Name: generation of hypoparathyroid rats via carbon-nanoparticle-assisted parathyroidectomy
Uploaded: 2023-07-14T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי 81800928 מענק NSFC, מימון מחקר מבית הספר / בית החולים לסטומטולוגיה במערב סין אוניברסיטת סצ'ואן (מס 'RCDWJS2021-1), ומענק המימון הפתוח של מעבדת מפתח המדינה למחלות פה SKLOD-R013.

מחקר זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדת המפתח הממלכתית למחלות אוראליות, אוניברסיטת סצ'ואן. התקבל אישור מסוכנויות מקומיות רלוונטיות לפני הניסוי. במחקר הנוכחי נעשה שימוש בשמונה חולדות Sprague-Dawley (SD) זכרים בני 8-10 שבועות, במשקל ממוצע של 200-250 גרם. בעלי החיים התקבלו ממקור...

<ol>
	<li>Bilezikian, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoparathyroidism+in+the+adult:+Epidemiology,+diagnosis,+pathophysiology,+target-organ+involvement,+treatment,+and+challenges+for+future+research.">Hypoparathyroidism in the adult: Epidemiology, diagnosis, pathophysiology, target-organ involvement, treatment, and challenges for future research.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 26 (10), 2317-2337 (2011).</li><li>Bilezikian, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoparathyroidism.">Hypoparathyroidism.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 105 (6), 1722-1736 (2020).</li><li>Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postsurgical+hypoparathyroidism-Risk+of+fractures,+psychiatric+diseases,+cancer,+cataract,+and+infections.">Postsurgical hypoparathyroidism-Risk of fractures, psychiatric diseases, cancer, cataract, and infections.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 29 (11), 2504-2510 (2014).</li><li>Underbjerg, L., Sikjaer, T., Mosekilde, L., Rejnmark, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemiology+of+nonsurgical+hypoparathyroidism+in+Denmark:+A+nationwide+case+finding+study.">The epidemiology of nonsurgical hypoparathyroidism in Denmark: A nationwide case finding study.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 30 (9), 1738-1744 (2015).</li><li>Astor, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+and+health-related+quality+of+life+in+hypoparathyroidism+in+Norway.">Epidemiology and health-related quality of life in hypoparathyroidism in Norway.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (8), 3045-3053 (2016).</li><li>Rodriguez-Ortiz, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+deficiency+reduces+circulating+levels+of+FGF23.">Calcium deficiency reduces circulating levels of FGF23.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 23 (7), 1190-1197 (2012).</li><li>Davies, B. M., Gordon, A. H., Mussett, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+plasma+calcium+assay+for+parathyroid+hormone,+using+parathyroidectomized+rats.">A plasma calcium assay for parathyroid hormone, using parathyroidectomized rats.</a> The Journal of Physiology. 125 (2), 383-395 (1954).</li><li>Clarke, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+and+diagnosis+of+hypoparathyroidism.">Epidemiology and diagnosis of hypoparathyroidism.</a> The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 101 (6), 2284-2299 (2016).</li><li>Liu, Y., Shan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expert+consensus+on+diagnosis+and+treatment+for+elderly+with+thyroid+diseases+in+China.">Expert consensus on diagnosis and treatment for elderly with thyroid diseases in China.</a> Aging Medicine. 4 (2), 70-92 (2021).</li><li>Sulejmanovic, M., Cickusic, A. J., Salkic, S., Bousbija, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Annual+incidence+of+thyroid+disease+in+patients+who+first+time+visit+department+for+thyroid+diseases+in+Tuzla+Canton.">Annual incidence of thyroid disease in patients who first time visit department for thyroid diseases in Tuzla Canton.</a> Materia Socio-Medica. 31 (2), 130-134 (2019).</li><li>Liao, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+fibroblast+growth+factor+23+and+biochemical+and+bone+histomorphometric+alterations+in+a+chronic+kidney+disease+rat+model+undergoing+parathyroidectomy.">Relationship between fibroblast growth factor 23 and biochemical and bone histomorphometric alterations in a chronic kidney disease rat model undergoing parathyroidectomy.</a> PloS One. 10 (7), 0133278 (2015).</li><li>Russell, P. S., Gittes, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parathyroid+transplants+in+rats:+A+comparison+of+their+survival+time+with+that+of+skin+grafts.">Parathyroid transplants in rats: A comparison of their survival time with that of skin grafts.</a> The Journal of Experimental Medicine. 