탄소 나노입자 보조 부갑상선 절제술을 통한 부갑상선 기능 저하증 쥐의 생성
Summary
후천성 부갑상선 기능 저하증(HypoPT)의 동물 모델은 HypoPT가 미네랄 이온 항상성에 미치는 영향을 이해하고 새로운 치료법의 효과를 검증하는 데 중요합니다. 여기서, 탄소 나노입자를 이용하여 부갑상선 절제술(PTX)에 의해 후천성 부갑상선기능저하증(AHypoPT) 쥐 모델을 생성하는 기술이 제시된다.
Abstract
부갑상선 기능 저하증(HypoPT)은 부갑상선을 침범하는 희귀 질환으로 부갑상선 호르몬(PTH)의 분비 또는 효능이 감소하여 혈청 인 수치가 높고 혈청 칼슘 수치가 낮습니다. HypoPT는 가장 일반적으로 갑상선 또는 기타 전방 목 수술 중 땀샘의 우발적 손상 또는 제거로 인해 발생합니다. 부갑상선/갑상선 수술은 최근 몇 년 동안 더 보편화되었으며 이에 따라 수술 후 합병증으로 HypoPT의 발생이 증가했습니다. 미네랄 이온 항상성에 대한 HypoPT의 효과의 기본 메커니즘을 더 잘 이해하고 새로운 치료법의 치료 효과를 검증하기 위해 HypoPT 동물 모델이 매우 필요합니다. 여기서, 탄소나노입자를 이용하여 부갑상선 절제술(PTX)을 수행하여 수컷 쥐에서 후천성 HypoPT를 생성하는 기술이 보고되어 있다. 쥐 모델은 부갑상선 기능 저하증의 마우스 모델에 비해 큰 가능성을 보여줍니다. 중요하게도, 인간 PTH 수용체 결합 영역은 쥐의 서열 유사성과 84.2%의 서열 유사성을 가지며, 이는 마우스와 공유된 73.7%의 유사성보다 높습니다. 또한, PTH/PTHrP 수용체 신호 전달 경로에 영향을 미칠 수 있는 에스트로겐의 영향은 수컷 쥐에서 완전히 조사되지 않았습니다. 탄소 나노 입자는 기능에 영향을 미치지 않고 갑상선 림프절을 검게 염색하는 림프 추적자이지만 부갑상선을 염색하지 않아 쉽게 식별하고 제거 할 수 있습니다. 이 연구에서 혈청 PTH 수치는 PTX 후 감지할 수 없었고, 이로 인해 상당한 저칼슘혈증과 고인산혈증이 발생했습니다. 따라서 수술 후 HypoPT의 임상 상태는 쥐 모델에서 현저하게 나타낼 수 있습니다. 따라서 탄소 나노입자 보조 PTX는 HypoPT의 발병기전, 치료 및 예후를 연구하기 위한 매우 효과적이고 쉽게 구현할 수 있는 모델 역할을 할 수 있습니다.
Introduction
부갑상선 호르몬(PTH)은 부갑상선에서 분비됩니다. 칼슘 균형의 주요 조절제이며 인산염 대사를 유지하며 뼈 회전율 1,2에 참여합니다. 부갑상선 기능 저하증(HypoPT)은 PTH의 분비 감소 또는 기능 상실로 나타납니다. 희귀 내분비 질환으로 유병률은 100,000인년당 약 9-37명입니다 3,4,5. HypoPT는 혈청 인 6,7의 증가와 함께 혈청 PTH 및 칼슘 수치가 감소하는 것이 특징입니다. HypoPT는 원인에 따라 후천성 부갑상선 기능 저하증(AHypoPT) 또는 특발성 부갑상선 기능 저하증(IHypoPT)으로 분류됩니다8. AHypoPT는 임상 실습에서 더 일반적으로 접하게 됩니다. AHypoPT 사례의 약 75%는 갑상선 수술 또는 기타 두경부 수술 중 부갑상선의 절제 또는 우발적 손상으로 인해 발생합니다. 다른 원인으로는 두경부 종양에 대한 방사선 요법 및 화학 요법 및 약물 독성이 있습니다 1,8. 진단 방법이 업그레이드되고 갑상선 관련 질환에 대한 선별 검사가 증가함에 따라 갑상선 수술 횟수가 증가했습니다. 이로 인해 관련 부갑상선 합병증이 증가했습니다 9,10.
