迟发性阿尔茨海默氏病

一氧化氮（NO）解释了内皮衍生的舒张因子（EDRF）的生物活性，这是由Furchgott和Zawadzki（1980）以及Rapoport和Murad（1983）发现的。一氧化氮合酶（NOS）由L-精氨酸在内皮细胞中合成NO。EDRF通过抑制平滑肌收缩和血小板聚集，在调节血管舒缩张力和血流中很重要。Janssens等（1992）分离了编码人血管NOS的cDNA。翻译的人蛋白质长1,203个氨基酸，预测的分子量为133 kD。他们表明，该cDNA编码一种钙调节的，组成型表达的内皮NOS，能够在血管中产生EDRF。Marsden等（1992）同样克隆和测序的人内皮一氧化氮合酶。他们的cDNA克隆预测了一种1,203个氨基酸的蛋白质，与大鼠脑NO合酶同种型（163731）约有60％的同一性。一氧化氮合酶被分为两类：在脑，嗜中性粒细胞和内皮细胞中鉴定出的组成型表达，钙调节性分类，以及在内毒素或细胞因子诱导的巨噬细胞和内皮细胞中鉴定出的非钙依赖性分类（163730） ）

细胞遗传学位置：7q36.1
基因座标（GRCh38）：7：150,991,016-151,014,587

▼ 基因结构
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Marsden等（1993）分离了编码人内皮NO合酶的基因组克隆，并确定了该基因的结构组织。它包含26个外显子，跨越大约21 kb的基因组DNA，并编码4,052个核苷酸的mRNA。5-prime侧翼区的特征表明NOS3基因是TATA少，并显示与组成性表达的基因，即SP1和GATA主题一致的近端启动子元件。

▼ 测绘
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通过人/啮齿动物体细胞杂种的Southern印迹杂交，Marsden等（1993年）分配NOS3基因到7号染色体，并通过荧光原位杂交将其区域化为7q35-q36。通过将PCR扩增应用于人/啮齿动物体细胞杂交体的一组DNA，通过Southern印迹分析，以及通过荧光原位杂交，Robinson等人（1994）将NOS3基因定位于7q36。通过种间回交后代的分析，Gregg等人（1995）将小鼠同源物定位到5号染色体。

▼ 生化特征
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晶体结构

拉曼等（1998）报道了无四氢生物蝶呤（BH4）和结合形式的内皮NOS血红素结构域的晶体结构，其分辨率分别为1.95埃和1.9埃。在这两个结构中，锌离子在二聚体界面处四面体配成成对的对称相关的半胱氨酸残基。保守的Cys-（X）4-Cys基序及其战略位置为金属中心在维持BH4结合位点的完整性方面发挥了结构性作用。在BH4位点意外识别出底物L-精氨酸表明该位点有望稳定带正电荷的蝶呤环，并提出了在催化循环中涉及阳离子蝶呤自由基的模型。

▼ 基因功能
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富尔顿等（1999）证明AKT（164730）直接磷酸化eNOS并激活导致一氧化氮生成的酶，而在假定的AKT磷酸化位点突变的eNOS对AKT的磷酸化和激活具有抵抗力。活化的AKT增加了内皮细胞释放的基础一氧化氮，而活化不足的AKT则减弱了VEGF刺激的NO产生（192240）。因此，富尔顿等（1999年）得出结论，eNOS是一个AKT底物，它将AKT的信号传导与气体第二信使一氧化氮的释放联系起来。

Dimmeler等（1999年）指出，在生理上，一氧化氮持续形成的最重要刺激是内皮层上流动的血液所产生的粘性阻力（或剪切应力）。响应剪切应力，内皮细胞中的PI3K（参见601232）和AKT被激活。Dimmeler等（1999年）证明AKT介导eNOS的激活，从而导致一氧化氮的产生增加。PI3K AKT途径的抑制或丝氨酸-1177上eNOS蛋白上AKT位点的突变减弱了丝氨酸磷酸化并阻止了eNOS的激活。模仿ser1177的磷酸化可直接增强酶的活性，并改变了酶对钙的敏感性，使其在亚生理浓度的钙下活性最高。因此，AKT对eNOS的磷酸化代表了一种新的不依赖钙的调节机制，可激活eNOS。

Napolitano等（2000）研究了胎盘-胎盘单位中的ET1（131240）和NO系统之间的相互作用。他们检查了ET1诱导型NOS的mRNA表达（163730），以及从先兆子痫（PE）和血压正常妊娠获得的人类培养的胎盘滋养层细胞中的eNOS。PE细胞中ET1的表达增加，而代表NO合成的主要来源的iNOS减少了。相反，eNOS表达增加。ET1能够影响其自身表达以及正常和PE滋养细胞培养细胞中的NOS亚型表达。研究结果表明，ET和NOS同工型之间存在功能关系，这可能构成导致子痫前期病理生理特征的胎盘血流量减少和胎儿-母体循环血流阻力增加的生物学机制。