109 (6), 571-588 (1959).</li><li>Sakai, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoclast+development+in+immobilized+bone+is+suppressed+by+parathyroidectomy+in+mice.">Osteoclast development in immobilized bone is suppressed by parathyroidectomy in mice.</a> Journal of Bone and Mineral Metabolism. 23 (1), 8-14 (2005).</li><li>Bi, R., Fan, Y., Luo, E., Yuan, Q., Mannstadt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+techniques+to+create+hypoparathyroid+mice:+parathyroidectomy+using+GFP+glands+and+diphtheria-toxin-mediated+parathyroid+ablation.">Two techniques to create hypoparathyroid mice: parathyroidectomy using GFP glands and diphtheria-toxin-mediated parathyroid ablation.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e55010 (2017).</li><li>Bi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diphtheria+toxin-+and+GFP-based+mouse+models+of+acquired+hypoparathyroidism+and+treatment+with+a+long-acting+parathyroid+hormone+analog.">Diphtheria toxin- and GFP-based mouse models of acquired hypoparathyroidism and treatment with a long-acting parathyroid hormone analog.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 31 (5), 975-984 (2016).</li><li>Huang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanoparticles+suspension+injection+for+photothermal+therapy+of+xenografted+human+thyroid+carcinoma+in+vivo.">Carbon nanoparticles suspension injection for photothermal therapy of xenografted human thyroid carcinoma in vivo.</a> MedComm. 1 (2), 202-210 (2020).</li><li>Zhang, R. J., Chen, Y. L., Deng, X., Yang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanoparticles+for+thyroidectomy+and+central+lymph+node+dissection+for+thyroid+cancer.">Carbon nanoparticles for thyroidectomy and central lymph node dissection for thyroid cancer.</a> The American Surgeon. , (2022).</li><li>Long, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+carbon+nanoparticle+lymphatic+tracer+protected+parathyroid+glands+during+radical+thyroidectomy+for+papillary+thyroid+non-microcarcinoma.">A carbon nanoparticle lymphatic tracer protected parathyroid glands during radical thyroidectomy for papillary thyroid non-microcarcinoma.</a> Surgical Innovation. 24 (1), 29-34 (2017).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+and+safety+of+long-term+universal+salt+iodization+on+thyroid+disorders:+Epidemiological+evidence+from+31+provinces+of+mainland+China.">Efficacy and safety of long-term universal salt iodization on thyroid disorders: Epidemiological evidence from 31 provinces of mainland China.</a> Thyroid. 30 (4), 568-579 (2020).</li><li>Powers, J., Joy, K., Ruscio, A., Lagast, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+and+incidence+of+hypoparathyroidism+in+the+United+States+using+a+large+claims+database.">Prevalence and incidence of hypoparathyroidism in the United States using a large claims database.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 28 (12), 2570-2576 (2013).</li><li>Zihao, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Promotion+of+allogeneic+parathyroid+cell+transplantation+in+rats+with+hypoparathyroidism.">Promotion of allogeneic parathyroid cell transplantation in rats with hypoparathyroidism.</a> Gland Surgery. 10 (12), 3403-3414 (2021).</li><li>Goncu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenotransplantation+of+microencapsulated+parathyroid+cells+as+a+potential+treatment+for+autoimmune-related+hypoparathyroidism.">Xenotransplantation of microencapsulated parathyroid cells as a potential treatment for autoimmune-related hypoparathyroidism.</a> Experimental and Clinical Transplantation. , (2021).</li><li>Jung, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardization+of+a+physiologic+hypoparathyroidism+animal+model.">Standardization of a physiologic hypoparathyroidism animal model.</a> PLoS One. 11 (10), 0163911 (2016).</li><li>Chen, W., Lv, Y., Xie, R., Xu, D., Yu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+lymphatic+mapping+to+recognize+and+protect+parathyroid+in+thyroid+carcinoma+surgery+by+using+carbon+nanoparticles.">Application of lymphatic mapping to recognize and protect parathyroid in thyroid carcinoma surgery by using carbon nanoparticles.</a> Journal of Clinical Otorhinolaryngology, Head, and Neck Surgery. 28 (24), 1918-1920 (1924).</li></ol>

דוחות אפידמיולוגיים מצביעים על כך שאיתור מחלות בלוטת התריס גדל באופן משמעותי, ומספר הניתוחים הקשורים שבוצעו גדל בהתאם19,20. שיעור ההיארעות של היפופאראתירואידיזם לאחר ניתוח הוא כ 7.6%8,21, בעוד התחלואה המוגברת של היפופאראתירואידיזם נרכש גרמה ...

