γ-氨基丁酸受体，α-2

γ-氨基丁酸（GABA）受体是参与哺乳动物中枢神经系统 GABA 能神经传递的蛋白质家族。GABRA2 是异聚五聚体配体门控离子通道的 GABA-A 受体基因家族的成员，哺乳动物大脑中的主要抑制性神经递质 GABA 通过该离子通道发挥作用。GABA-A 受体是许多重要药物的作用位点，包括巴比妥酸盐、苯二氮卓类药物和乙醇（由Whiting 等人总结，1999）。

有关 GABA-A 受体基因家族的其他一般信息，请参阅 GABRA1（ 137160 ）。

▼ 克隆与表达

哈丁厄姆等人（1993）克隆了对应于人类 GABA-A 受体 α-2 亚基基因的 cDNA，使用牛 α-2 亚基 cDNA 作为探针筛选胎儿脑 cDNA 文库。人和大鼠的 α-2 转录本在 5 素非翻译区都包含一个（CT）34 二核苷酸重复。人类 GABRA2 预测的 451 个氨基酸蛋白与牛 α-2 亚基有 98% 的相同性。

▼ 基因功能

使用 GABA-A 受体点突变敲入小鼠，其中特定 GABA-A 受体亚型已选择性地对苯二氮卓类配体不敏感，Knabl 等人（2008）证明，通过特异性靶向含有 α-2 和/或 α-3（GABRA3; 305660 ）亚基的脊髓 GABA-A 受体可以实现明显的镇痛。克纳布尔等人（2008）表明它们被非镇静剂（α-1-保留）苯二氮卓位点配体 L-838,417 选择性激活对炎症和神经性疼痛非常有效，但没有不必要的镇静、运动障碍和耐受性发展。L-838,417 不仅减少了对大脑的伤害性输入，而且还减少了与疼痛的联想情绪成分相关的大脑区域的活动，如大鼠功能性 MRI 所示。克纳布尔等人（2008）表明，他们的结果为开发用于治疗慢性疼痛的亚型选择性 GABA 能药物提供了合理的基础，慢性疼痛通常对经典镇痛药无效。

向等人（2007）据报道，上皮细胞的气道中存在兴奋性而非抑制性 GABA 能系统。GABA-A 受体和 GABA 合成酶谷氨酸脱羧酶（GAD）均在肺上皮细胞中表达。GABA-A 受体的激活使这些细胞去极化。当小鼠被致敏然后用卵清蛋白（一种诱导过敏性哮喘反应的方法）攻击时，细胞溶质中 GAD 和气道上皮细胞顶膜中 GABA-A 受体的表达显着增加。同样，哮喘患者气道上皮细胞中的 GAD 和 GABA-A 受体在吸入过敏原后增加。选择性 GABA-A 受体抑制剂的鼻内应用抑制了杯状细胞的增生和卵清蛋白或白细胞介素 13（IL13；147683 ）在小鼠中。向等人（2007 年）得出结论，这些发现表明以前未知的上皮 GABA 能系统在哮喘中具有重要作用。

巴特勒等人（2018）指出 GABRA2 在早期大脑发育过程中表达，可能在突触的形成中发挥作用。

▼ 测绘

GABRA2 和 GABRB1（ 137190 ）基因座通过原位杂交定位到 4p13-p12（ Buckle et al., 1989 ）。这2个基因可以串联排列在该位点上。GABRA2 和 GABRB1 的鼠类同源物在标记 Pgm-1 和 Kit 之间的小鼠 5 号染色体上紧密相连。这 2 个基因在小鼠“循环突变” pi（pirouette）附近作图（Danciger 等人，1993 年）。

Russek（1999）证实 GABRA2 是一个跨越约 770 kb 染色体 4p12 的基因簇的成员。基因顺序为GABRB1--GABRA4（137141）--GABRA2--GABRG1（137166）。