使用酵母2杂交筛选，Dedio等（2001）发现人ENOS的加氧酶结构域与人NOSIP相互作用（616759）。相互免疫沉淀和蛋白质印迹分析证实了共转染的COS-7细胞中ENOS和NOSIP之间的相互作用。缺失分析显示，NOSIP在与质膜小窝蛋白的结合位点重叠的区域中结合ENOS加氧酶结构域的C端部分（参见601047）。NOSIP的过表达减少了表达ENOS的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞中钙刺激的一氧化氮的产生。NOSIP的过表达也减少了CHO细胞中ENOS的膜定位，从而导致了从富含小窝蛋白的膜组分向细胞内区室的转变。Dedio等（2001年）得出结论，NOSIP促进了ENOS从质膜到细胞内位点的转运，从而抑制了一氧化氮的合成。

常染色体显性遗传性成人多囊肾疾病（ADPKD; 173900）与内皮依赖性血管舒张改变和NO血管生成减少有关。因此，eNOS可能对ADPKD具有调节作用。为了检验这个假设，Persu等（2002）对ENOS的glu298-to-asp（163729.0001），内含子4 VNTR和-786T-C（163729.0002）多态性进行了基因分型的173例欧洲ADPKD患者，并研究了它们对终末期肾脏疾病年龄的影响（ ESRD）。在93名男性中，从glu298到asp的多态性与ESRD年龄降低有关。在与PKD1相关的男性子集中证实了这种作用（601313），并在45岁之前到达ESRD，并通过与PKD1相关的家庭的累积肾脏存活率分析。进一步的研究表明，在带有asp298等位基因的PKD男性的肾动脉样本中，NOS活性降低，与eNOS的翻译后修饰和部分裂解有关。在男性中没有发现其他多态性的显着影响，在女性中没有多态性影响ESRD的年龄。Persu等（2002年）得出的结论是，在一组ADPKD男性中，glu298-to-asp与ESRD的平均年龄低5岁有关。他们假设这种作用可能是由于NOS活性降低和eNOS的部分裂解，导致NO的血管生成进一步减少。

Nisoli等（2003年）发现NO会触发棕色脂肪细胞，3T3-L1，U937和HeLa细胞等多种细胞中的线粒体生物发生。NO的这种作用取决于cGMP，并由线粒体生物发生的主要调节因子PPARGC1（604517）的诱导介导。此外，尼索利等（2003）发现eNOS-/-小鼠的棕色脂肪组织受冷诱导的线粒体生物发生明显减少，与野生型小鼠相比，eNOS-/-小鼠的棕色脂肪组织具有降低的代谢率和体重增加。因此，Nisoli等（2003年）得出的结论是，NO-cGMP依赖性途径可控制线粒体的生物发生和机体能量平衡。

Simoncini等（2004）证明替勃龙及其雌激素代谢物通过募集功能性雌激素受体来激活NO的合成，而孕激素/雄激素代谢物则没有作用。在长时间的接触中，替勃龙和雌激素化合物可增强eNOS的表达。另外，替勃龙能够诱导eNOS的快速活化，从而导致NO释放的快速增加。与雌激素不同，eNOS的快速激活不依赖于PI3K的募集，而是依赖于MAPK依赖性级联反应。

Robb等（2004年）发现NOS3AS的5个素数UTR（612205）转录物与外显子23至26衍生的NOS3 mRNA部分互补。RT-PCR分析表明，人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人主动脉血管平滑肌细胞（HAOVSMC）中NOS3的表达与之成反比。的NOS3AS。NOS3和NOS3AS基因均具有转录活性。然而，NOS3AS似乎下调了NOS3 mRNA和蛋白质的稳态水平。RT-PCR显示，NOS3AS重叠区的过表达对HUVECs中NOS3 mRNA水平的影响很小。然而，蛋白质印迹分析显示NOS3蛋白水平显着降低。NOS3AS还降低了包含与报道基因融合的NOS3重叠序列的嵌合转录物的表达。601241）在HAOVSMCs中增加NOS3AS mRNA的表达，然后再降低NOS3 mRNA的表达。Robb等（2004年）得出结论，NOS3AS参与了NOS3的转录后调控。

Fish等（2007年）发现在培养的人内皮细胞和平滑肌细胞以及低氧大鼠主动脉中，缺氧诱导了NOS3AS的产生。在内皮细胞中，NOS3AS诱导先于NOS3稳态mRNA的降低，而RNAi对NOS3AS的抑制作用表明NOS3AS在缺氧期间下调了NOS3的表达。缺氧不诱导NOS3AS转录，而是稳定NOS3AS转录本，主要是短的NOS3AS变体，导致NOS3AS水平升高。分离细胞的RT-PCR显示，在基础条件下，NOS3AS pre-mRNA和成熟的NOS3AS mRNA都富集在细胞核中。在缺氧条件下，成熟NOS3AS mRNA的细胞质水平增加了30倍以上，而细胞核中的水平仅适度增加。相反，在缺氧条件下，NOS3 mRNA的核/细胞质分布没有改变，在细胞质和细胞核中，NOS3 mRNA的含量均下降。NOS3与常氧细胞中的多核糖体相关，但与缺氧细胞中的多核糖体相关性减弱，同时短NOS3AS变体与多核糖体相关。Fish等（2007年）得出的结论是，NOS3表达受缺氧依赖性方式的重叠NOS3AS转录物的调控。

