurgiske område med det formål at minimere mikrobiel kontaminering.

2. Parathyroidektomi (PTX)

  1. Start ved midtpunktet mellem de to ører, og skær et 2 cm snit i længderetningen mod halen ved hjælp af en kirurgisk skalpel. Disseker fascia og fedtlaget successivt med skarpe, buede, takkede tang.
  2. Adskil paratrachealmusklerne, og udsæt luftrøret ved hjælp af relativt stump tang under et stereomikroskop ved 4x-5x forstørrelse.
  3. Find venstre og højre lobes af de sommerfuglformede skjoldbruskkirtler ved siden af luftrøret.
  4. Injicer 1 μL af carbon nanopartikel suspension (se tabel over materialer) under membranen i skjoldbruskkirtlen ved hjælp af en 10 μL sprøjte med en 30 G skrå kanyle. Efter 5 minutter skylles det operative område med saltvand for at rense den ekstra kulstofnanopartikelsuspension, der dækker skjoldbruskkirtelmembranen.
    BEMÆRK: Det anbefalede injektionspunkt er mesial del af skjoldbruskkirtlen lap, som har færre blodkar. En carbon nanopartikel suspension er almindeligt anvendt i skjoldbruskkirtlen kirurgi på grund af dets evne til at detektere lymfeknuder. Farvning af skjoldbruskkirtlen og efterlader biskjoldbruskkirtlerne ubesmittede letter identifikationen af sidstnævnte.
  5. Kontroller, at skjoldbruskkirtlen bliver sort, mens biskjoldbruskkirtlerne forbliver ufarvede i ~ 5 minutter. Overhold de fremhævede biskjoldbruskkirtler under almindeligt lys ved hjælp af enten lyset fra et stereomikroskop eller en bordlampe.
    BEMÆRK: Gnavere har typisk to dråbeformede biskjoldbruskkirtler placeret på venstre og højre overflade af skjoldbruskkirtlen. Lejlighedsvis kan yderligere biskjoldbruskkirtler være placeret længere væk.
  6. Skær præcist de ufarvede biskjoldbruskkirtler med mikrokirurgi tang og saks. Brug sterile bomuldskugler til hæmostase eller en gelatinesvamp, hvis der er mere blødning.
  7. Luk muskler, fedtlag og hud, lag for lag, med en afbrudt vandret madrassutur ved hjælp af 6-0 polyglactin 910 suturer (se materialetabel).
  8. For skingruppen skal du udføre alle trin i det præoperative præparat og PTX undtagen trin 2.6. Bedøv rotterne, og adskil vævene over luftrøret. Find biskjoldbruskkirtlerne, men fjern dem ikke. Udfør postoperativ genopretning og observation sammen med rotterne i PTX-gruppen.

3. Postoperativ genopretning og observation

  1. Efter operationen anbringes rotterne på et termostatisk elektrisk tæppe (37 °C) for at opretholde deres kropstemperatur. Buprenorphinhydrochlorid injiceres 0,01 mg/kg subkutant (s.c) hver 12. time som postoperativ analgesi. Overfør rotterne til et sterilt bur, når de begynder at bevæge sig og forsøge at kravle.
  2. Overhold rotterne nøje postoperativt i 2 timer. Returner rotterne til opdrætsrummet, observer dem rutinemæssigt og registrer deres tilstand.
  3. Træk 10 μL blod fra halevenen 7 dage efter operationen. Mål serum Ca2+, serum Pi og serum PTH ved hjælp af passende kommercielle kits (se tabel over materialer). En vellykket parathyroidektomi producerer en reduceret serum ioniseret Ca2+ niveau 2 SD lavere end hos sham-opererede rotter (9,00 mmol / L, n = 16).
    BEMÆRK: En statistik- og grafsoftware (se materialetabel) blev brugt til den statistiske analyse. En studerendes t-test blev brugt til at sammenligne serum- og urinparametrene mellem sham- og PTX-grupperne. P < 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Serum og urin Ca2+ og Pi og serum urinstof og kreatinin blev målt med kommercielle kits i henhold til producentens anvisninger (se tabel over materialer). Serum C-telopeptid af type I kollagen og osteocalcin blev målt med kommercielt tilgængelige ELISA-sæt (se materialetabel).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Placeringen og antallet af biskjoldbruskkirtler blev oprindeligt observeret hos rotter under et dissektionsmikroskop. Før carbonnanopartikelinjektionen var skjoldbruskkirtlen en gennemskinnelig rød farve, og biskjoldbruskkirtlerne kunne næppe skelnes under mikroskopet (figur 1A). Efter nanopartikelinjektionen blev skjoldbruskkirtlen farvet sort, mens biskjoldbruskkirtlerne forblev ufarvede (figur 1B). Den omhyggelige dissektion af de lyse biskjoldbruskkirtler efterlod skjoldbruskkirtlen uberørt (figur 1C). Generelt blev biskjoldbruskkirtlerne fordelt over de laterale eller bageste kanter af skjoldbruskkirtlen.

