溶质载体家族 6（神经递质转运蛋白，多巴胺）

由 SLC6A3 基因编码的多巴胺转运蛋白（DAT） 介导突触中多巴胺的主动再摄取，是多巴胺能神经传递的主要调节剂。SLC6A3 基因与人类疾病有关，例如帕金森病、图雷特综合征和药物滥用（Vandenbergh 等，1992）。

▼ 克隆与表达

范登伯格等人（1992）克隆了编码人 DAT1 基因的整个编码序列和 3 引物非翻译序列的 cDNA。

库里安等人（2009）指出 SLC6A3 包含 12 个跨膜结构域，在第一个和第六个结构域中具有螺旋解绕区域。细胞外和细胞内环包括螺旋部分 E2、E3、E4A、E4B、I1 和 I5。成熟的糖基化 DAT 的分子量为 85 kD，而未成熟的非糖基化 DAT 的分子量为 55 kD，不能像成熟蛋白那样有效地转运多巴胺。

纳瓦罗利等人（2011）报道 DAT 在 C 末端附近具有内吞信号，可调节基础激酶 C 和蛋白激酶 C（PKC；参见176960）增强的 DAT 内化。免疫组织化学分析显示，大鼠 Dat 定位于质膜病灶，对应于 PC12 嗜铬细胞瘤细胞中的脂筏和非筏微域。

▼ 基因功能

通过对人类黑质 cDNA 文库的酵母 2-杂交分析，Navaroli 等人（2011）发现小 GTPase RIN（RIT2; 609592） 与人类 DAT 的分离的 C 端内吞信号相互作用。用转染人 DAT 的 PC12 细胞进行的共免疫沉淀和蛋白质下拉测定揭示了 DAT 和 Rin 之间的直接相互作用。Rin 没有与 SLC6 转运蛋白家族的其他成员相互作用。在转染的 PC12 细胞中，DAT 与 Rin 共定位于质膜病灶，主要是脂筏。佛波酯诱导的 PKC 激活增强了 DAT-Rin 相互作用，随后它们解离和 DAT 内化为内吞囊泡。这些影响不会发生在缺乏 C 端内吞信号的 DAT 突变体或缺乏 GTPase 活性的 Rin 突变体中。通过短发夹 RNA 敲除 Rin 完全抑制了 PKC 诱导的 DAT 内化。

▼ 基因结构

SLC6A3 基因包含 15 个外显子，大约 60 kb（ Vandenbergh et al., 1992 ）。

▼ 测绘

Vandenbergh 等人通过原位杂交和啮齿动物/人体细胞杂交 DNA 的 PCR 扩增（1992）和Giros 等人（1992）将 SLC6A3 基因定位到染色体 5p15.3。

洛西等人（1994）通过种间回交的连锁分析将小鼠 Dat1 同源物定位到 15 号染色体。

Gelernter 等人（1995）证明了 SLC6A3 基因与先前定位到远端染色体 5p 的几个标记之间的密切联系。

▼ 生化特征

晶体结构

周等人（2007）确定了细菌亮氨酸转运蛋白（LeuT） 在 2.9 埃处的晶体结构，它是 SERT（ 182138 ）、NET（ 163970 ） 和 DAT的同系物，与亮氨酸和抗抑郁药地昔帕明复合。地昔帕明结合在转运蛋白胞外腔的内端，并由发夹环和盐桥固定。该结合位点通过转运蛋白的胞外门与亮氨酸结合位点分开。通过直接锁定门，地昔帕明可防止构象变化并阻止底物转移。人类 SERT 和 DAT 的诱变实验表明，地昔帕明结合位点及其抑制机制可能在人类神经递质转运蛋白中是保守的。

▼ 分子遗传学

范登伯格等人（1992）在 DAT1 基因的 3-prime 非翻译区发现了一个 40-bp 的可变数串联重复（VNTR） 多态性，重复拷贝数从 3 到 11。

拜尔利等人（1993）证明了与 DAT1 基因相关的 VNTR 多态性。Doucette-Stamm 等人（1995）确定了 40-bp VNTR 多态性的等位基因频率。在美国黑人和白种人或西班牙裔之间发现了差异，但在白种人和西班牙裔之间没有差异。在所有 3 个群体中都检测到以前未报告的等位基因。