Nisoli等（2005年）报道限制卡路里摄入3或12个月会诱导雄性小鼠各种组织中eNOS表达和3-prime / 5prime-cyclic GMP。这伴随着线粒体的生物发生，增加了耗氧量和ATP的产生，并增强了Sirt1的表达（604479）。Nisoli等（2005）报道在eNOS无效突变小鼠中这些作用被大大减弱。因此，Nisoli等（2005年）得出结论，一氧化氮在卡路里限制诱导的过程中起着基本作用，并可能参与哺乳动物寿命的延长。

Ji等人使用人血小板（2007）证明了β-肌节蛋白的聚合反应（ACTB; 102630）通过改变其与热激蛋白90（HSP90或HSPCA; 140571）的结合来调节NOS3的活化状态，从而调节NO的形成。NOS3结合了球形但不是丝状的β-肌节蛋白，而HSP90则增加了NOS3对球形β-肌节蛋白的亲和力。NOS3，球状β-肌节蛋白和HSP90的三元复合物的形成增加了NOS活性和环状GMP（一种具有生物活性的NO的指标），并增加了HSP90的降解速率，从而限制了NOS3的活化。Ji等（2007年）得出结论，β-肌节蛋白调节血小板中NO的形成和信号传导。

Lim等（2008年）证明阻止AKT底物eNOS的磷酸化抑制肿瘤的发生和维持。此外，eNOS增强了内源性野生型Ras蛋白的亚硝基化和激活（参见190020），这在整个肿瘤发生过程中都是必需的。Lim等（2008年）建议癌细胞中致癌性Ras激活PI3K-AKT-eNOS-（野生型）Ras途径是启动和维持肿瘤生长所必需的。

Chen等（2010年）表明，eNOS的S-谷胱甘肽酰化可逆地降低NOS活性，主要是由还原酶引起的超氧化物生成增加，其中2个高度保守的半胱氨酸残基被确定为S-谷胱甘肽化的位点，并被发现对SNO的氧化还原调节至关重要。 eNOS功能。Chen等（2010年）表明，内皮细胞中的e-NOS S-谷胱甘肽酰化与一氧化氮的损失和超氧化物生成的增加，与内皮依赖性血管舒张受损有关。在高血压血管中，eNOS S-谷胱甘肽酰化会因内皮依赖性血管舒张受损而增加，而内皮依赖性血管舒张作用可通过巯基特异性还原剂恢复，从而逆转该S-谷胱甘肽酰化。Chen等（2010年）结论认为，eNOS的S-谷胱甘肽酰化是关键的开关，可提供对细胞信号传导，内皮功能和血管紧张度的氧化还原调节。

Straub等（2012年）报道了一种NO信号调节模型，该模型通过证明由HBA1（141800）和HBA2（141850）基因编码的血红蛋白α 在人和小鼠动脉内皮细胞中表达，并富集于心肌内皮交界处。调节NO对血管反应性的影响。值得注意的是，该功能是血红蛋白α特有的，并且由于其遗传耗竭而被废除了。从机制上讲，处于Fe（3+）状态的内皮血红蛋白α血红素铁允许NO信号传导，并且当血红蛋白α被内皮CYB5R3还原为Fe（2+）状态时，该信号传导被关闭（613213）。CYB5R3的遗传和药理抑制作用会增加小动脉的NO生物活性。Straub等（2012年）得出的结论是，他们的数据揭示了一种机制，通过该机制，细胞内血红蛋白α氧化态的调控可控制非红系细胞中的NOS信号传导。作者认为，该模型可能与广泛的含NOS体细胞中的含血红素的球蛋白有关。

使用免疫荧光分析，Lechauve等（2018）显示AHSP（ERAF; 605821）与α-珠蛋白在小鼠和人类EC 中共表达并调节α-珠蛋白的蛋白水平。在人冠状动脉EC中的表达分析和使用纯化的人蛋白进行的实验表明，AHSP和eNOS以互斥的方式与α-珠蛋白相互作用，并增强了其在细胞中的积累。但是，只有AHSP可以稳定氧化的Fe（3 +）-α-珠蛋白。作者证明eNOS通过直接从其黄素相关还原酶域进行直接电子转移而迅速降低了AHSP结合的Fe（3 +）-α-珠蛋白。

▼ 分子遗传学
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Nakayama等人在一项针对100名原发性高血压（145500）和123名血压正常的日本患者的研究中（1997年）发现，NOS3基因中CA重复序列的等位基因频率分布在两组之间没有显着差异。然而，比较没有左室肥厚（LVH）的高血压组和血压正常组的等位基因频率，总体分布有显着差异（p = 0.019）。没有LVH的高血压组中33重复的等位基因比血压正常的组中更常见。