Figure 1
Figur 1: Udseendet af skjoldbruskkirtlen og biskjoldbruskkirtlerne under de kirurgiske procedurer. (A) Skjoldbruskkirtlen (hvid prikket linje) er placeret lateralt til luftrøret. (B,C) Skjoldbruskkirtlen viste sort farvning (hvid prikket linje) efter injektion af kulstofnanopartiklerne, mens biskjoldbruskkirtlerne (gul prikket linje) udviste en lys farve. Vægtstænger = 2 mm. Klik her for at se en større version af denne figur.

Operationstiden fra præoperativ forberedelse til PTX-afslutning var ca. 20 min. 4 ugers overlevelsesrate for de postoperative rotter var 90,9 % (60/66). PTX-rotterne blev observeret at være hunch-backed 1 uge efter operationen. En skamstyret kontrolgruppe blev samtidig etableret ved at udføre alle trin i protokollen undtagen trin 2.6. Alle de overlevende kulstofnanopartikelmærkede PTX-rotter havde et lavere gennemsnitligt ioniseretCa2+ -niveau, hvilket var 2 SD lavere end for den skamopererede gruppe. Hypoparathyroidismefænotypen i de kulstofnanopartikelmærkede PTX-rotter, der fremgår af reduceret serumcalcium, forhøjet serumphosphat og uopdaget PTH, forblev stabil i løbet af 4 ugers overvågningsperiode.

7 dage efter operationen blev serumniveauerne Ca 2+ og PTH signifikant reduceret hos PTX-rotterne sammenlignet med shamgruppen (Ca 2+ = 4,97 mmol/L ± 0,99 mmol/L vs. 8,98 mmol/L ± 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). Serum-Pi blev signifikant øget efter PTX-operationen (Pi = 13,90 mmol/l ± 1,77 mmol/l vs. 7,46 mmol/l ± 1,28 mmol/l). Serumniveauerne af urinstof og kreatinin var sammenlignelige mellem skin- og PTX-grupperne 7 dage efter PTX-operationen (urinstof = 8,71 mmol / L ± 0,81 mmol / L vs. 8,84 mmol / L ± 0,89 mmol / L, p > 0,05; kreatinin = 49,03 mmol / L ± 13,14 μmol / L vs. 53,15 μmol / L ± 18,28 mmol / L, p > 0,05). 14 dage efter PTX-operationen blev urinniveauerne Ca 2+ og Pi signifikant reduceret (Ca 2+ = 2,33 mmol / L ± 0,53 mmol / L vs. 7,18 mmol / L ±4,27 mmol / L, p < 0,05; Pi = 2,40 mmol / L ± 1,90 mmol / L vs. 5,29 mmol / L ± 1,52 mmol / L, p < 0,05) (figur 2).

Figure 2
Figur 2: Serum Ca 2+, Pi, PTH, urinstof og kreatinin niveauer og urin Ca2+ og Pi niveauer efter carbon-nanopartikel-assisteret parathyroidektomi. (A) PTX-rotterne udviste stabil hypokalcæmi og hyperfosfatæmi i løbet af observationsperioden på 4 uger (N = 4). (B) Serum PTH kunne ikke påvises hos PTX-rotter 7 dage efter operationen (N = 8). (C,D) Serumniveauerne af urinstof og kreatinin var sammenlignelige mellem skin- og PTX-grupperne 7 dage efter operationen (N = 5). (E,F) Urinniveauerne Ca2+ og Pi blev signifikant reduceret 14 dage efter PTX operationen (N = 8). Fejlbjælkerne angiver standardafvigelsen. Forkortelser: PTX = parathyroidektomi; Ca++ = ioniseret calcium i serum; PTH = parathyroideahormon; Pi = ioniseret fosfor i serum. Klik her for at se en større version af denne figur.