与注意力缺陷多动障碍的关联

注意缺陷多动障碍（ADHD; 143465 ） 在某些情况下可能是可遗传的。一些 ADHD 患者对抑制多巴胺转运蛋白的药物有反应，包括哌甲酯、苯丙胺、匹莫林和安非他酮。库克等人（1995）使用基于单倍型的单倍型相对风险（HHRR） 方法来测试 DAT1 基因座的 VNTR 多态性与 49 例 ADHD 之间的关联。还研究了八例未分化注意力缺陷障碍（UADD）。所有病例均在由父亲、母亲和受影响的后代组成的三人组中进行研究。HHRR 分析显示 ADHD/UADD 与 480 bp DAT1 等位基因之间存在显着关联。当从分析中剔除 UADD 病例时，发现了类似的结果。库克等人（1995） 表明 DAT1 的分子分析可能会识别出增加对这种疾病的易感性的突变，并且对此类突变的生化分析可能会导致开发更有效的治疗干预措施。

吉尔等人（1997）发现 ADHD 与 480 bp DAT1 VNTR 等位基因之间存在显着关联。吉尔等人（1997）报道了同卵双胞胎和异卵双胞胎 ADHD 的一致性率分别为 81% 和 29%。

沃尔德曼等人（1998）使用 4 种分析策略来检查 DAT1 基因与 ADHD 的关联和连锁。该研究小组由 122 名因行为和学习问题（包括但不限于多动症）以及他们的父母和同胞转诊到精神病诊所的儿童组成。使用传递不平衡测试（TDT） 进行连锁不平衡的家族内分析，确认 480 bp DAT1 等位基因为高风险等位基因。在家庭间关联分析中，多动冲动症状而非注意力不集中症状的水平与 DAT1 高危等位基因的数量有关。DAT1 高危等位基因数量不一致的同胞在多动冲动和注意力不集中症状的水平上存在显着差异，因此高危等位基因数量较多的同胞的症状水平要高得多。使用 TDT 进行的连锁不平衡的家庭内分析表明 ADHD 与 DAT1 的关联和连锁，并且这种关系对于组合亚型而非注意力不集中的亚型特别强。据信，这些发现代表了候选基因与儿童精神疾病之间最早的复制关系之一。

卡恩等人（2003）发现仅在母亲产前吸烟的情况下，480 bp DAT 等位基因的纯合性与多动冲动和对立行为之间存在显着关联。他们强调了将环境辅助因子纳入 ADHD 遗传研究的重要性。

兰利等人（2005）使用基于家族的关联方法测试了 DAT1 3-prime VNTR 和 3 个推定的 DAT1 启动子 SNP 与 ADHD 的关联在 263 个亲本-先证者三人组中。没有看到与任何启动子区域 SNP 或 VNTR 相关的证据。单倍型分析也不显着，并且未发现 VNTR 与对兴奋剂药物的反应之间存在关联。通过对 263 个病例和 287 个对照的 VNTR 进行病例对照分析，与所有其他等位基因组合相比，10 个重复等位基因没有显示显着关联。

冯等人（2005）通过对 178 个 ADHD 家族样本中 VNTR 区域周围的 DNA 变异进行基因分型，研究了 DAT1 3-prime UTR 是否有助于 ADHD。除了 VNTR 之外，变体还包括 MspI 多态性（ rs27072 ）、据报道影响 DAT1 表达水平的 DraI TC 转换和 BstUI 多态性（ rs3863145 ）。他们发现 MspI SNP 的 G 等位基因与 ADHD 之间存在关联（P = 0.009），但与 VNTR 多态性或 BstUI 多态性的等位基因无关，并且他们没有观察到 DraI SNP。冯等人（2005） 通过直接测序筛选了 VNTR 区域，以确定重复序列中是否有其他变异可以解释与 ADHD 的关联，并且在筛选的先证者中发现 10 或 9 重复等位基因的 VNTR 区域没有变化。

在台湾 ADHD 样本和英语 ADHD 样本中，Brookes 等人（2006）确定了与 DAT1 3-prime UTR VNTR 和新的 DAT1 内含子 8 重复多态性的关联。由 2 个重复多态性组成的风险单倍型也与两个人群的 ADHD 相关，作者发现风险单倍型在英国样本中显示出与母亲怀孕期间饮酒的显着相互作用。

赫伯布兰德等人（2006）在 102 个有 2 个或更多后代满足 ADHD 诊断标准的德国家庭中，没有发现 ADHD 与 DAT1 VNTR 之间存在关联的证据。