Bonnardeaux等（1995）发现NOS3基因的内含子13的高度多态性（CA）n重复和内含子18的2个双等位标记与原发性高血压无关。Wang等（1996年）研究了与冠状动脉疾病有关的，更靠近NOS3基因5'端的标记，即内含子4中27 bp的重复。他们确定了2个等位基因：一个常见的较大等位基因（等位基因频率为0.830）和一个较小的稀有等位基因（0.170）。较大的等位基因具有5个串联的27 bp重复序列。较小的等位基因只有4个重复序列，这些序列显然由于序列的微小差异而缺失了第三个重复序列。基因型的分布似乎处于Hardy-Weinberg平衡状态，并且多态性以简单的孟德尔遗传方式遗传。Wang等（1996）通过对549名患有冠心病和153名无冠心病的受试者的研究发现，与不轻度冠状动脉的患者相比，在现吸烟者和吸烟者中，但不吸烟者中，罕见等位基因的纯合子显着过量狭窄。该基因型也与心肌梗塞病史有关。作者指出，由于内皮依赖性血管舒张是由组成型表达的内皮一氧化氮合酶释放的一氧化氮的释放介导的，纯合子中吸烟依赖性的过多冠状动脉危险与内皮功能障碍的易感性相一致。

冠状痉挛不仅在变异型心绞痛的发病机理中发挥重要作用，而且在缺血性心脏病的一般发病中也起重要作用。然而，日本人冠状动脉痉挛的患病率高于白种人（Bertrand等，1982；Yasue和Kugiyama，1990），这表明遗传因素可能参与了其发病机理。内皮源性一氧化氮与血管张力的控制有关。Kugiyama等（1997）和Motoyama等（1997年）表明，冠状动脉痉挛患者的冠状动脉和肱动脉基底乙酰胆碱刺激的和血流依赖的一氧化氮活性均降低。吉村等（1998）在NOS3基因第7外显子中发现了一个glu298-to-asp变体（E298D; 163729.0001），该变体在冠心痉挛患者中更常见。在对澳大利亚老年人口的研究中，Liyou等人（1998年）找不到E298D变异与冠状动脉疾病的关联。

中山等（1999）报道eNOS基因启动子区域的-786T-C突变（163729.0002）降低了该基因的转录，并与冠状痉挛性心绞痛和心肌梗塞密切相关。为了阐明减少eNOS基因转录的分子机制，Miyamoto等人（2000年）纯化了一种蛋白质，该蛋白质与HeLa细胞核提取物中的突变等位基因特异性结合。纯化的蛋白质与复制蛋白质A1（RPA1; 179835），被称为单链DNA结合蛋白，对DNA修复，复制和重组必不可少。在人脐静脉内皮细胞中，使用反义寡核苷酸抑制RPA1的表达恢复了由突变的启动子序列驱动的转录，而RPA1的过表达进一步降低了它的表达。携带-786T-C突变的个体的血清亚硝酸盐/硝酸盐水平显着低于没有突变的个体。作者得出的结论是，RPA1在与冠状动脉疾病发展相关的eNOS基因转录的-786T-C突变相关的减少中显然起阻遏蛋白的作用。

妊娠高血压病（见189800）可被视为内皮细胞功能障碍的表现。妊娠期间内皮细胞中组成型一氧化氮的产生增加，并有助于血管舒张和血管加压反应的钝化。在发展为妊娠引起的高血压的妇女中，NO的产生过低，在正常的早期妊娠中和罹患疾病的高风险妇女中，NO供体的使用可改善子宫动脉的血流。Yallampalli和Garfield（1993）等人观察到，怀孕期间大鼠NO合成的抑制会产生高血压，蛋白尿，血小板减少和胎儿发育迟缓。这些考虑促使Arngrimsson等人提出（1997）研究受影响姐妹和多重家庭中与NOS3基因的连锁。当使用从遗传流行病学数据得出的最佳拟合模型时，D7S505的lod得分为3.36，而使用其他多种遗传模型时的lod得分为2.54至4.03。传输/不平衡测试（TDT），一种无模型的连锁估计，显示与NOS3基因内含子13内的微卫星之间的关联性和连锁性最强（P = 0.005）。

Lewis等（1999年）无法检测到先兆子痫与7q的NOS3区域的联系。他们研究了来自阿姆斯特丹和英国剑桥的两个分别确定的受影响的姐妹对系列，其中包含104个同胞。在剑桥中心，还确定了总共21个适合常规参数链接研究的扩展谱系。与Arngrimsson等人的结果不一致的原因（1997）尚不清楚。Lewis等（1999年）得出结论，尽管先兆子痫中观察到NO产生异常，但尚未证明NOS3基因或其产物eNOS在先兆子痫的病理生理中起主要作用的情况。

