γ-氨基丁酸受体，δ

GABRD 基因编码 γ-氨基丁酸（GABA）的配体门控氯离子通道的一个亚基，GABA 是哺乳动物大脑中的主要抑制性神经递质（ Windpassinger et al., 2002 ）。

▼ 克隆与表达

Windpassinger 等人（2002）从人类胎儿脑 cDNA 文库中分离出与人类 GABRD 基因相对应的 cDNA。他们鉴定了 3 个 cDNA 变体，他们称之为 1A、1B 和 1C，它们在 5 素区不同，每个都剪接在外显子 2 上。推导出的 452 个氨基酸蛋白（变体 1A）包含一个神经递质门控离子-通道配体结合域以及神经递质门控离子通道跨膜区。GABRD 变体 1A 与大鼠的同一性为 93.8%，与小鼠蛋白质的同一性为 93.6%。1B 和 1C 变体分别编码 428 和 466 个氨基酸的蛋白质。Northern 印迹分析在小脑、大脑皮层、髓质、枕叶、额叶、颞叶和壳核中检测到一个 2.0 kb 的转录物，在肾脏中的表达较低。

萨默等人（1990）分离了 GABAA 受体 δ 亚基的鼠基因，并通过高分辨率作图和 DNA 测序对其进行了表征。

▼ 基因结构

Windpassinger 等人（2002）确定人类 GABRD 的 1A 和 1B 变体包含 9 个外显子，而 1C 变体包含 8 个外显子。

萨默等人（1990）确定 GABRD 基因包含 9 个外显子，跨度约为 13 kb。该基因结构与在烟碱型乙酰胆碱受体家族成员中看到的相似。

▼ 基因功能

许多神经元接收连续的或“强直的”突触输入，这增加了它们的膜电导，从而改变了兴奋性信号的空间和时间整合。在小脑颗粒细胞中，虽然抑制性突触电流的频率相对较低，但突触释放的 GABA 的溢出会导致由 GABA-A 受体介导的持续电导，这也改变了颗粒细胞的兴奋性。布里克利等人（2001）表明，缺乏 α-6（ 137143 ）的小鼠的颗粒细胞中不存在这种强直电导。）和 GABA-A 受体的 δ 亚基。这些颗粒细胞对兴奋性突触输入的反应保持不变，因为“泄漏”电导增加，该电导在静止时存在，具有 2 孔域钾通道 TASK1 的特性（ 603220 ）。布里克利等人（2001 年）得出结论，他们的结果强调了由 GABA-A 受体介导的强直抑制的重要性，GABA-A 受体的丧失会触发一种稳态可塑性，从而导致维持正常神经元行为的与电压无关的钾电导的大小发生变化。

斯特尔等人（2003）发现小鼠的齿状回和小脑颗粒细胞都表现出对天然存在的神经类固醇 3-α-21、羟基-5-α-pregnan-20-one（THDOC）的强直电导的浓度依赖性增强。 . 这种强直电导的神经类固醇诱导的增强降低了神经元的兴奋性。相比之下，来自 Gabrd-null 小鼠的类似细胞显示强直 GABA 电导大大降低或缺失。结果表明，含有 δ 亚基的 GABA-A 受体是神经活性类固醇的优先靶标，并且 GABA 强直抑制电导可以通过神经类固醇的生理浓度来调节。

马奎尔等人（2005）发现 Gabrd 受体在小鼠卵巢周期的晚期发情期、高孕酮期的表达增强。与发情期相比，增强的表达增加了后期发情期间的强直抑制和降低的神经元兴奋性，这反映在癫痫发作易感性降低和焦虑降低上。这些发现与控制月经期癫痫或经前烦躁症患者正常 GABRD 亚基循环的调节机制可能存在缺陷一致。