הורמון יותרת התריס (PTH) מופרש על ידי בלוטות יותרת התריס. זהו אפנן עיקרי של מאזן הסידן, שומר על מטבוליזם פוספט, ומשתתף בתחלופת עצם 1,2. היפופאראתירואידיזם (HypoPT) מתבטא בירידה בהפרשה או אובדן תפקודי של PTH. זוהי הפרעה אנדוקרינית נדירה, עם שכיחות של כ 9-37 לכל 100,000 שנות אדם 3,4,5. HypoPT מאופיין בירידה ברמות PTH בסרום ובסידן המלווה בעלייה בזרחן בסרום 6,7. HypoPT מסווג על פי הגורם לו: היפופאראתירואידיזם נרכש (AHypoPT) או היפופאראתירואידיזם אידיופתי (IHypoPT)8. AHypoPT נפוץ יותר בפרקטיקה הקלינית; כ-75% ממקרי AHypoPT נגרמים כתוצאה מכריתה או פציעה בשוגג של בלוטות יותרת התריס במהלך ניתוחי בלוטת התריס או ניתוחי ראש וצוואר אחרים. סיבות אחרות כוללות הקרנות וכימותרפיה לגידולי ראש וצוואר ורעילות תרופות 1,8. שיטות אבחון משודרגות ועלייה בבדיקות סקר למחלות הקשורות לבלוטת התריס הגדילו את מספר הפעולות הכירורגיות של בלוטת התריס. זה הוביל לעלייה מקבילה בסיבוכים הקשורים בלוטת יותרת התריס 9,10.
יש צורך במודלים בעלי חיים מבוססים בקלות עם מאפיינים יציבים כדי לחקור טוב יותר את AHypoPT ולאמת את היעילות הטיפולית של טיפולים חדשניים. כריתת בלוטת התריס (PTX) המבוצעת על חולדות ועכברים דווחה במחקרים קודמים 6,11; עם זאת, בשל גודלן הקטן מאוד של בלוטות יותרת התריס והשונות בפיזורן האנטומי, אחוזי ההצלחה נמוכים יחסית בפועל. לכן, thyro-parathyroidectomy (TPTX) (כלומר, הסרה מוחלטת של בלוטת התריס ואת בלוטות יותרת התריס) מבוצעת בדרך כלל כדי להבטיח את כריתה של בלוטות יותרת התריס12. עם זאת, רמות התירוקסין הנמוכות כתוצאה מכך עלולות לסבך מחקרים עם מודל בעלי חיים זה13. מודלים של HypoPT שהוקמו בשיטות אחרות, כגון גירוי תרופות ועריכת גנים, אינם יכולים לייצג כראוי את הפתוגנזה הנפוצה ביותר של AHypoPT. הקבוצה שלנו השתמשה בעבר במודלים של עכברי נוקאאוט כדי לתייג את בלוטות יותרת התריס ולאפשר הסרה של בלוטות יותרת התריס מבלי לפגוע בבלוטות התריס ובמבנים האנטומיים שמסביב14,15. עם זאת, שיטה זו משתמשת במודלים של עכברים טרנסגניים, הדורשים זמן התפתחות ארוך יותר בשל דרישות ההזדווגות והרבייה.
לכן, שאפנו להקים מודל שנוצר בקלות של AHypoPT. מחקר זה מתאר מודל חולדות עבור PTX באמצעות תיוג ננו-חלקיקי פחמן. תרחיף ננו-חלקיקי פחמן של 50 מ"ג/מ"ל, המשמש בדרך כלל בניתוחי בלוטת התריס, מתחלק באופן שווה בבלוטות התריס לאחר הזרקה מקומית16. בלוטות התריס הופכות שחורות, אך בלוטות יותרת התריס נותרות ללא כתמים17, ובכך מבדילות בבירור את בלוטות יותרת התריס מבלוטות התריס ומאפשרות לבצע את PTX מבלי להשפיע על בלוטות התריס. שיטה זו מתאימה לחולדות בגילאים שונים. הזרקת תרחיף ננו-חלקיקי הפחמן בטוחה ויש לה השפעה זניחה על תפקוד בלוטת התריס18. מודל החולדות PTX עם תווית ננו-חלקיקי פחמן שנוצר במחקר זה הראה פנוטיפים משמעותיים של היפוקלצמיה והיפרפוספטמיה במהלך תקופת התצפית בת 4 השבועות. לפיכך, מודל AHypoPT זה קל להקים ויש לו פנוטיפ לשחזור.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.9% Sodium Chloride Solution</td>
			<td>Kelun Co. Sichuan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#181;L 30G NanoFil Syringe</td>
			<td>WPI</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 polyglactin 910 suture with needle</td>
			<td>Ethicon, Inc</td>
			<td>J510G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium LiquiColor test</td>
			<td>EKF</td>
			<td>0155-225</td>
			<td>For Ca2+ analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Nanoparticles Suspension Injection</td>
			<td>Lummy, Chongqing, China</td>
			<td>H20073246</td>
			<td>1 mL : 50 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Creatinine (Cr) Assay kit ( sarcosine oxidase )</td>
			<td>Jiancheng, Nanjing, China</td>
			<td>C011-2-1</td>
			<td>For creatinine analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Scalpel</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumstar Biology forceps</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Dissecting Spring Scissors</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroVue Rat intact PTH ELISA</td>
			<td>Immunotopics</td>
			<td>30-2531</td>
			<td>For the measurement of PTH in rat serum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Holder</td>
			<td>Shinva, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphorus Liqui-UV test</td>
			<td>EKF</td>
			<td>0830-125</td>
			<td>For Pi analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ply gauze</td>
			<td>Weian Co. Henan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-Iodine</td>
			<td>Yongan pharmaceutical Co.Ltd. Chengdu, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism 9.0 (statistics and graphing software)</td>
			<td>GraphPad Software, Inc., San Diego, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat C-telopeptide of type I collagen (CTX-I) ELISA Kit</td>
			<td>CUSABIO, Wuhan, China</td>
			<td>CSB-E12776r</td>
			<td>For CTX-I analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat Osteocalcin/Bone Gla Protein (OT/BGP) ELISA Kit</td>
			<td>CUSABIO, Wuhan, China</td>
			<td>CSB-E05129r</td>
			<td>For osteocalcin analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safety Single Edge Razor Blades</td>
			<td>American Safety Razor Company</td>
			<td>66-0089</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley Rats</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>8 to 10 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Incise Drapes</td>
			<td>Liangyou Co. Sichuan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea Assay Kit</td>
			<td>Jiancheng, Nanjing, China</td>
			<td>C013-2-1</td>
			<td>For urea analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of hypoparathyroid rats via carbon-nanoparticle-assisted parathyroidectomy