Tempfer等（2001）对105位特发性反复流产妇女和91名健康对照者进行了一项前瞻性病例对照研究。他们使用PCR技术，在NOS3基因内含子4中鉴定了一个27个碱基对的串联重复多态性的不同等位基因。在392条染色体中的329条染色体中发现了野生型等位基因（频率0.84）。多态性A等位基因存在于63条染色体上（频率0.16）。基因型频率如下：68％（B / B），31％（A / B）和0.5％（A / A）。对于等位基因A / B杂合子，基因型频率的分布在研究与对照组之间有显着差异（36.7 vs 23.8％，P = 0.03，优势比1.6，95％CI 1.1-3.8）。研究组中只有1人是A / A。

Tanus-Santos等（2001年）研究了3种临床相关的NOS3多态性的遗传变异在305个种族特征鲜明的DNA样本中的分布（100个白种人，100个非洲裔美国人和105个亚洲人）。他们发现NOS3变异的分布，估计的单倍型频率以及变异之间的关联存在明显的种族差异。asp298变体（163729.0001）在高加索人（34.5％）中比在非洲裔美国人（15.5％）或亚洲人（8.6％）中更为普遍（p小于0.0001）。-786C变体（163729.0002）在高加索人（42.0％）中也比非裔美国人（17.5％）或亚洲人（13.8％）（p小于0.0001）更普遍。内含子4中的4a VNTR在非裔美国人（26.5％）中比在白种人（16.0％）或亚洲人（12.9％）中更为普遍（p小于0.0001）。3组中最常见的预测单倍型仅结合野生型变异体。亚洲人的单倍型频率最高（亚洲人为77％，其他群体为46％）。在高加索人中，asp298和-786C变体是相关的，并且该单倍型的频率预计为24％。

内皮型一氧化氮合酶在调节血管壁正常功能中起关键作用。Heltianu等（2002）发现男性患有法布里病的男性中NOS3的2个多态性变体的频率相对较高（301500），并表明除了α-半乳糖苷酶A基因的突变外，NOS3的变异可能在确定表型方面也很重要。

卡萨斯等（2004）对26个病例对照研究进行了荟萃分析，评估了NOS3多态性E298D，-786T-C和内含子4 VNTR与缺血性心脏病（心肌梗塞或冠状动脉冠状动脉闭塞）之间的关联，涉及9,867例病例和13,161例控制。他们发现asp298或内含子4 A等位基因的纯合性与缺血性心脏病的风险增加有关（分别为OR，1.31和1.34），但与-786C等位基因没有显着关联。卡萨斯等（2004年）表明，NOS3基因的常见遗传变异会导致动脉粥样硬化易感性。

在110个同卵白双生子对中，Persu等人（2005年）确定了基于3个多态性的NOS3单倍型，E298D，内含子4 VNTR和-786T-C，内含子13 CA重复。单倍型分析显示，NOS3单倍型与白天门诊舒张压和收缩压之间存在显着关联，经过多次测试调整后后者仍保持显着性（p = 0.032），并且主要归因于4个单倍型，占所有代表单倍型的11.9％。

NO在高海拔（HA）疾病中的治疗应用，以改善氧合和血管舒张作用，促使Ahsan等提出（2005年）调查有关高海拔适应性的NOS3基因。他们为NOS3 894G-T（E298D; 163729.0001）筛选了131名HA僧侣，136名HA管制者和170名低地者。）多态性和4B / 4A多态性。估计NO水平并与多态性相关。3组处于多态性的Hardy-Weinberg平衡中。与低地动物相比，HA组中的野生型等位基因G和4B显着过量（分别为p = 0.006和p = 0.02）。NO水平在HA僧侣中最高，其次是HA对照，然后是低地者（p小于0.0001）。GG和BB基因型的组合在HA僧侣中（p小于0.0001）和HA对照（p = 0.0005）的分布比低地人群更为明显。Ahsan等（2005年） 得出的结论是，NOS3野生型纯合子（GG，BB）的基因型组合在高海拔群体中比在低地人群中更常见，并有助于与高海拔适应性相关的较高NO水平。

▼ 动物模型
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精氨酸类似物（例如L-硝基精氨酸或LN-精氨酸甲酯）对NO产生的药理作用会影响一氧化氮合酶的多种同工型，因此无法区分其生理作用。为了研究内皮型NOS在血管功能中的作用，Huang等（1995）通过同源重组破坏了小鼠内皮NOS的编码基因。发现纯合突变小鼠在外观或常规行为上与野生型和杂合同窝仔动物是可行的，可育的，并且没有区别。如对脑，心脏，肺和主动脉的蛋白质印迹分析所示，没有免疫反应性NOS3蛋白。缺乏通过乙酰胆碱诱导的松弛测定的内皮衍生的松弛因子活性，并且NOS3突变小鼠为高血压。因此，作者得出结论，NOS3介导了基础血管舒张。对突变小鼠中NOS阻滞的反应表明，NOS的非内皮亚型可能与维持血压有关。黄等（1995）提示肾素-血管紧张素系统和自主神经系统可能演变为主要防御低血压的疾病，其活性降低对高血压的缓冲作用很差。或者，NOS3可能参与建立压力感受器设定点。患有高血压的人类亚群是否在NOS3表达上存在缺陷的问题正在等待基因分析和开发更具选择性的NOS亚型抑制剂的答案。