AHypoPT를 더 잘 조사하고 새로운 치료법의 치료 효과를 검증하기 위해서는 안정적인 특성을 가진 쉽게 확립된 동물 모델이 필요합니다. 쥐와 생쥐에서 수행된 부갑상선 절제술(PTX)은 이전 연구에서 보고되었습니다 6,11; 그러나 부갑상선의 크기가 극히 작고 해부학 적 분포의 다양성으로 인해 성공률은 실제로 상대적으로 낮습니다. 따라서, 부갑상선 절제술(thyro-parathyroidectomy, TPTX)(즉, 갑상선과 부갑상선의 완전한 제거)은 일반적으로 부갑상선의 절제를 보장하기 위해 시행된다12. 그러나 그 결과 티록신 수치가 낮아지면 이 동물 모델에 대한 연구가 복잡해질 수 있다13. 약물 자극 및 유전자 편집과 같은 다른 방법으로 확립된 HypoPT 모델은 가장 일반적인 AHypoPT 발병기전을 적절하게 나타낼 수 없습니다. 우리 그룹은 이전에 녹아웃 마우스 모델을 사용하여 부갑상선에 라벨을 붙이고 갑상선과 주변 해부학적 구조를 손상시키지 않고 부갑상선을 제거할 수 있도록 했습니다14,15. 그러나 이 방법은 짝짓기 및 번식 요구 사항으로 인해 더 긴 개발 시간이 필요한 형질전환 마우스 모델을 사용합니다.
따라서 우리는 AHypoPT의 쉽게 생성 할 수있는 모델을 확립하는 것을 목표로했습니다. 이 연구는 탄소 나노입자 라벨링을 사용하는 PTX에 대한 쥐 모델을 설명합니다. 갑상선 수술에 일반적으로 사용되는 50 mg/mL의 탄소나노입자 현탁액은 국소 주사 후 갑상선에 고르게 분포한다16. 갑상선은 검게 변하지만, 부갑상선은 염색되지 않은 채로 남아 있다17따라서 부갑상선과 갑상선을 명확하게 구별하고 갑상선에 영향을 주지 않고 PTX를 시행할 수 있다. 이 방법은 연령대가 다른 쥐에게 적합합니다. 탄소 나노 입자 현탁액의 주입은 안전하며 갑상선 기능에 무시할 수있는 영향을 미친다18. 본 연구에서 생성된 탄소나노입자 표지 PTX 쥐 모델은 4주간의 관찰 기간 동안 유의한 저칼슘혈증 및 고인산혈증 표현형을 보였다. 따라서 이 AHypoPT 모델은 확립하기 쉽고 재현 가능한 표현형을 가지고 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
역학 보고서에 따르면 갑상선 질환의 발견이 크게 증가했으며 그에 따라 수행 된 관련 수술 건수가19,20 건으로 증가했습니다. 수술 후 부갑상선 기능 저하증의 발병률은 약 7.6%8,21이며, 후천성 부갑상선 기능 저하증의 이환율 증가로 인해 이 희귀 질환이 더 많은 연구 관심을 받고 있습니다. 따라서 질병의 발?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 NSFC 보조금 81800928, 쓰촨 대학교 서중국 학교/병원 구강학 연구소의 연구 자금(No. RCDWJS2021-1) 및 국가 구강 질환 연구소 오픈 펀딩 보조금 SKLOD-R013의 지원을 받았습니다.
Materials
| 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 |
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