Cheuk 等人（2006）研究了香港中国儿童（64 名 ADHD 病例，包括 52 名男孩和 12 名女孩及其家人和 64 名性别匹配的正常对照）的 DAT1 VNTR 与 ADHD 之间的关联。患者被诊断为多动症的混合型、多动冲动型或注意力不集中的亚型。10 重复等位基因（92.6%） 和 10/10（85.2%） 重复基因型最为普遍。基于家庭和病例对照分析均显示 DAT1 多态性与 ADHD 之间没有关联。

动物研究表明，物质依赖（例如，酗酒）的发展与纹状体和边缘系统中的多巴胺能活动有关（Tiihonen 等，1995）。几项遗传研究表明，DRD2（ 126450 ） 位点的等位基因 A1与多巴胺受体 2 的密度和酒精中毒有关。蒂霍宁等（1995）使用碘 123 标记的 β-CIT 作为示踪剂，通过单光子发射计算机断层扫描（SPECT） 研究了 19 名健康对照、19 名习惯性冲动的暴力酗酒者和 10 名非暴力酗酒者的纹状体多巴胺再摄取位点。盲法定量分析显示，非暴力酗酒者的纹状体多巴胺转运蛋白密度显着低于健康对照（P 小于 0.001），而暴力酗酒者的多巴胺转运蛋白密度略高于对照（P 小于 0.10）。Goldman（1995）建议下一步是寻找可能影响酗酒和其他精神疾病易感性的 DAT1 基因的遗传变异。

与图雷特综合症的关联

在一个大型的加拿大门诺教派谱系中，图雷特综合征（ 137580 ）（Kurlan 等人，1986 年），Gelernter 等人（1995）排除了与 SLC6A3 的联系。然而，他们谨慎地指出，这些结果并没有排除多巴胺转运蛋白与其他基因座结合影响图雷特综合征风险的作用。

与吸烟的关联

多巴胺能基因可能是对吸烟产生遗传影响的候选者（ 188890 ）。勒曼等人（1999）和Sabol 等人（1999）报告了 DAT1 多态性的等位基因 9、SLC6A3 9（ 126455.0001 ） 和吸烟状态之间的关联。虽然勒曼等人。Sabol 等人（1999）报告了 SLC6A39 等位基因与不吸烟、较晚开始吸烟和戒烟尝试时间长短的关联（1999）据报道，SLC6A39 与吸烟状态之间的显着关联是由于对戒烟而非开始的影响。SLC6A39 多态性也与寻求新奇的低分有关，这是戒烟最重要的人格相关性。

与双相情感障碍的关联

格林伍德等人（2001）在 50 个父母-先证者三人组的样本中报告了 DAT1 与双相情感障碍（MAFD1; 125480 ）之间关联的证据。使用传输不平衡测试（TDT），他们显示了由 DAT1 基因的 3-prime 区域（外显子 9 至外显子 15）中的 5 个 SNP 组成的单倍型与双相情感障碍之间的关联（等位基因 TDT 经验 P = 0.001；基因型 TDT 经验 P = 0.0004）。格林伍德等人（2006）分析了先前研究的 50 个亲本-先证者三重奏中的总共 22 个 SNP，以及一组孤立的 70 个亲本-先证者三重奏。使用 TDT 分析，发现内含子 8 SNP 和内含子 13 SNP 与双相情感障碍中度相关，每个都在 2 个孤立样本中的 1 个中。对 5 个相邻 SNP 的滑动窗口中所有 22 个 SNP 的单倍型的分析揭示了与两个样品中内含子 7 和 8 附近区域的关联（对于同一窗口，经验 P 值分别为 0.002 和 0.001）。Greenwood 等人观察到的单倍型块结构（2001）在这个新样本中得到证实，具有更高的分辨率，允许区分基因中间的第三个单倍型块。

婴儿帕金森病-肌张力障碍 1

通过连锁分析，随后对患有婴儿帕金森病-肌张力障碍的巴基斯坦近亲家庭（PKDYS1; 613135 ）进行候选基因测序，Kurian 等人（2009）在SLC6A3基因中鉴定了纯合突变（L368Q; 126455.0002 ）。来自第二个家庭的类似受影响的个体具有不同的纯合突变（P395L；126455.0003）。体外功能表达研究表明，这两种突变蛋白都没有多巴胺摄取活性。

在 8 名不相关的多巴胺转运蛋白缺乏综合征患者中，Kurian 等人（2011）鉴定了 SLC6A3 基因中的纯合或复合杂合突变（参见，例如，126455.0005 - 126455.0007）。没有患者共享突变，这表明不存在突变热点。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变导致转运蛋白功能丧失和正常蛋白表达降低。所有患者都在婴儿早期出现复杂的运动障碍，包括运动减退和运动亢进。没有有效的治疗方法，有几名患者在青少年时期死亡。