היפופאראתירואידיזם (HypoPT) היא מחלה נדירה המערבת את בלוטות יותרת התריס המאופיינת בהפרשה או עוצמה מופחתת של הורמון יותרת התריס (PTH), מה שמוביל לרמות זרחן גבוהות בסרום ולרמות סידן נמוכות בסרום. היפופט נובע לרוב מנזק מקרי לבלוטות או הסרתן במהלך בלוטת התריס או ניתוח צוואר קדמי אחר. ניתוחי בלוטת התריס הפכו נפוצים יותר בשנים האחרונות, עם עלייה מקבילה בהופעת היפופט כסיבוך לאחר הניתוח. יש צורך קריטי במודל בעלי חיים של HypoPT כדי להבין טוב יותר את המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות של HypoPT על הומאוסטזיס יונים מינרליים ולאמת את היעילות הטיפולית של טיפולים חדשניים. כאן, דווח על טכניקה ליצירת HypoPT נרכש בחולדות זכרים על ידי ביצוע כריתת בלוטת התריס (PTX) באמצעות ננו-חלקיקי פחמן. מודל החולדות מראה הבטחה גדולה על פני מודלים עכבריים של היפופאראתירואידיזם. חשוב לציין שלאזור הקישור של קולטן PTH האנושי יש דמיון של 84.2% ברצף עם זה של החולדה, שהוא גבוה יותר מהדמיון של 73.7% המשותף לעכברים. יתר על כן, ההשפעות של אסטרוגן, אשר יכול להשפיע על מסלול איתות קולטן PTH/PTHrP, לא נחקרו במלואן בחולדות זכרים. ננו-חלקיקי פחמן הם נותבי לימפה המכתימים את בלוטות הלימפה של בלוטת התריס בשחור מבלי להשפיע על תפקודן, אך הם אינם מכתימים את בלוטות יותרת התריס, מה שמקל על זיהויים והסרתם. במחקר זה, רמות PTH בסרום היו בלתי ניתנות לגילוי לאחר PTX, וזה הביא היפוקלצמיה משמעותית היפרפוספטמיה. לפיכך, המצב הקליני של HypoPT לאחר הניתוח יכול להיות מיוצג להפליא במודל חולדה. PTX בסיוע פחמן ננו-חלקיקים יכול, אם כן, לשמש כמודל יעיל במיוחד וקל ליישום לחקר הפתוגנזה, הטיפול והפרוגנוזה של HypoPT.

המיקום והמספר של בלוטות יותרת התריס נצפו בתחילה בחולדות תחת מיקרוסקופ דיסקציה. לפני הזרקת ננו-חלקיקי הפחמן, בלוטות התריס היו בצבע אדום שקוף, ובלוטות יותרת התריס כמעט ולא ניתן היה להבחין במיקרוסקופ (איור 1A). לאחר הזרקת הננו-חלקיקים, בלוטות התריס היו מוכתמות בשחור, בעוד שבלוט...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy at JoVE.com

Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy

מודל בבעלי חיים של היפופאראתירואידיזם נרכש (HypoPT) חיוני להבנת האופן שבו HypoPT משפיע על הומאוסטזיס של יונים מינרליים ולאימות היעילות של טיפולים חדשניים. כאן, מוצגת טכניקה ליצירת מודל חולדה היפופאראתירואידיזם נרכש (AHypoPT) על ידי כריתת בלוטת התריס (PTX) באמצעות ננו-חלקיקי פחמן.

יצירת חולדות היפופאראתירואידיום באמצעות כריתת בלוטת התריס בסיוע פחמן ננו-חלקיקים

Hypoparathyroidism (HypoPT) is a rare disease involving the parathyroid glands that is characterized by a reduced secretion or potency of the parathyroid ...