Der var ingen signifikante forskelle i kropsvægt mellem PTX- og skingrupperne på postoperativ dag 7 (POD7), POD14 og POD28 (kropsvægt på POD0 = 256,40 g ± 4,76 g vs. 252,56 g ± 6,69 g, p > 0,05; kropsvægt på POD7 = 266,00 g ± 6,93 g vs. 257,44 g ± 30,56 g, p > 0,05; kropsvægt på POD14 = 294,80 g ± 25,90 g vs. 288,22 g ± 37,35 g, p > 0,05; kropsvægt på POD28 = 327,75 g ± 24,82 g vs. 324,17 g ± 57,97 g, p > 0,05). Desuden blev serum C-telopeptid af type I kollagen (CTX-1) statistisk reduceret på POD28 (CTX-1 = 82,03 pg/ml ± 8,98 pg/ml vs. 100,33 pg/ml ± 6,36 pg/ml, p < 0,05). Serumosteocalcin viste ingen signifikant forskel på POD28 (osteocalcin = 913,66 pg/ml ± 378,03 pg/ml vs. 1066,17 pg/ml ± 549,80 pg/ml, p > 0,05) (figur 3).

Figure 3
Figur 3: Kropsvægt, blod C-telopeptid af type I kollagen, og osteocalcin niveauer efter carbon-nanopartikel-assisteret parathyroidektomi. (A) Der var ingen signifikante forskelle i kropsvægt mellem PTX- og skingrupperne på POD7, POD14 og POD28 (N = 14). (B) PTX-rotterne udviste et statistisk fald i serum C-telopeptid af type I kollagen (N = 4). (C) Der var ingen signifikante forskelle i serumosteocalcinniveauerne (N = 5). Fejlbjælkerne angiver standardafvigelsen. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Epidemiologiske rapporter viser, at påvisning af skjoldbruskkirtelsygdomme er steget betydeligt, og antallet af relaterede udførte operationer er steget tilsvarende19,20. Forekomsten af postkirurgisk hypoparathyroidisme er ca. 7,6%8,21, mens den øgede sygelighed af erhvervet hypoparathyroidisme har fået denne sjældne sygdom til at få større forskningsopmærksomhed. Det er derfor særlig vigtigt at etablere en passende dyremodel til undersøgelse af sygdommens patogenese samt at teste resultaterne af nye terapeutiske behandlinger. På nuværende tidspunkt er der dog begrænsede dyremodeller til rådighed. Desuden er succesraten, overlevelsesraten og vanskeligheden ved kirurgiske procedurer ved at producere sådanne modeller fortsat problematiske. Vores gruppe har tidligere rapporteret to HypoPT-modeller i mus. I PTHcre + / Rosa-mTmG-mus blev biskjoldbruskkirtlerne fluorescerende mærket for at hjælpe med nøjagtigt at dissekere biskjoldbruskkirtlerne, og denne metode var også nyttig til at finde biskjoldbruskkirtler med unormal anatomisk fordeling for at forbedre succesraten for kirurgi14. En anden modelleringsmetode anvendte transgene mus, hvor parathyroidkirtelceller kunne målrettes af difteritoksin. Biskjoldbruskkirtlerne kunne derefter ødelægges ved systemisk administration af difteritoksinet uden at kræve operation14,15. Ovennævnte metoder kræver imidlertid omfattende krydsning af transgene mus, hvilket resulterer i relativt høje tids- og omkostningskrav. Desuden kan den systemiske administration af difteritoksin have udbredte bivirkninger. I øjeblikket er thyro-parathyroidektomi (TPTX) den sædvanlige procedure, der udføres for at sikre resektion af biskjoldbruskkirtlerne12. Selvom teknikken let udføres og har en høj succesrate, kan skaden på skjoldbruskkirtlen ikke ignoreres. Den potentielle virkning af skade på eller ødelæggelse af skjoldbruskkirtlen på de eksperimentelle resultater kan være signifikant, hvilket betyder, at dette er en væsentlig begrænsning af alle undersøgelser på dette område21,22.