▼ 分子遗传学

对酒精中毒的易感性

酒精中毒（ 103780 ）是一种具有遗传和环境风险因素的复杂疾病。为了确定影响酒精中毒风险的基因，酒精中毒遗传学合作研究（COGA）系统地确定并研究了包含至少 3 名酗酒成员的大量家庭。连锁和关联分析表明，染色体 4p 上的一个区域包含影响定量内表型、β 频率范围（13-28 Hz）内的脑振荡和酗酒风险的基因。为了识别影响这些表型的单个基因，Edenberg 等人（2004）对连接区域中心的 4 个 GABA-A 受体基因簇内的 69 个单核苷酸多态性（SNP）进行了连锁不平衡分析：GABRG1、GABRA2、GABRA4 和 GABRB1。GABA-A 受体介导酒精的重要作用并调节 β 频率。他们发现 GABRA2 中的 31 个 SNP，但侧翼基因中的 20 个 SNP 中只有 1 个与酒精中毒显着相关。25 个 GABRA2 SNP，但侧翼基因中只有 1 个 SNP，与 β 频率的脑振荡有关。与酒精依赖最相关的区域从内含子 3 延伸到 GABRA2 的 3 素末端；在 GABRA2 的这个区域中所有 43 个连续的 3-SNP 单倍型都非常显着。一个 3-SNP 单倍型（见137140.0001 -137140.0003）与酗酒有关，p = 0.000000022。高风险和低风险单倍型之间没有发现编码差异，表明该效应是通过基因调控介导的。GABRA2 与酒精依赖和脑电图的 β 频率密切相关，再加上该基因在两种表型中的作用的生物学证据，表明 GABRA2 可能通过调节神经兴奋水平来影响对酒精依赖的易感性。

发育性和癫痫性脑病 78

Orenstein 等人在一个男婴中，由无关的德系犹太人父母所生，患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ）（2018）在 GABRA2 基因（N335H; 137140.0004 ）中发现了一个从头杂合错义突变。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变在 ExAC 或 gnomAD 数据库或本地控制的内部数据库中未发现。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

Butler 等人在一名患有 DEE78 的 11 岁女孩（患者 2）中（2018 年）在 GABRA2 基因（T292K； 137140.0005 ）中发现了一个从头杂合错义突变。该突变是通过靶向基因组的下一代测序发现并通过 Sanger 测序确认的，但在 gnomAD 数据库中未发现。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致通道的基础漏电流增加，并且不产生响应 GABA 的电流，可能是由于突变通道被困在开放状态。与野生型相比，细胞表面突变蛋白和突变受体表达的总量也显着降低。巴特勒等人（2018）表明这种疾病可能是由于大脑发育过程中异常去极化信号和对 GABA 刺激反应受损的组合造成的。

在 3 名 DEE78 无关患者中，Maljevic 等人（2019）鉴定了 GABRA2 基因中的从头杂合错义突变（参见例如 L291V、137140.0006和 M263T、137140.0007）。来自另一个家族的两个同胞具有较轻的表型和后来发作的癫痫发作携带不同的杂合错义变体（F325L; 137140.0008），遗传自未受影响的父亲，该父亲因突变而被镶嵌。通过外显子组测序发现的突变都发生在跨膜结构域的保守残基上；在 gnomAD 数据库中没有找到。非洲爪蟾卵母细胞的体外功能表达研究表明，与野生型相比，所有变体均导致 GABA 诱导的电流幅度显着降低。一些突变显示出可变的剂量反应效应。总体而言，研究结果与功能丧失机制一致。

▼ 动物模型

苯二氮卓类镇静剂用于治疗焦虑症。为了确定介导苯二氮卓类药物抗焦虑作用的分子和神经元靶点，Low 等人（2000）生成并分析了 2 个小鼠品系，其中 α-2 或 α-3（ 305660 ） GABA-A 受体分别通过敲入点突变对地西泮不敏感。地西泮的抗焦虑作用在 α-2（H101R）点突变的小鼠中不存在，但在 α-3（H126R）点突变的小鼠中存在。这些发现表明，苯二氮卓类药物的抗焦虑作用是由主要在边缘系统中表达的 α-2 GABA-A 受体介导的，而不是由在网状激活系统中占主导地位的 α-3 GABA-A 受体介导的。

法焦利尼等人（2004）使用小鼠对 GABA-A 受体 α 亚基的敲入突变，使单个 GABA-A 受体对地西泮不敏感，以表明特定的抑制网络控制关键期的表达。只有包含 α-1 的电路驱动皮质可塑性，而富含 α-2 的连接分别调节神经元放电。法焦利尼等人（2004）认为这种分离对大脑发育模型和用于婴儿的苯二氮卓类药物的安全设计具有重要意义。

▼ 等位基因变体（ 8个精选示例）：

.0001 酗酒，易感性
GABRA2，（rs279871）
埃登伯格等人（2004）发现 GABRA2 基因中的 3-SNP 单倍型与酗酒易感性有关（ 103780 ）。标记rs279871由 GABRA2 内含子 7 内 4pter 核苷酸位置 46155656 处的腺苷组成。