Puffenberger 等人通过纯合子定位和门诺家族的外显子组测序，其中 2 个姐妹患有婴儿帕金森病-肌张力障碍（2012）鉴定了SLC6A3基因中的纯合剪接位点突变（ 126455.0004 ）。

▼ 动物模型

吉罗斯等人（1996）发现，尽管存在重大适应性变化，例如神经递质和受体水平的降低，小鼠 Dat1 基因的破坏仍会导致自发性运动过度。在纯合缺失小鼠中，多巴胺在细胞外空间中的持续时间至少长 100 倍，提供了高多巴胺能表型的生化解释，并证明了 DAT1 在调节神经传递中的关键作用。作者指出，多巴胺转运蛋白是可卡因和苯丙胺的强制性目标，正如这些精神兴奋剂对缺乏转运蛋白的小鼠的运动活动或多巴胺释放和摄取没有影响的事实所证明的那样。吉罗斯等人（1996）注意到敲除小鼠的高多巴胺能表型与精神分裂症患者的一些阳性症状之间存在相似之处。作者还假设，用高亲和力抑制剂特异性阻断 DAT1 可能有益于帕金森病等疾病（见168600），在这些疾病中多巴胺的有效水平显着降低。

盖内特迪诺夫等人（1999）继续Giros 等人的研究（1992），这表明缺乏编码质膜多巴胺转运蛋白基因的小鼠具有升高的多巴胺能基调并且过度活跃。他们发现，暴露在新环境中会加剧这种活动。此外，这些小鼠的空间认知功能受损，它们对精神兴奋剂的反应减弱。精神兴奋剂的这种自相矛盾的镇静作用取决于血清素能神经传递，并强调了血清素和多巴胺系统相对平衡对正常运动活动的重要性。DAT 基因敲除小鼠与 ADHD 个体之间的相似之处表明，共同机制可能是他们对精神兴奋剂的某些行为和反应的基础。

索特尼科娃等人（2006）使用 Dat-null 小鼠和酪氨酸羟化酶的药理抑制开发了一种新的严重多巴胺缺乏症急性小鼠模型。多巴胺缺陷型 Dat-null 小鼠（DDD） 表现出严重的运动不能、僵硬、震颤和上睑下垂，类似于在帕金森病患者中观察到的行为。有趣的是，DDD 小鼠能够在水中游泳，这表明某些运动和条件可以孤立于多巴胺而发生。多巴胺激动剂如 L-DOPA 暂时恢复了 DDD 小鼠的运动，苯丙胺衍生物显示出减少 DDD 小鼠运动异常的有效性。索特尼科娃等人（2006）指出 DDD 小鼠模型提供了一个独特的机会来筛选潜在的治疗帕金森病的治疗药物。

Hejjas 等人使用计算机搜索，然后是 PCR（2007）在 4 个犬种和欧洲灰狼的多巴胺能系统基因中发现了 VNTR 多态性。在比利时 Tervuerens 中，DRD4（ 126452 ）、DBH（ 609312 ） 和 DAT 基因的多态性与注意力缺陷有关，但与活动冲动无关，该品种几乎鉴定了所有遗传变异。

▼ 等位基因变体（ 7 精选示例）：

.0001 尼古丁依赖，保护反对
SLC6A3, 9-REPEAT VNTR
勒曼等人（1999）报告了 SLC6A3 基因（SLC6A39） 等位基因 9、包含 9 个重复的 40 碱基对 3-prime VNTR 的多态性与不吸烟、吸烟开始较晚和戒烟尝试时间长短之间的关联（见188890）。DRD2（ 126450 ） 基因型改变了与吸烟风险的关联，使同时携带 SLC6A39 和 DRD2-A2 的个体的吸烟风险降低了 50%。萨博尔等人（1999）通过检查非吸烟者、当前吸烟者和以前吸烟者的不同人群中 1,107 个人的吸烟行为和人格特征，扩展了这项研究。证实了 SLC6A39 与吸烟状态之间的显着关联，这是由于对戒烟而非开始的影响。SLC6A39 多态性也与寻求新奇的低分有关，这是戒烟最重要的人格相关性。萨博尔等人（1999）假设携带 SLC6A39 多态性的个体改变了多巴胺的传递，这减少了他们对外部刺激（包括香烟）对新奇和奖励的需求。萨博尔等人（1999）发现携带 SLC6A39 等位基因的个体戒烟的可能性是缺乏这种多态性的个体的 1.5 倍。结果支持了Lerman 等人的发现（1999） SLC6A3 与当前吸烟者之前戒烟尝试时间之间的关联。