奥拉等人（2009）表明，单个神经胶质细胞释放足够的 GABA 用于轴突云内的体积传输，因此，神经胶质细胞不需要突触来在绝大多数附近的神经元中产生抑制反应。神经胶质细胞抑制作用于大脑皮层中根本不接收突触的突触前末端的其他神经元之间的连接。它们还到达负责强直抑制的突触外、含 δ 亚基的 GABA-A 受体。奥拉等人（2009）表明 GABA-A-δ 受体在皮质中间神经元中优先定位于神经胶质细胞。神经类固醇是 GABA-A-δ 受体的调节剂，可改变神经胶质细胞之间的单一 GABA 介导的作用。与其他中间神经元形成的特殊突触相比，非类固醇敏感的神经胶质细胞的输出代表了 GABA 介导系统中缺乏空间特异性的最终形式，导致长期持续的网络超极化与广泛的通信抑制相结合。本地电路。

在青春期小鼠中，Shen 等人（2010）发现抑制性 α-4-β-δ-GABA-A 受体的表达，由 α-4 GABA-A 受体（GABRA4; 137141 ）、β-2 GABA-A 受体（GABRB2; 600232 ）和 GABRD，增加 CA1 海马中兴奋性突触的突触周围。通过这些受体的分流抑制降低了 N-甲基-D-天冬氨酸受体（见138249）的激活，削弱了长时程增强（LTP）的诱导。青春期小鼠也未能学习由 δ-null 小鼠轻松获得的海马、LTP 依赖性空间任务。然而，减少青春期强直抑制的压力类固醇 THP（3-α-OH-5-α（β）-pregnan-20-one）促进了学习。沉等人（2010）得出的结论是，青春期出现 α-4-β-δ GABA-A 受体会损害学习，这种影响可以通过压力类固醇逆转。

▼ 测绘

萨默等人（1990）通过与一组人类-啮齿动物体细胞杂交 DNA 杂交，将人类 GABRD 基因对应到染色体 1p。通过辐射混合分析，Emberger 等人（2000）将 GABRD 基因定位到 1p36.3。

通过 FISH、Windpassinger 等人（2002）将 GABRD 基因定位到 1p36.33，两侧为 PRKCZ（ 176982 ）和 KIAA1751。由于 GABRD 基因位于 1p36 基因缺失综合征（ 607872 ）基因丢失的关键区域内，Windpassinger 等人（2002）表明它的缺失可能导致该疾病的神经表型。

▼ 分子遗传学

迪本斯等人（2004）在 GEFS+ 家族的 2 个受影响成员中发现了 GABRD 基因（ 137163.0001 ）的杂合突变（见613060）。未受影响的母亲也携带该突变，表明它代表易感等位基因。

迪本斯等人（2004）还在8.3% 的特发性全身性癫痫患者（EIG10; 613060 ）、3.1% 的 GEFS+ 患者和 4.2% 的对照个体中发现了不同的杂合多态性（R220H; 137163.0002 ）。一名患有青少年肌阵挛性癫痫的个体（EJM7；见613060）是该突变的纯合子。这两种改变都导致 GABA-A 受体电流幅度降低。由于 GABA-A 受体介导神经元抑制，作者假设与这两种变体相关的受体电流降低可能与神经元兴奋性增加有关，并可能导致常见的全身性癫痫。

与Dibbens 等人的研究结果相反（2004 年），伦岑等人（2005）在 562 名德国患者和 664 名对照者中发现 R220H 变异与特发性全身性癫痫或青少年肌阵挛性癫痫之间没有关联。

▼ 动物模型

琼斯等人（1997）通过靶向破坏创造了 GABA-A 受体的 α-6 亚基（GABRA6; 137143 ）缺陷的小鼠。在 α-6 -/- 颗粒细胞中，δ 亚基被选择性降解，正如免疫沉淀、免疫细胞化学和 δ 亚基特异性抗体的免疫印迹分析所证明的那样。δ 亚基 mRNA 存在于突变颗粒细胞中的野生型水平，表明 δ 亚基的翻译后丢失。琼斯等人（1997）得出结论，他们的结果为 α-6 和 δ 亚基之间的特定关联提供了遗传证据。尽管缺乏 α-6 和 δ 亚基，但这些小鼠没有表现出行为异常。