I den aktuelle undersøgelse blev en carbon nanopartikelsuspension, der almindeligvis anvendes til at visualisere skjoldbruskkirtlen i klinisk praksis, injiceret for at forbedre PTX-operationen. Denne metode er sikker, hurtig og meget gennemførlig. Det kan effektivt mærke skjoldbruskkirtlen med en sort plet og efterlade biskjoldbruskkirtlerne ubesmittede, hvilket muliggør præcis identifikation og dissektion af biskjoldbruskkirtlerne, samtidig med at man undgår skade på skjoldbruskkirtlen. Denne mærkningsmetode har samme virkning som den, der opnås ved fluorescerende mærkning af transgene mus, men er ikke begrænset af genotypen. Desuden er operationstiden for kulstof-nanopartikelassisteret PTX omkring 20 minutter, hvilket sparer tid sammenlignet med den 2 timers operation, der kræves til 5-ALA fluorescensidentifikation23. På grund af biosikkerheden af kulstofnanopartiklerne24 kan denne modelleringsmetode desuden anvendes på rotter så unge som 7 dage gamle. Et kritisk skridt, der skal bemærkes under operationen, er, at doseringen af carbon nanopartikelsuspensionen kan justeres i henhold til rotternes vægt. Mængden af kulstofnanopartikelsuspension, der anvendes i dette studie (1 μL), er tilstrækkelig til operation på voksne rotter, selvom en vis mængde går tabt i sprøjten. Fordelingen af alle biskjoldbruskkirtlerne er vanskelig for begyndere at identificere, og masser af øvelse anbefales.

Den nuværende undersøgelse har nogle begrænsninger. For eksempel er det umuligt at identificere fjerntliggende biskjoldbruskkirtler, der ikke er knyttet til skjoldbruskkirtlerne ved hjælp af kulstofnanopartikler. Hvis serumparametrene forbliver uændrede efter operationen, kan det indikere, at nogle fjerntliggende biskjoldbruskkirtler var til stede og ikke fjernet. Den farvningsperiode, der kræves for optimal differentiering og identifikation af biskjoldbruskkirtlerne, blev ikke målt; Imidlertid blev skjoldbruskkirtlen farvet ordentligt inden for 5 minutter efter nanopartikeladministration og bevarede pletten under hele den kirurgiske procedure. Funktionen af skjoldbruskkirtlen i opfølgningsperioden blev ikke registreret i denne undersøgelse. Men i vores tidligere undersøgelse, som involverede anvendelse af en transgen musemodel til at identificere og fjerne biskjoldbruskkirtlerne, viste skjoldbruskkirtelfunktionen sig at være bevaret15. Rotternes tolerance over for kulstofnanopartiklerne blev heller ikke testet i denne undersøgelse; Disse nanopartikler er imidlertid blevet kommercielt anvendt som lægemidler i kliniske operationer16. Generelt giver denne metode forskere mulighed for at vælge et dyr med en ønsket genotype og operationstid. I sidste ende forventes denne tilgang at give nyttige rottemodeller for erhvervet hypoparathyroidisme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende økonomiske interesser.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af NSFC-bevilling 81800928, forskningsfinansiering fra West China School / Hospital of Stomatology Sichuan University (nr. RCDWJS2021-1) og State Key Laboratory of Oral Diseases Open Funding-tilskud 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. Hypoparathyroidism. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 105 (6), 1722-1736 (2020).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Clarke, B. L., et al. Epidemiology and diagnosis of hypoparathyroidism. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (6), 2284-2299 (2016).
  9. Liu, Y., Shan, Z. Expert consensus on diagnosis and treatment for elderly with thyroid diseases in China. Aging Medicine. 4 (2), 70-92 (2021).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Huang, Y., et al. Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo. MedComm. 1 (2), 202-210 (2020).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Zihao, N., et al. Promotion of allogeneic parathyroid cell transplantation in rats with hypoparathyroidism. Gland Surgery. 10 (12), 3403-3414 (2021).
  22. Goncu, B., et al. Xenotransplantation of microencapsulated parathyroid cells as a potential treatment for autoimmune-related hypoparathyroidism. Experimental and Clinical Transplantation. , (2021).
  23. Jung, S. Y., et al. Standardization of a physiologic hypoparathyroidism animal model. PLoS One. 11 (10), 0163911 (2016).
  24. 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).

Tags

Medicin nr. 197
Generering af hypoparathyroide rotter <em>via</em> carbon-nanopartikelassisteret parathyroidektomi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Song, Y., Li, P., Lyu, P., Yu, Y.,More

Song, Y., Li, P., Lyu, P., Yu, Y., Chen, X., Cui, C., Bi, R., Fan, Y. Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy. J. Vis. Exp. (197), e64611, doi:10.3791/64611 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter