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

Questo lavoro è stato supportato dalla sovvenzione NSFC 81800928, dal finanziamento della ricerca della West China School / Hospital of Stomatology Sichuan University (No. RCDWJS2021-1) e dalla sovvenzione di finanziamento aperto del laboratorio chiave statale delle malattie orali SKLOD-R013.

Questo studio è stato approvato dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali presso lo State Key Laboratory of Oral Diseases, Sichuan University. Il permesso è stato ottenuto dalle agenzie locali competenti prima dell'esperimento. Per il presente studio sono stati utilizzati otto ratti maschi di Sprague-Dawley (SD) di 8-10 settimane, con un peso medio di 200-250 g. Gli animali sono stati ottenuti da una fonte commerciale (vedi Tabella dei materiali). Cibo e acqua sono stati forniti ...

<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>

I rapporti epidemiologici indicano che l'individuazione di malattie della tiroide è aumentata in modo significativo e il numero di interventi chirurgici correlati eseguiti è aumentato di conseguenza19,20. Il tasso di incidenza dell'ipoparatiroidismo postchirurgico è di circa il 7,6%8,21, mentre l'aumentata morbilità dell'ipoparatiroidismo acquisito ha fatto sì che questa rara malattia ottenesse una maggiore attenzione da pa...

L'ormone paratiroideo (PTH) è secreto dalle ghiandole paratiroidi. È un importante modulatore dell'equilibrio del calcio, mantiene il metabolismo del fosfato e partecipa al turnover osseo 1,2. L'ipoparatiroidismo (HypoPT) si manifesta come una diminuzione della secrezione o perdita funzionale di PTH. È una malattia endocrina rara, con una prevalenza di circa 9-37 per 100.000 anni-persona 3,4,5. L'ipoPT è caratterizzata da una diminuzione dei livelli sierici di PTH e calcio accompagnata da un aumento del fosforo sierico 6,7. L'ipoPT è classificata in base alla sua causa: ipoparatiroidismo acquisito (AHypoPT) o ipoparatiroidismo idiopatico (IHypoPT)8. AHypoPT si riscontra più comunemente nella pratica clinica; circa il 75% dei casi di AHypoPT sono causati da resezione o lesioni accidentali delle ghiandole paratiroidi durante la chirurgia della tiroide o altri interventi chirurgici alla testa e al collo. Altre cause includono la radioterapia e la chemioterapia per i tumori della testa e del collo e la tossicità dei farmaci 1,8. I metodi diagnostici aggiornati e un aumento dello screening per le malattie associate alla ghiandola tiroidea hanno aumentato il numero di operazioni chirurgiche della ghiandola tiroidea. Ciò ha portato ad un corrispondente aumento delle complicanze della ghiandola paratiroidea correlate 9,10.
Sono necessari modelli animali facilmente stabiliti con caratteristiche stabili per studiare meglio AHypoPT e verificare l'efficacia terapeutica di nuovi trattamenti. La paratiroidectomia (PTX) eseguita su ratti e topi è stata riportata in studi precedenti 6,11; Tuttavia, a causa delle dimensioni estremamente ridotte delle ghiandole paratiroidi e della variabilità nella loro distribuzione anatomica, il tasso di successo è relativamente basso nella pratica. Pertanto, la tiro-paratiroidectomia (TPTX) (cioè la rimozione totale della tiroide e delle ghiandole paratiroidi) viene solitamente eseguita per garantire la resezione delle ghiandole paratiroidi12. Tuttavia, i bassi livelli di tiroxina risultanti possono complicare gli studi con questo modello animale13. I modelli HypoPT stabiliti con altri metodi, come la stimolazione dei farmaci e l'editing genico, non possono rappresentare correttamente la patogenesi AHypoPT più comune. Il nostro gruppo ha precedentemente utilizzato modelli murini knockout per etichettare le ghiandole paratiroidi e consentire la rimozione delle ghiandole paratiroidi senza danneggiare le ghiandole tiroidee e le strutture anatomiche circostanti14,15. Tuttavia, questo metodo utilizza modelli murini transgenici, che richiedono un tempo di sviluppo più lungo a causa dei requisiti di accoppiamento e riproduzione.
Pertanto, abbiamo mirato a stabilire un modello facilmente generabile di AHypoPT. Questo studio descrive un modello di ratto per PTX utilizzando l'etichettatura delle nanoparticelle di carbonio. Una sospensione di nanoparticelle di carbonio di 50 mg / ml, che è comunemente usata nella chirurgia della tiroide, si distribuisce uniformemente nelle ghiandole tiroidee dopo l'iniezione locale16. Le ghiandole tiroidee diventano nere, ma le ghiandole paratiroidi sono lasciate senza macchia17, distinguendo così chiaramente le ghiandole paratiroidi dalle ghiandole tiroidee e consentendo l'esecuzione del PTX senza influenzare le ghiandole tiroidee. Questo metodo è adatto a ratti di diverse età. L'iniezione della sospensione di nanoparticelle di carbonio è sicura e ha un effetto trascurabile sulla funzione tiroidea18. Il modello di ratto PTX marcato con nanoparticelle di carbonio generato in questo studio ha mostrato fenotipi significativi di ipocalcemia e iperfosfatemia durante il periodo di osservazione di 4 settimane. Pertanto, questo modello AHypoPT è facile da stabilire e ha un fenotipo riproducibile.

<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

L'ipoparatiroidismo (HypoPT) è una malattia rara che coinvolge le ghiandole paratiroidi ed è caratterizzata da una ridotta secrezione o potenza dell'ormone paratiroideo (PTH), che porta ad alti livelli sierici di fosforo e bassi livelli sierici di calcio. HypoPT più comunemente deriva da danni accidentali alle ghiandole o la loro rimozione durante la tiroide o altri interventi chirurgici del collo anteriore. La chirurgia paratiroidea/tiroidea è diventata più comune negli ultimi anni, con un corrispondente aumento dell'insorgenza di HypoPT come complicanza postoperatoria. C'è una necessità critica di un modello animale HypoPT per comprendere meglio i meccanismi alla base degli effetti di HypoPT sull'omeostasi degli ioni minerali e per verificare l'efficacia terapeutica di nuovi trattamenti. Qui, viene riportata una tecnica per creare HypoPT acquisita nei ratti maschi eseguendo la paratiroidectomia (PTX) utilizzando nanoparticelle di carbonio. Il modello di ratto mostra grandi promesse rispetto ai modelli murini di ipoparatiroidismo. È importante sottolineare che la regione di legame del recettore PTH umano ha una somiglianza di sequenza dell'84,2% con quella del ratto, che è superiore alla somiglianza del 73,7% condivisa con i topi. Inoltre, gli effetti degli estrogeni, che possono influenzare la via di segnalazione del recettore PTH/PTHrP, non sono stati completamente studiati nei ratti maschi. Le nanoparticelle di carbonio sono traccianti linfatici che colorano i linfonodi tiroidei neri senza influire sulla loro funzione, ma non macchiano le ghiandole paratiroidi, il che le rende facili da identificare e rimuovere. In questo studio, i livelli sierici di PTH non erano rilevabili dopo PTX e ciò ha provocato ipocalcemia e iperfosfatemia significative. Pertanto, lo stato clinico dell'HypoPT postoperatorio può essere notevolmente rappresentato nel modello di ratto. Il PTX assistito da nanoparticelle di carbonio può quindi servire come modello straordinariamente efficace e facilmente implementabile per studiare la patogenesi, il trattamento e la prognosi dell'HypoPT.

Le posizioni e il numero di ghiandole paratiroidi sono stati inizialmente osservati nei ratti al microscopio a dissezione. Prima dell'iniezione di nanoparticelle di carbonio, le ghiandole tiroidee erano di un colore rosso traslucido e le ghiandole paratiroidi erano difficilmente distinguibili al microscopio (Figura 1A). Dopo l'iniezione di nanoparticelle, le ghiandole tiroidee sono state colorate di nero, mentre le ghiandole paratiroidi sono rimaste non colorate (Figura ...

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

Un modello animale di ipoparatiroidismo acquisito (HypoPT) è fondamentale per comprendere come l'HypoPT influisce sull'omeostasi degli ioni minerali e per verificare l'efficacia di nuovi trattamenti. Qui, viene presentata una tecnica per generare un modello di ratto di ipoparatiroidismo acquisito (AHypoPT) mediante paratiroidectomia (PTX) utilizzando nanoparticelle di carbonio.