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא ליצור מודל חולדה של היפופאראתירואידיזם נרכש שקל לבסס, יציב באופיו ואינו מזיק לבלוטות התריס. היתרון העיקרי של מודל זה הוא הסרה מדויקת של בלוטות יותרת התריס בעזרת ננו-חלקיקי פחמן. אנו מקווים שהמודל יכול לעזור לפתור כמה שאלות בתחום היפופאראתירואידיזם.לדוגמה, שימוש לפני הניתוח של סידן וויטמין D כדי להפחית את הסיכון של היפוקלצמיה לאחר בלוטת התריס. שיטה זו יכולה לספק תובנה כיצד תחלופת העצם מושפעת מאנלוגים של PTH וכיצד אנלוגים של PTH משפיעים על הגוף בשימוש ארוך טווח. מי שמבצע טכניקה זו בפעם הראשונה עשוי להתקשות לבצע מיקרו-מניפולציה תחת מיקרוסקופ סטריאו.תרגול מסוים תחת מיקרוסקופ סטריאו עשוי להיות מועיל. כדי להתחיל, מניחים את החולדה המורדמת במצב שכיבה ומגלחים את הפרווה של אזור הצוואר הגחוני. לאחר ביצוע חתך כמתואר בכתב היד, יש לאתר את האונות של בלוטת התריס.באמצעות מזרק 10 מיקרוליטר המצויד במחט משופעת של 30 מד, הזריקו מיקרוליטר אחד של תרחיף ננו-חלקיקי הפחמן לחלק המזיאלי של קרום בלוטת התריס. לאחר חמש דקות, השקו את האזור במי מלח כדי לנקות כל מתלה נוסף. ודא שבלוטות התריס הפכו שחורות והתבונן בבלוטת יותרת התריס שאינה מוכתמת.חתכו את בלוטות יותרת התריס הלא מוכתמות באמצעות זוג מלקחיים ומספריים מיקרו-כירורגיים, ולאחר מכן סגרו את החתך בתפר מזרן אופקי קטוע. לאחר הניתוח, הניחו את החולדות על שמיכה חשמלית תרמוסטטית בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס כדי לשמור על חום גופם. לאחר שבעה ימים, לצייר 10 מיקרוליטר של דם באמצעות וריד הזנב.מדדו את הסידן בסרום, הזרחן האנאורגני בסרום והורמון יותרת התריס בסרום באמצעות ערכות מסחריות. החולדות שעברו כריתת בלוטת התריס הציגו היפוקלצמיה יציבה והיפרפוספטמיה במשך תקופת תצפית של ארבעה שבועות. הורמון יותרת התריס בסרום לא זוהה בחולדות כריתת בלוטת התריס שבעה ימים לאחר הניתוח.אוריאה בסרום וקריאטינין היו דומים בין קבוצות דמה וכריתת בלוטת התריס לאחר שבעה ימים לאחר הניתוח. ירידה ביוני סידן בשתן וברמות פוספט אנאורגני נצפתה שבועיים לאחר הניתוח. לא נצפו הבדלים משמעותיים במשקל הגוף בין קבוצות כריתת בלוטת התריס והדמה במשך 28 ימים.הסרום C-telopeptide ירד באופן משמעותי בחולדות parathyroidectomy. לא היו הבדלים משמעותיים ברמות אוסטיאוקלצין בסרום. עם זאת, הזרקת תרחיף ננו-חלקיקים היא הדבר החשוב ביותר והזרקה מוצלחת היא קריטית לזיהוי והסרה נוכחית של בלוטות יותרת התריס.שיטות אחרות כוללות ניתוח מונחה פלואורסצנטיות, הזרקת רעלן דיפטריה של עכברים טרנסגניים PTHcre-iDTR, וכריתת בלוטת התריס הסטרילית שיכולה לעזור לענות על שאלות בתחום בלוטת התריס.

Research

JoVE Journal

Medicine

Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy

Acute Myocardial Infarction in Rats

באוטם שריר הלב אצל חולדות

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications

דור של אלגינט microspheres עבור יישומים ביו

Alginate-based materials have received considerable attention for biomedical applications because of their hydrophilic nature, biocompatibility, and ...

Orthotopic Small Bowel Transplantation in Rats

השתלות מעי דק orthotopic בחולדות

Small  bowel transplantation has become an accepted clinical option for patients with  short gut syndrome and failure of parenteral nutrition ...

Orthotopic Liver Transplantation in Rats

השתלת כבד Orthotopic בחולדות

Clinical progress in the field of liver transplantation has been largely supported by animal models1,2. Since the publication of the first orthotopic rat ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

כימות היסטולוגית של אוטם שריר לב כרוני אצל חולדות

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

Two Techniques to Create Hypoparathyroid Mice: Parathyroidectomy Using GFP Glands and Diphtheria-Toxin-Mediated Parathyroid Ablation

שתי טכניקות כדי ליצור עכברים Hypoparathyroid: Parathyroidectomy שימוש בלוטות GFP ודיפטריה-רעלן בתיווך יותרת התריס אבלציה

Hypoparathyroidism (HP) is a disorder characterized by low levels of PTH which lead to hypocalcemia, hyperphosphatemia, and low bone turnover. The most ...

Ultrasonography in Experimental Reproductive Investigations on Rats

בדיקת אולטרה סאונד בחקירות הרבייה ניסויים על חולדות

With the development of assisted reproductive technology and the ethical limitations of research on humans, rat animal models have been widely used in ...

One-anastomosis Gastric Bypass (OAGB) in Rats

One-anastomosis Gastric Bypass OAGB in Rats

מעקף קיבה אחד-השקה (OAGB) בחולדות

The goal of this protocol is to set up a preclinical model of bariatric surgery and, more specifically, OAGB in obese rats. Based on this preclinical ...

Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats

הערכת אקו-קרדיולוגית של אנטומיה ותפקוד בחולדות למבוגרים

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...