Dokument: Endothelial cell eNOS regulates sodium excretion and glomerular filtration rate in the kidney as determined in endothelial cell-specific eNOS KO and KI mice

Titel:	Endothelial cell eNOS regulates sodium excretion and glomerular filtration rate in the kidney as determined in endothelial cell-specific eNOS KO and KI mice
Weiterer Titel:	Endothelzell eNOS reguliert die Natriumausscheidung und die glomeruläre Filtrationsrate in der Niere nachgewiesen in Endothelzell-spezifischen eNOS Knockout und Knockin Mäusen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=72551
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260325-161737-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Lo Bue, Anthea [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,45 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 13.03.2026 / geändert 13.03.2026
Beitragende:	Univ.-Prof. Dr. Dr. rer. nat. Cortese-Krott, Miriam M. [Gutachter] Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Gohlke, Holger [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Background and hypothesis: The kidney is one of the major regulators of blood pressure by water and sodium handling, and by the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS). The NO/sGC signalling plays a crucial role in medullary blood flow and natriuresis regulation, but the cells in which the regulation occurs are still unknown. Aim of the study: Understand the role of eNOS in ECs and RBCs in renal function using EC and RBC-specific eNOS knockout (KO) and knockin (KI) mice. The three main goals were to (1) verify that eNOSinv/inv = CondKO construct was efficient for reactivating eNOS expression in global eNOS KI mice as proof of concept, (2) characterize eNOS expression in targeted and non-targeted cells of EC eNOS KO/WT, EC eNOS KI/CondKO, RBC eNOS KO/WT, and RBC eNOS KI/CondKO mice, and (3) investigate the role of EC and RBC eNOS in kidney function. Material and methods: The founders eNOSflox/flox and eNOSinv/inv mice were generated by gene targeting recombination and crossed with mice expressing Cre recombinase in all cells, or specifically in ECs or RBCs to generate global eNOS KO/WT and global eNOS KI/KO (eNOSfl/fl/eNOSinv/inv) mice, EC eNOS KO/WT and EC eNOS KI/CondKO mice, and RBC eNOS KO/WT and RBC eNOS KI/CondKO mice. The system specificity was assessed via DNA recombination, eNOS expression, vascular endothelial function, blood pressure, and NO metabolites. Kidney function was investigated before/after angiotensin II (Ang II) treatment by measuring basal sodium and urine excretion, or after salt and volume challenge, and glomerular filtration rate (GFR). Results: CondKO mice (eNOSinv/inv) lacked eNOS, were hypertensive, and had impaired vascular endothelial function. EC and RBC eNOS KO mice lacked eNOS respectively in ECs or RBCs, while EC and RBC eNOS KI mice expressed eNOS specifically in ECs or RBCs. Both EC and RBC eNOS KO mice were hypertensive, while this phenotype was rescued in EC and RBC eNOS KI mice. After salt and volume challenge, EC eNOS KO mice showed decreased sodium and urine excretion at baseline as compared to wild type (WT) mice. Moreover, EC eNOS KI mice showed preserved sodium excretion after Ang II as compared to CondKO mice. RBC eNOS KO and KI mice had the same sodium and urine excretion with/without Ang II as compared to respective WT and CondKO controls. CondKO mice had lower GFR as compared to WT mice with/without Ang II. EC eNOS KO mice showed the same GFR as compared to WT mice with/without Ang II, but reactivation of eNOS in ECs rescued the GFR in EC eNOS KI mice after Ang II infusion. RBC eNOS KO and KI mice showed no changes in GFR as compared to WT and CondKO littermates with/without AngII. Conclusion: EC and RBC eNOS independently regulate blood pressure; eNOS in ECs, but not in RBCs, modulates sodium and urine excretion and regulates GFR. Hintergrund und