禁食性低血糖与内皮型一氧化氮合酶敲除小鼠的肾功能保持

《Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology》：Fasting Hypoglycemia and Preserved Renal Function in Endothelial NO Synthase Knockout Mice

NOS3基因敲除小鼠在肾脏形态学、肾功能及钠排泄方面与野生型无差异，但雄性敲除小鼠空腹时呈现低血糖和肝糖原减少，经NO供体治疗后血糖回升，提示NOS3在肝糖原代谢和空腹血糖调节中的作用。

　　

摘要

一氧化氮（NO）是一种重要的信号分子，能够调节多种生理过程。一氧化氮生成的障碍以及编码各种NOS亚型的基因失活，最常影响肾脏和肝脏等靶器官。本研究的目的是观察具有基因敲除（NOS3 KO）的成年小鼠的肾脏和肝脏形态、肾脏离子调节功能以及血糖水平。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术在C57Bl/6背景小鼠中培育出纯合子NOS3 KO小鼠品系。在3–7个月大的NOS3 KO小鼠和野生型小鼠中，分别于自由进食条件下、禁食17小时后以及盐负荷试验后，检测了其血糖水平和/或尿钠排泄量。9个月大时，这些小鼠被处死，其肾脏和肝脏用中性福尔马林固定，随后进行标准组织学处理和染色。在自由进食、禁食以及盐负荷试验条件下，NOS3 KO小鼠与野生型小鼠之间的钠排泄量和钠/肌酐比值没有显著差异。NOS3 KO小鼠的肾脏保持了皮质-髓质结构，未发现任何病理变化。雄性NOS3 KO小鼠在禁食状态下表现出肝糖储备减少和血糖水平显著下降。通过给予NO供体（异山梨醇二硝酸酯）来药物调节一氧化氮水平后，雄性NOS3 KO小鼠的血糖水平有所升高。因此，该研究表明，内皮型NO合酶基因敲除的小鼠仍具有正常的肾脏结构和功能。雄性NOS3 KO小鼠容易出现空腹低血糖，并且肝细胞中的糖原含量减少，这表明NOS3参与碳水化合物代谢的调节。