NHE3 Na+/H+交換器を欠くマウスの腎および腸の吸収欠陥

NHE3は、5つの原形質膜Na+/H+交換器の1つであり、マウス遺伝子SLC9A3によってエンコードされています。腎近位尿細管および腸上皮細胞の頂端膜で発現し、NaClおよびHCO3吸収に大きな役割を果たすと考えられています。NHE3の分布は、腎臓および腸のNHE2アイソフォームの分布と重複するため、in vivoでのNHE3の機能と相対的な重要性は不明です。その生理学的機能を分析するために、NHE3機能を欠くマウスを生成しました。ホモ接合変異体（SLC9A3 - / - ）マウスは生き残りますが、わずかな下痢があり、血液分析により軽度の酸性があることが明らかになりました。HCO3および液体吸収は、近位の複雑な尿細管で大幅に減少し、血圧が低下し、腸に重度の吸収欠陥があります。したがって、補償メカニズムは、電解質と酸塩基のバランスの粗摂動を制限する必要があります。血漿アルドステロンはNHE3欠損マウスで増加し、レニンとAE1（SLC4A1）CL-/HCO3-交換器mRNAの両方の発現が腎臓で誘導されます。結腸では、上皮Na+チャネル活性が増加し、Colonic H+、K+-ATPase mRNAが大幅に誘導されます。これらのデータは、NHE3が腎臓と腸の主要な吸収性Na+/H+交換器であり、交換器の欠如が酸塩基バランスとNa+-Fluid容量の恒常性を損なうことを示しています。

NHE3 is one of five plasma membrane Na+/H+ exchangers and is encoded by the mouse gene Slc9a3. It is expressed on apical membranes of renal proximal tubule and intestinal epithelial cells and is thought to play a major role in NaCl and HCO3- absorption. As the distribution of NHE3 overlaps with that of the NHE2 isoform in kidney and intestine, the function and relative importance of NHE3 in vivo is unclear. To analyse its physiological functions, we generated mice lacking NHE3 function. Homozygous mutant (Slc9a3-/-) mice survive, but they have slight diarrhoea and blood analysis revealed that they are mildly acidotic. HCO3- and fluid absorption are sharply reduced in proximal convoluted tubules, blood pressure is reduced and there is a severe absorptive defect in the intestine. Thus, compensatory mechanisms must limit gross perturbations of electrolyte and acid-base balance. Plasma aldosterone is increased in NHE3-deficient mice, and expression of both renin and the AE1 (Slc4a1) Cl-/HCO3- exchanger mRNAs are induced in kidney. In the colon, epithelial Na+ channel activity is increased and colonic H+,K+-ATPase mRNA is massively induced. These data show that NHE3 is the major absorptive Na+/H+ exchanger in kidney and intestine, and that lack of the exchanger impairs acid-base balance and Na+-fluid volume homeostasis.