.0002 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3、LEU368GLN
在 2 名患有婴儿帕金森病-肌张力障碍（PKDYS1; 613135 ） 的巴基斯坦近亲家庭的受影响成员中，Kurian 等人（2009）鉴定了 SLC6A3 基因外显子 8 中的纯合 1103T-A 颠换，导致 leu368 至 gln（L368Q）在跨膜结构域-7 中朝向蛋白质表面外部的高度保守残基中的取代。HEK293 细胞的体外功能表达分析表明 L368Q 突变体 DAT 没有多巴胺再摄取活性。对可卡因类似物的结合亲和力接近正常，但在 L368Q 突变体中，多巴胺抑制可卡因类似物结合的效力大大降低，表明多巴胺结合亲和力降低。突变蛋白还导致成熟糖基化 DAT 的显着减少，这可能会损害转移功能。在来自亚洲个体的 544 个等位基因或来自欧洲混血个体的 438 个等位基因中未发现该突变。

.0003 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3、PRO395LEU
在一名欧洲血统的患者中，父母是近亲出生，患有婴儿帕金森综合征-肌张力障碍（PKDYS1; 613135 ），Kurian 等人（2009）鉴定了 SLC6A3 基因外显子 9 中的纯合 1184C-T 转换，导致靠近跨膜域 8 的 E4B 环的高度保守残基中的 pro395 到 leu（P395L） 取代。HEK293 细胞的体外功能表达分析表明 P395L 突变蛋白没有多巴胺再摄取活性。可卡因类似物的结合亲和力接近正常，多巴胺抑制可卡因类似物结合的效力在 P395L 突变体中接近正常，表明对多巴胺结合亲和力没有影响。突变蛋白确实导致成熟糖基化 DAT 的显着减少，这可能会损害转移功能。在来自亚洲个体的 544 个等位基因或来自欧洲混血个体的 438 个等位基因中未发现该突变。

.0004 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3、IVS9DS、GT、+1
在 2 名患有婴儿帕金森综合征-肌张力障碍（PKDYS1; 613135 ） 的Mennonite 姐妹中，Puffenberger 等人（2012）在 SLC6A3 基因的内含子 9 中鉴定了纯合的 G-to-T 颠换。突变是通过纯合子作图发现的，然后是候选区域的外显子组测序。在 201 个 Mennonite 对照样本中没有发现这种突变的携带者。先证者出生后不久就出现烦躁和喂养困难，随后在婴儿早期出现全身僵硬和肌张力障碍。她在童年晚期就已受损运动发育和严重的僵硬性帕金森病。她不能说话或用手交流，难以评估认知功能或思维内容。脑结构正常。脑脊液显示高香草酸（HVA）增加。一个同样受影响的姐姐已经去世了。

.0005 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3、IVS7DS、GA、+1
Kurian 等人在一位患有婴儿型帕金森病-肌张力障碍（PKDYS1; 613135 ）的患者中，出生于土耳其近亲父母（2011）在 SLC6A3 基因（c.1031+1G-A） 的内含子 7 中发现了纯合 G-to-A 转换，预计会导致异常剪接。

.0006 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3、LEU224PRO
在一名由近亲父母所生、患有 PKDYS（PKDYS1; 613135 ） 的欧洲混血患者中，Kurian 等人（2011）在 SLC6A3 基因的外显子 5 中发现了纯合的 c.671T-C 转换，导致哺乳动物物种中高度保守的残基发生 leu224 到 pro（L224P） 取代。HEK293 细胞突变的体外功能表达研究显示突变转运蛋白的非特异性摄取，蛋白质印迹分析表明成熟蛋白的缺乏。这些发现与功能丧失一致。

.0007 帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3, ARG521TRP
在一名由近亲父母所生、患有 PKDYS（PKDYS1; 613135 ） 的欧洲混血患者中，Kurian 等人（2011）在 SLC6A3 基因的外显子 12 中发现了一个纯合的 c.1561C-T 转换，导致 arg521 到 trp（R521W） 在高度保守的残基上被取代。HEK293 细胞突变的体外功能表达研究显示多巴胺摄取减少（野生型的 27%），蛋白质印迹分析表明缺乏成熟蛋白。这些发现与功能丧失一致。