.0002 酗酒，易感性
GABRA2，（rs279845）
参见137140.0001和Edenberg等人（2004 年）。标记rs279845由 GABRA2 内含子 4 内 4pter 核苷酸位置 46179646 处的胸苷组成。

.0003 酗酒，易感性
GABRA2，（rs279836）
参见137140.0001和Edenberg等人（2004 年）。标记rs279836由位于 GABRA2 内含子 3 内 4pter 核苷酸位置 46188993 的腺苷组成。

.0004 发展性和癫痫性脑病 78
GABRA2、ASN335HIS
Orenstein 等人在一个男婴中，由无关的德系犹太人父母所生，患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ）（2018 年）在 GABRA2 基因中发现了一个从头杂合的 c.1003A-C 颠换（c.1003A-C，NM_000807.2），导致在高度保守的残基处发生 asn335-to-his（N335H）取代。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变在 ExAC 或 gnomAD 数据库或本地控制的内部数据库中未发现。未进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在 10 周龄时出现难治性癫痫发作。

.0005 发展性和癫痫性脑病 78
GABRA2，THR292LYS
在一名 11 岁女孩（患者 2）中，患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ） Butler 等人（2018）鉴定了 GABRA2 基因中的从头杂合 c.875C-A 颠换（c.875C-A，NM_000807.2），导致跨膜 M2 结构域中保守残基处的 thr292 到 lys（T292K）取代。该突变是通过靶向基因组的下一代测序发现并通过 Sanger 测序确认的，但在 gnomAD 数据库中未发现。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，该突变导致通道的基础漏电流增加，并且不产生响应 GABA 的电流，可能是由于突变通道被困在开放状态。与野生型相比，细胞表面突变蛋白和突变受体表达的总量也显着降低。巴特勒等人（2018）注意到 GABRA2 在早期大脑发育过程中表达，可能在突触的形成中起作用。这种疾病可能是大脑发育过程中异常去极化信号和对 GABA 刺激反应受损的综合结果。患者在 6 周龄时出现顽固性癫痫发作。

.0006 发展性和癫痫性脑病 78
GABRA2，LEU291VAL
在一名 32 个月大的女孩（患者 2）中，患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ），Maljevic 等人（2019 年）在 GABRA2 基因中发现了一个从头杂合 c.871C-G 颠换（c.871C-G，NM_000807.2），导致在第二个高度保守的残基处发生 leu291-to-val（L291V）取代跨膜结构域。通过外显子组测序发现的突变在 gnomAD 数据库中不存在。非洲爪蟾卵母细胞的体外功能表达研究表明，与野生型相比，该突变导致 GABA 诱导的电流幅度显着降低。患者在出生的第一天就出现了顽固性癫痫发作。

.0007 发展性和癫痫性脑病 78
GABRA2，MET263THR
在一名患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ）的 5 岁女孩（患者 3）中，Maljevic 等人（2019 年），在 GABRA2 基因中鉴定了一个从头杂合 c.788T-C 转换（c.788T-C，NM_000807.2），导致在 GABRA2 基因中高度保守的残基处发生 me263-to-thr（M263T）取代。第一个跨膜结构域。通过外显子组测序发现的突变在 gnomAD 数据库中不存在。非洲爪蟾卵母细胞的体外功能表达研究表明，与野生型相比，该突变导致 GABA 诱导的电流幅度显着降低。患者在生命的第二天出现难治性癫痫发作。

.0008 发展性和癫痫性脑病 78
GABRA2, PHE325LEU
在 2 名患有发育性和癫痫性脑病 78（DEE78; 618557 ）的同胞（患者 4 和 5）中，Maljevic 等人（2019）鉴定了 GABRA2 基因中的杂合 c.975C-A 颠换（c.975C-A，NM_000807.2），导致在第三个跨膜结构域中高度保守的残基处发生 phe325-to-leu（F325L）取代。通过外显子组测序发现的突变在 gnomAD 数据库中不存在。该变种是从父亲那里遗传的，父亲是马赛克的血液。非洲爪蟾卵母细胞的体外功能表达研究表明，与野生型相比，该突变导致 GABA 诱导的电流幅度显着降低。患者患有长期疾病，分别在 17 岁和 2 岁时出现治疗反应性癫痫发作。发育轻度至中度受损。