Snyder（1995）回顾了Huang等人发现的意义（1995）使用NOS3“敲除”小鼠，因为所谓的nNOS（NOS1; 163731）发生在介导阴茎勃起的神经中，而NOS抑制剂阻止勃起。认为无效的突变型nNOS小鼠不会繁殖。然而，事实证明，这些动物确实繁殖并且看起来通常是正常的。但是，它们的胃扩张，幽门括约肌狭窄，因此为婴儿肥大性幽门狭窄提供了模型。相同的小鼠对血管性中风引起的脑损伤具有抵抗力，证实一氧化氮在介导中风损伤中至关重要。进一步的研究表明，nNOS阴性小鼠对其他雄性动物具有很高的攻击性，以至于如果不加照顾它们会杀死其野生型同窝仔，并表现出惊人的不适当和过度的性行为。纯合小鼠敲除NOS2（巨噬细胞或诱导型NOS，

冠军等（1999年）引用的工作表明NOS活性随着年龄的增长而降低。为了确定腺病毒介导的NOS3的过度表达是否可以增强勃起反应，他们将含有NOS3基因的重组腺病毒施用到了老年大鼠的海绵体中。β-半乳糖苷酶报告基因的腺病毒表达在海绵体内经β-gal标记的腺病毒腔内给药后一天观察到。给予含有NOS3的构建体后一天，通过NOS3蛋白的免疫印迹染色确认了转基因表达，并且cGMP水平升高。转染了NOS3的动物的海绵体压力响应海绵体神经刺激而增加，并且增强了对乙酰胆碱和扎普利斯特的勃起反应。冠军等（1999年）建议，单独或与V型磷酸二酯酶抑制剂联合使用的NOS3体内基因转移可能构成治疗勃起功能障碍的新疗法。

Steudel等（1998）研究了先天性NOS3缺乏对肺血管缺氧反应的影响。研究结果表明，先天性NOS3缺乏症小鼠会增强缺氧性肺血管重构和高血压以及右心室肥大，而NOS3产生的NO对平衡慢性低氧应激引起的肺血管收缩至关重要。

为了研究由NOS3组成型产生的一氧化氮在血压和血管紧张度调节中的作用，Ohashi等（1998）鼠preproendothelin-1（ET1）启动子产生了在血管壁中过表达牛NOS3的转基因小鼠。过表达NOS3的小鼠的血压显着低于对照组同窝仔。在转基因主动脉中，基础NO释放和基础cGMP水平显着增加。相反，转基因主动脉对乙酰胆碱和硝普钠的反应明显减弱，与对照主动脉相比，降低的血管反应性与cGMP升高对这些药物的反应减少有关。因此，除了NOS3在血压调节中的重要作用外，NOS3在内皮中释放的强直性NO引起与NO介导的血管舒张剂的血管反应性降低，从而为硝酸盐耐受性的发病机理提供了一些见识。

在心脏中，一氧化氮抑制L型钙通道，但刺激肌浆网钙释放，从而导致对心肌收缩力的不同影响。Barouch等（2002）证明特定的一氧化氮合酶同工型的空间限制调节这一过程。内皮型一氧化氮合酶（NOS3）定位于小窝，其中β-肾上腺素能受体和L型钙通道的分隔使一氧化氮抑制β-肾上腺素能引起的肌力。但是，神经元一氧化氮合酶（NOS1; 163731）的靶标是心脏肌浆网。否通过利阿诺定受体（RYR2; 180902）刺激肌质网钙释放）提示NOS1对收缩力有相反的促进作用。Barouch等（2002）证明Nos1缺陷小鼠抑制了肌力反应，而Nos3缺陷小鼠由于肌浆网钙释放的相应变化而增强了收缩力。Nos1-/-和Nos3-/-小鼠均出现与年龄有关的肥大，尽管只有Nos3-/-小鼠为高血压。Nos1 / 3-/-双敲除小鼠抑制了β-肾上腺素能反应和明显的心室重构的累加表型。因此，NOS1和NOS3对心脏结构和功能的影响是孤立的，在某些情况下是相反的。

Aicher等（2003）证明缺乏eNOS的小鼠新血管形成受损与祖细胞动员缺陷有关。缺乏eNOS的小鼠显示出血管内皮生长因子（VEGF; 192240）诱导的内皮祖细胞动员减少，骨髓抑制后死亡率增加。静脉输注野生型祖细胞，但未进行骨髓移植，在后肢缺血模型中挽救了Nos3缺陷小鼠的有缺陷的新血管形成，这提示在Nos3无效的小鼠中从骨髓的祖细胞动员受损。机械上，干细胞动员所需的MMP9（120361）在Nos3空小鼠的骨髓中减少。Aicher等（2003年）结论认为，骨髓基质细胞表达的eNOS影响干细胞和祖细胞的募集。作者认为，这可能会导致缺血性心脏病患者的再生过程受损，这些患者的特征是全身性一氧化氮的生物活性降低。