Generazione di ratti ipoparatiroidei tramite paratiroidectomia assistita da nanoparticelle di carbonio

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

L'obiettivo generale di questo protocollo è quello di generare un modello di ratto di ipoparatiroidismo acquisito che sia facile da stabilire, stabile nel carattere e innocuo per le ghiandole tiroidee. Il principale vantaggio di questo modello è la rimozione precisa delle ghiandole paratiroidi con l'assistenza di nanoparticelle di carbonio. Speriamo che il modello possa aiutare a risolvere alcune domande nel campo dell'ipoparatiroidismo.Ad esempio, l'uso preoperatorio di calcio e vitamina D per ridurre il rischio di ipocalcemia post-tiroidectomia. Questo metodo può fornire informazioni su come il turnover osseo è influenzato dagli analoghi del PTH e su come gli analoghi del PTH influenzano il corpo nell'uso a lungo termine. Coloro che eseguono questa tecnica per la prima volta possono avere difficoltà a micro-manipolare al microscopio stereo.Un po 'di pratica al microscopio stereo può essere utile. Per iniziare, posizionare il ratto anestetizzato in posizione supina e radere la pelliccia della regione ventrale del collo. Dopo aver fatto un'incisione come descritto nel manoscritto, individuare i lobi della ghiandola tiroidea.Utilizzando una siringa da 10 microlitri dotata di un ago smussato da 30 gauge, iniettare un microlitro di sospensione di nanoparticelle di carbonio nella porzione mesiale della membrana della ghiandola tiroidea. Dopo cinque minuti, irrigare la regione con soluzione salina per pulire eventuali sospensioni extra. Assicurarsi che le ghiandole tiroidee siano diventate nere e osservare la ghiandola paratiroidea non macchiata.Tagliare le ghiandole paratiroidi non macchiate usando un paio di pinze e forbici da microchirurgia, quindi chiudere l'incisione con una sutura orizzontale del materasso interrotta. Dopo l'intervento chirurgico, posizionare i ratti su una coperta elettrica termostatica a 37 gradi Celsius per mantenere la temperatura corporea. Dopo sette giorni, prelevare 10 microlitri di sangue usando la vena della coda.Misurare il calcio sierico, il fosforo inorganico sierico e l'ormone paratiroideo sierico utilizzando kit commerciali. I ratti paratiroidectomia hanno mostrato ipocalcemia e iperfosfatemia stabili nel periodo di osservazione di quattro settimane. L'ormone paratiroideo sierico non è stato rilevato nei ratti paratiroidectomia sette giorni dopo l'operazione.L'urea sierica e la creatinina erano comparabili tra i gruppi sham e paratiroidectomia dopo sette giorni dopo l'operazione. Riduzione dei livelli urinari di ioni calcio e fosfato inorganico sono stati osservati due settimane dopo l'operazione. Non sono state osservate differenze significative nel peso corporeo tra i gruppi paratiroidectomia e sham nell'arco di 28 giorni.Il C-telopeptide sierico è diminuito significativamente nei ratti paratiroidectomia. Non ci sono state differenze significative nei livelli sierici di osteocalcina. Tuttavia, l'iniezione di sospensione di nanoparticelle è la cosa più importante e un'iniezione di successo è fondamentale per l'identificazione e la rimozione presente delle ghiandole paratiroidi.Altri metodi includono la chirurgia guidata dalla fluorescenza, l'iniezione di tossina difterica di topi transgenici PTHcre-iDTR e la paratiroidectomia sterile che potrebbe aiutare a rispondere alle domande nel campo dell'ipertiroidismo.

Research

JoVE Journal

Medicine

Generation of Hypoparathyroid Rats via Carbon-Nanoparticle-Assisted Parathyroidectomy

Acute Myocardial Infarction in Rats

Infarto acuto del miocardio in topi

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

Ricerca

Medicina

Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications

Generazione di microsfere di alginato per applicazioni biomediche

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

Orthotopic Small Bowel Transplantation in Rats

Ortotopico di intestino tenue di ratti

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

Trapianto di fegato in ratti

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

Quantificazione istologica di cronica Myocardial Infarto in Rats

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

Due tecniche per creare Mice Hypoparathyroid: paratiroidectomia Uso GFP Ghiandole ed difterite-tossina-Mediated paratiroideo Ablazione

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

Ecografia in indagini sperimentali riproduttive sui ratti

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

Esclusione gastrica di un-anastomosi (OAGB) in ratti

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

Valutazione ecocardiografica dell'anatomia e della funzione cardiaca nei ratti adulti

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