Hypothese: Die Niere spielt eine zentrale Rolle in der Regulation des Blutdrucks durch die Kontrolle des Wasser- und Natriumhaushalts sowie über das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS). Die NO/sGC-Signaltransduktion ist wesentlich an der Regulation des medullären Blutflusses und der Natriurese beteiligt. In welchen Zelltypen diese Regulation erfolgt, ist jedoch bislang nicht vollständig geklärt. Ziel der Studie: Ziel dieser Studie war es, die Rolle der endothelialen Stickstoffmonoxid-Synthase (eNOS) in Endothelzellen (ECs) und Erythrozyten (RBCs) für die Nierenfunktion zu untersuchen. Hierzu wurden EC- und RBC-spezifische eNOS Knockout (KO) und Knockin (KI) Mausmodelle verwendet. Die Hauptziele waren: (1) die Effizienz des eNOSinv/inv = CondKO Konstrukts zur Reaktivierung der eNOS-Expression in globalen eNOS KI Mäusen als Proof-of-Concept zu überprüfen, (2) die eNOS Expression in Ziel- und Nichtzielzellen von EC eNOS KO/WT, EC eNOS KI/CondKO, RBC eNOS KO/WT und RBC eNOS KI/CondKO Mäusen zu charakterisieren und (3) die Rolle von EC und RBC eNOS für die Nierenfunktion zu untersuchen. Material und Methoden: Die Gründerlinien eNOSflox/flox und eNOSinv/inv wurden durch Gen-Targeting-Rekombination erzeugt und anschließend mit Mäusen gekreuzt, die Cre-Rekombinase entweder ubiquitär oder spezifisch in EC exprimieren, oder RBCs exprimieren. Dadurch wurden globale eNOS KO/WT und globale eNOS KI/KO Mäuse (eNOSfl/fl/eNOSinv/inv), EC eNOS KO/WT und EC eNOS KI/CondKO Mäuse sowie RBC eNOS KO/WT und RBCeNOS KI/CondKO Mäuse generiert. Die Spezifität des Systems wurde durch Analyse der DNA Rekombination, der eNOS Expression, der vaskulären Endothelfunktion, des Blutdrucks sowie der NO Metaboliten überprüft. Die Nierenfunktion wurde vor und nach Behandlung mit Angiotensin II (Ang II) untersucht, indem die basale Natrium- und Urinausscheidung, die Reaktion auf Salz- und Volumenbelastung sowie die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) bestimmt wurden. Ergebnisse: CondKO Mäuse (eNOSinv/inv) wiesen keine eNOS Expression auf, waren hypertensiv und zeigten eine eingeschränkte endothelabhängige Gefäßfunktion. EC und RBC eNOS KO Mäuse zeigten jeweils einen Verlust der eNOS Expression in ECs bzw. RBCs, während EC und RBC eNOS KI Mäuse eNOS spezifisch in diesen Zelltypen exprimierten. Sowohl EC als auch RBC eNOS KO Mäuse entwickelten eine arterielle Hypertonie, während dieser Phänotyp in EC und RBC eNOS KI Mäusen aufgehoben war. Nach Salz und Volumenbelastung zeigten EC eNOS KO Mäuse im Vergleich zu Wildtyp (WT) Mäusen eine reduzierte Natrium und Urinausscheidung unter Basalbedingungen. Zudem war die Natriumausscheidung in EC eNOS KI Mäusen nach Ang II Behandlung im Vergleich zu CondKO Mäusen erhalten. RBC eNOS KO und KI Mäuse zeigten hingegen keine Unterschiede in der Natrium und Urinausscheidung im Vergleich zu ihren jeweiligen WT bzw. CondKO-Kontrollen, unabhängig von der Ang II Behandlung. CondKO Mäuse wiesen eine reduzierte GFR im Vergleich zu WT-Mäusen auf, sowohl unter Basalbedingungen als auch nach Ang-II-Behandlung. EC eNOS KO Mäuse zeigten hingegen keine Veränderung der GFR im Vergleich zu WT-Mäusen. Die Reaktivierung der eNOS Expression in ECs führte jedoch in EC eNOS KI Mäusen nach Ang II Infusion zu einer Wiederherstellung der GFR. RBC eNOS KO und KI Mäuse zeigten keine Veränderungen der GFR im Vergleich zu ihren WT bzw. CondKO Wurfgeschwistern, unabhängig von der Ang II Behandlung. Schlussfolgerung: eNOS in Endothelzellen und Erythrozyten reguliert den Blutdruck unabhängig voneinander. Während eNOS in Erythrozyten keinen Einfluss auf die Nierenfunktion zeigte, moduliert eNOS in Endothelzellen die Natrium- und Urinausscheidung und trägt zur Regulation der glomerulären Filtrationsrate bei.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	25.03.2026
Dateien geändert am:	25.03.2026
Promotionsantrag am:	24.06.2025
Datum der Promotion:	13.02.2026