Caveolin-3（CAV3; 601253）是所有NOS亚型的强抑制剂，在肌膜小管腔微区中表达，并与心肌细胞中的NOS3和骨骼肌细胞中的NOS1结合。大泽等（2004）描述了P104L（601253.0001）突变的Cav3转基因小鼠的生化和心脏参数，这是常染色体显性遗传的肢带腰肌营养不良的模型（参见RMD2，606072）。转基因小鼠心脏表现出肥厚型心肌病，基础收缩力增强，左心室舒张末期直径减小，Cav3蛋白丢失和胞质定位错误。心肌显示出NOS3催化活性的激活，而所有NOS亚型的表达均未增加。大泽等（2004年）表明，与Cav3丢失相关的NOS3活性的适度增加可能导致肥厚型心肌病。

Bivalacqua等（2004）研究了RhoA（AHRA; 165390）/ Rho激酶（ROCK1; 601702）信号对链脲佐菌素（STZ）糖尿病大鼠勃起功能障碍的影响。Rho激酶和eNOS共定位在海绵体的内皮中，并且STZ糖尿病大鼠阴茎中RhoA和Rho激酶的丰度和Mypt1（602021）磷酸化升高。此外，STZ糖尿病大鼠阴茎中的eNOS蛋白表达，海绵体组成性NOS活性和cGMP水平降低。Bivalacqua等（2004）引入了显性阴性RhoA突变体，发现STZ糖尿病大鼠的勃起反应改善至与对照组相似的值。

Longo等（2005）将 Nos3无效和野生型小鼠杂交，产生2种杂合窝，一种具有在Nos3缺陷环境中发育的母本衍生突变，另一种具有在子宫环境中与野生型小鼠相似的父本衍生突变。 。在成年小鼠的颈动脉和肠系膜动脉节段对血管活性剂的体外反应性研究中，母本衍生的杂合小鼠的血管反应异常，与完全缺乏功能性NOS3的纯合敲除小鼠的血管反应相似，而父本杂合小鼠则具有完全的功能性NOS3。正常的血管反应性与野生型小鼠没有什么不同。Longo等（2005年）指出这是第一个直接证据支持子宫环境在以后的生活中决定血管功能的作用。

在败血症的小鼠模型中，Connelly等人（2005）观察到与野生型小鼠相比，脂多糖处理的Nos3敲除小鼠中iNOS表达和活性的暂时降低，这反映在内毒素血症期间Nos3无小鼠中更稳定的血液动力学特征中。在人的脐静脉细胞中，脂多糖通过磷酸肌醇3激酶（见171833）和Akt /蛋白激酶B（164730）依赖性酶磷酸化导致Nos3活化。Connelly等（2005年）得出结论，NOS3在脓毒症的发病机制中具有促炎作用，其中在最初的NOS3激活后，所得的NO充当iNOS表达的共同刺激。

刘等（2005年）提出的证据表明，G蛋白偶联受体激酶2（GRK2；109635）在调节肝窦窦内皮损伤和胆管结扎引起的门脉高压的大鼠模型中，在调节NO的产生和肝血管动力学中起作用。从患病动物中分离出的窦状内皮细胞的GRK2水平升高，磷酸化AKT和eNOS水平降低，NO水平降低。在受损的窦状内皮细胞中使用siRNA对GRK2进行基因沉默恢复了AKT活性，并导致NO产生增加。刘等（2005）还发现，与野生型小鼠相比，杂合性Grk2小鼠对损伤的反应具有更高水平的磷酸化Akt和降低的门脉高压。刘等（2005）提出了一种机制，其中内皮细胞损伤后GRK2的上调直接抑制了AKT的磷酸化，从而导致eNOS的激活减少和NO的产生减少，并导致门脉高压。

▼ 等位基因变异体（2个示例）：
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.0001冠状动脉痉挛1，对
阿尔茨海默氏病，迟发，易患中，包括
高血压，妊娠，易患中，包括
高血压耐常规治疗中，包括
缺血性心脏病，易感性，收录
缺血性中风，易患，收录
NOS3，GLU298ASP
吉村等（1998）在NOS3基因的外显子7中发现了一个glu298-to-asp（E298D）变体（rs1799983）。在对113例冠状动脉痉挛患者和100例对照受试者的研究中，他们通过冠状动脉内注射乙酰胆碱对冠状动脉痉挛进行了诊断，他们发现该变异体的分布存在显着差异。冠状动脉痉挛组的21.2％和对照组的9.0％（显性效果p = 0.014）显示出该变异。在澳大利亚的老年人口中，Liyou等人（1998年）可以证明，与冠状动脉疾病的存在有关，E298D等位基因的分布没有差异。