神经类固醇是大脑中产生的神经活性类固醇，据信通过调节 GABA-A 受体来调节焦虑、压力和神经元兴奋性（Olsen 和 Sapp，1995）。米哈莱克等人（1999）发现 Gabrd 缺失小鼠对神经活性类固醇的反应选择性减弱，但对其他调节药物没有，这表明 δ 亚基在调节对内源性神经类固醇的行为反应中起作用。

周围 GABA 对突触周围或突触外 GABA 受体的激活导致持续活跃的或强直的抑制电流。丘脑皮质神经元中的突触外 GABA-A 受体包含 δ 亚基。Cope 等人在已建立的具有自发棘波放电的失神癫痫大鼠模型中（参见例如 ECA1；600131）称为 GAERS（来自斯特拉斯堡的遗传性失神癫痫大鼠）（2009）发现与对照组相比，从出生后第 17 天开始，丘脑皮质 GABA-A 受体的强直电流幅度增加。在其他失神癫痫小鼠品系（包括观星者和嗜睡小鼠）中观察到类似增加的补品 GABA-A 受体激活，但在蹒跚学步的小鼠中没有观察到。此外，发现药理学尖峰波放电诱导剂可增强丘脑皮质神经元中的强直 GABA-A 受体电流。强直抑制增加是由于 GABA 转运蛋白 GAT1（SLC6A1；137165）在丘脑中。在正常动物中阻断 GAT1 可诱导失神样癫痫发作。最后，没有丘脑 GABA-A 受体的小鼠对药物诱导的癫痫发作具有抵抗力。总体而言，这些结果表明，丘脑中增强的突触外 GABA-A 受体激活可能是失神发作的基础。

克拉克森等人（2010）表明，在小鼠中风后，梗死周围区域的强直神经元抑制增加。这种增加的强直抑制是由突触外 GABA-A 受体介导的，是由 GABA 转运蛋白功能受损引起的。为了抵消增强的抑制作用，Clarkson 等人（2010）在体内给予一种特定于 α-5-亚基（GABRA5; 137142 ）的苯二氮卓类反向激动剂）中风后延迟的含有突触外 GABA-A 受体。这种治疗使运动功能得到早期和持续的恢复。从基因上降低负责强直抑制的含 α-5 或 δ 亚基的 GABA-A 受体的数量也证明有利于中风后的恢复，这与减少突触外 GABA-A 受体功能的治疗潜力一致。

▼ 等位基因变体（ 2 示例）：

.0001 全身性癫痫伴高热惊厥 PLUS，5 型，易感性
加伯德，GLU177ALA
在一个患有全身性癫痫伴热性惊厥加（GEFS+；见604233）的小家庭中，Dibbens 等人（2004 年）在 GABRD 基因的外显子 5 中发现杂合 530A-C 颠换导致蛋白质 N 端胞外域中的 glu177 到 ala 取代（E177A）。未受影响的母亲也携带该突变，表明它代表易感等位基因。与野生型受体相比，E177A 杂合子和纯合子受体的最大电流显着降低，尽管这种变体没有显着改变激动剂的结合。

.0002 全身性癫痫伴高热惊厥 PLUS，5 型，易感性
癫痫，特发性全身性，易感性，10，包括
癫痫，青少年肌阵挛，易感性，7，包括
GABRD, ARG220HIS
迪本斯等人（2004）在 GABRD 基因的外显子 6 中鉴定出杂合的 659G-A 转换多态性，导致蛋白质 N 端胞外域中的 arg220 到他（R220H）取代，这与不同形式的癫痫有关. 在 8.3% 的特发性全身性癫痫患者（EIG10；613060）、3.1% 的 GEFS+ 患者（见613060）和 4.2% 的对照个体中发现了多态性。一名青少年肌阵挛性癫痫患者（EJM7；见613060）是突变的纯合子。与野生型受体相比，突变杂合受体的最大电流显着降低。R220H 纯合子的受体显示出比杂合子中记录的电流幅度更大的降低。