通过碳纳米粒子辅助甲状旁腺切除术 产生 甲状旁腺功能减退大鼠

摘要

获得性甲状旁腺功能减退症（HypoPT）的动物模型对于了解HypoPT如何影响矿物离子稳态和验证新疗法的有效性至关重要。本文提出了一种使用碳纳米颗粒通过甲状旁腺切除术（PTX）生成获得性甲状旁腺功能减退症（AHypoPT）大鼠模型的技术。

摘要

甲状旁腺功能减退症（HypoPT）是一种涉及甲状旁腺的罕见疾病，其特征是甲状旁腺激素（PTH）的分泌或效力减少，从而导致高血清磷水平和低血清钙水平。HypoPT 最常见的原因是甲状腺或其他颈部前部手术期间腺体意外损伤或切除。近年来，甲状旁腺/甲状腺手术变得越来越普遍，作为术后并发症的HypoPT的发生率相应增加。迫切需要一个HypoPT动物模型来更好地了解HypoPT对矿物离子稳态影响的机制，并验证新疗法的治疗效果。据报道，一种通过使用碳纳米颗粒进行甲状旁腺切除术（PTX）在雄性大鼠中产生获得性HypoPT的技术。与甲状旁腺功能减退症的小鼠模型相比，大鼠模型显示出很大的前景。重要的是，人PTH受体结合区与大鼠的序列相似度为84.2%，高于小鼠共有的73.7%相似度。此外，雌激素的影响可以影响PTH/PTHrP受体信号通路，尚未在雄性大鼠中得到充分研究。碳纳米颗粒是淋巴示踪剂，可将甲状腺淋巴结染成黑色而不影响其功能，但它们不会染色甲状旁腺，这使得它们易于识别和去除。在这项研究中，PTX后血清PTH水平检测不到，这导致了严重的低钙血症和高磷血症。因此，术后HypoPT的临床状态可以在大鼠模型中得到显着表现。因此，碳纳米颗粒辅助PTX可以作为研究HypoPT的发病机制，治疗和预后非常有效且易于实施的模型。

引言

甲状旁腺激素（PTH）由甲状旁腺分泌。它是钙平衡的主要调节剂，维持磷酸盐代谢，并参与骨转换^1，2。甲状旁腺功能减退症 （HypoPT） 表现为 PTH 分泌减少或功能丧失。它是一种罕见的内分泌疾病，患病率约为 9-37/100，000 人年³，^4，5。低PT的特征是血清PTH和钙水平降低，伴血清磷^6，7升高。HypoPT根据其原因进行分类：获得性甲状旁腺功能减退症（AHypoPT）或特发性甲状旁腺功能减退症（IHypoPT）⁸。AHypoPT在临床实践中更常见;大约75%的AHypoPT病例是由甲状腺手术或其他头颈部手术期间甲状旁腺切除或意外损伤引起的。其他原因包括头颈部肿瘤的放化疗和药物毒性^1，8。升级的诊断方法和甲状腺相关疾病筛查的增加增加了甲状腺外科手术的数量。这导致相关的甲状旁腺并发症相应增加9<....

研究方案

本研究获得四川大学口腔疾病国家重点实验室机构动物护理与使用委员会的批准。在实验之前获得了当地相关机构的许可。本研究使用了八只8-10周龄的雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，平均体重为200-250g。这些动物是从商业来源获得的（见 材料表）。 在整个实验 期间随意提供食物和水。

1.产生碳纳米颗粒辅助PTX大鼠的术前准备

1. 使用2.0%-2.5%异氟醚吸入麻醉8-10周龄大鼠，然后腹腔内（腹膜）注射10mL / kg体重的三溴乙醇。通过测试瞳孔光反射的缺失来保证足够的麻醉深度。在眼睛上使用兽医软膏以防止麻醉时干燥。
   注意：8-10周龄的大鼠被认为是成年大鼠。然而，这种建模方法可用于年仅7天大的老鼠。
2. 通过在仰卧位剃除腹颈区域的皮毛来准备麻醉的SD大鼠进行手术。使用聚维酮碘棉球对手术区域进行消毒（见 材料表）。
3. 用手术单覆盖动物（见 材料表），并暴露手术区域，旨在最大限度地减少微生物污染。

2. 甲状旁腺切除术

1. 从两只耳朵之间的中点开始，用手术刀向尾部纵向切开一个2厘米的切口。用锋利的、弯曲的锯齿状镊子依次解剖筋膜和脂肪层。

结果

最初在解剖显微镜下在大鼠中观察到甲状旁腺的位置和数量。在碳纳米颗粒注射之前，甲状腺呈半透明的红色，在显微镜下几乎无法区分甲状旁腺（图1A）。纳米颗粒注射后，甲状腺被染成黑色，而甲状旁腺保持未染色（图1B）。仔细解剖浅色甲状旁腺，使甲状腺未受影响（图1C）。通常，甲状旁腺分布在甲状腺的外侧或后缘。

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讨论

流行病学报告表明，甲状腺疾病的检测显着增加，进行的相关手术数量相应增加^19，20。术后甲状旁腺功能减退症的发病率约为7.6%⁸，^21，而获得性甲状旁腺功能减退症发病率的增加使这种罕见疾病受到更多的研究关注。因此，建立合适的动物模型来研究疾病的发病机制以及测试新疗法的结果尤为重要。但是，?.......

材料

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