蔡等（1999）基因型的763名澳大利亚白人因894G-T转化引起的eNOS glu298-asp突变而接受了冠状动脉造影。患有或不患有冠状动脉疾病的男性或女性的GG，TG和TT基因型频率没有显着差异。该突变也与男性或女性的心肌梗塞（MI）或明显狭窄的血管数量无关。T等位基因频率（32.5％）比日本人群报告的频率高得多（对照组为7.8％，MI患者为10​​％）。Hingorani等（1999年）使用2个孤立的病例对照研究，研究了glu298-to-asp变异与动脉粥样硬化性冠状动脉疾病之间的关系。在第一项研究中，病例包括298例冠状动脉造影阳性的不相关患者，而对照是通过人群健康检查确定的138例不相关的健康个体。在第二项研究中，该病例为249例近期心肌梗死患者和183例无关亲戚。与各自对照组相比，患有冠脉造影的冠状动脉疾病患者和近期心梗患者的asp298变异纯合子过多（第一次研究中分别为35.9％比10.2％，第二次研究中分别为18.1％和8.7％研究）。与glu298纯合子相比，asp298的纯合子的比值比为4.2（95％置信区间为2.3至7）。

Dahiyat等（1999）在一项针对122例早发和317例晚发阿尔茨海默病患者的研究中发现，晚发性阿尔茨海默病（AD；104300）与glu等位基因的纯合性显着相关，而对照组则为392例。这与apoE状态无关。作者评论了β-淀粉样蛋白与内皮细胞的相互作用。相反，Higuchi等（2000年）研究了411名散发性AD的日本患者和2组对照组：350名日本对照组和52名白种人对照组。他们发现，即使按发病年龄和APOE E4等位基因的存在分层，AD患者和对照组之间的glu298-asp基因多态性也没有差异。但是，他们观察到日本对照中的glu等位基因频率显着高于白种人对照，这表明Dahiyat等人报道了这种关联（1999）可能是种族的函数。Akomolafe等（2006年）研究发现，在200多名非裔美国人患者中，glu298等位基因与AD显着相关，但在白种人中却没有。对12项先前发表的类似研究的荟萃分析显示，在所有研究中，glu / glu基因型对AD风险的影响很小（OR为1.15），但也显示出显着的异质性。Akomolafe等（2006年）指出，GG基因型（对应于glu / glu）在普通人群中普遍存在（0.33至0.87），这表明多态性本身仅在AD的发展中起中等作用，并可能与其他因素相互作用。

Yoshimura等人对35例胎盘早剥病史和170例对照受试者进行了研究（2001）发现胎盘早剥组中glu298-asp纯合子和杂合子的频率高于对照组（40％vs 14％； p小于0.001）。

Kobashi等（2001）在日本的一项研究中发现，妊娠高血压患者中NOS3基因中asp298的杂合子和纯合子的频率显着高于对照组（0.23）（参见189800）（p小于0.01） 。多因素分析显示，经母亲调整后，高血压家族史，血管紧张素原基因的TT基因型（AGT；106150.0001），GA + AA NOS3基因型和妊娠体重指数超过24是孤立的潜在危险因素。年龄和平价。这些因素的优势比分别为2.7、2.3、2.2和2.1。结果表明，NOS3的asp298是妊娠高血压的有效孤立危险因素。

Hillermann等人对150名“有色”南非患者，50名正常妊娠，50名严重先兆子痫和50名胎盘早破患者进行了研究（2005年）发现突变胎盘组的GT和TT NOS3基因型的组合频率显着高于对照组（p = 0.006）。在随后发展为胎盘早剥的先兆子痫患者中，T等位基因成为发展胎盘早剥的主要危险因素（p小于0.0001）。然而，T变种似乎并未影响先兆子痫的风险。

Jachymova等（2001年）发现高血压人群中T等位基因（与E298D多态性有关）的频率显着高于血压正常者（见145500）。在对常规降压治疗有抵抗力的患者中发现显着关联。在控制良好的高血压中，观察到T等位基因频率较高的趋势，但这没有统计学意义。T等位基因的存在被认为可以预测患者的治疗反应。

在一项针对14个病例对照研究的荟萃分析中，评估了E298D与缺血性心脏病（心肌梗塞或血管造影冠状动脉闭塞）之间的关联，涉及6,036例病例和6,106例对照（2004年）发现asp298的纯合性与缺血性心脏病的风险增加有关（OR，1.31）。

Berger等（2007年）进行了2项大型病例对照研究，涉及1,901名住院中风患者和1,747名地区性人群对照，发现E298D与缺血性中风（601367）显着相关，与年龄，性别，高血压，糖尿病和高胆固醇血症无关。

.0002冠状动脉痉挛1，易感
NOS3，-786T-C
中山等（1999）在冠状动脉痉挛患者中寻找内皮型一氧化氮合酶基因的可能突变。他们发现了eNOS基因的5个主要侧翼区域的3个连锁突变的证据，其中包括-786T-C过渡。在研究的174例冠状动脉痉挛患者中，这些等位基因的发生率显着高于161例对照。使用环境危险因素和eNOS基因变异进行逐步选择的多重逻辑回归分析显示，冠状动脉痉挛的最具预测性的孤立危险因素是突变等位基因。通过萤光素酶报告基因检测评估，-786T-C突变导致eNOS基因启动子活性显着降低，而其他任何突变均无作用。