甘氨酸受体，α-1 亚基

GLRA1 基因编码甘氨酸受体的 α-1 亚基，一种配体门控氯离子通道。这种抑制性甘氨酸受体介导脊髓和中枢神经系统其他区域的突触后抑制。它是由α和β亚基组成的五聚体受体（Grenningloh 等人，1990 年）。GLRB 基因（ 138492 ） 编码受体的 β 亚基。

▼ 克隆与表达

来自人类胎儿大脑 cDNA 文库，Grenningloh 等人（1990）分离出 2 个 cDNA，编码 2 种形式的抑制性甘氨酸受体的士的宁结合亚基，α-1 和 α-2（GLRA2；305990 ）。预测的 GLRA1 的 449 个氨基酸序列显示出与大鼠 48-kD 多肽约 99% 的同一性。

▼ 基因结构

警笛等人（2006）注意到 GLRA1 基因包含 9 个外显子。

▼ 测绘

通过辐射杂交分析和原位杂交，Warrington 等人（1992）和Shiang 等人（1993）将 GLRA1 基因定位到染色体 5q33-q35。通过荧光原位杂交，贝克等人（1994）将 GLRA1 基因定位到染色体 5q32。

▼ 生化特征

拉佩等人（2008）研究了烟碱超家族的 2 个成员，即肌肉烟碱乙酰胆碱受体（ 100690 ） 和甘氨酸受体的部分激动剂，发现完全激动剂和部分激动剂的开闭反应相似，但对部分激动剂的反应受到通道仍然关闭时发生的早期构象变化（翻转）的限制。拉佩等人（2008）建议他们的观察结果对结构研究的解释和用于治疗用途的部分激动剂的设计有影响。

▼ 基因功能

在爪蟾卵母细胞和人类胚胎肾细胞中，Laube 等人（2000）发现低浓度（10 microM） 的细胞外锌增加了甘氨酸受体的开放频率和平均爆发持续时间。相比之下，较高水平的锌（50-500 microM） 主要通过降低开放频率和单通道事件的最长爆发的相对贡献来降低甘氨酸受体的开放概率。定点诱变将 GLRA1 基因中的 asp80 和 thr112 密码子分别鉴定为锌增强和抑制的重要决定因素。研究结果表明，锌通过 GLRA1 亚基细胞外 N 末端区域的特定变构高亲和力和低亲和力结合位点调节受体结合和门控循环的不同步骤。

哈钦森等人（2008）报道了一名 54 岁男性，其临床特征为伴有血清 GLRA1 自身抗体的强直和肌阵挛（PERM；见184850 ）进行性脑脊髓炎。没有恶性肿瘤的证据。临床过程是渐进的，从四肢和躯干的刺痛感和自发的剧烈抽搐开始。后来他出现上睑下垂、水平凝视麻痹、面部无力、脊柱僵硬和行走困难。积极的免疫抑制治疗导致显着改善。作者指出，GLRA1 基因的突变导致遗传性过度惊恐症（ 149400 ），其特征是过度惊吓反应。哈钦森等人（2008）假设抗 GLRA1 抗体可能会破坏脑干和脊髓中的甘氨酸能抑制。

▼ 分子遗传学

在 4 个具有常染色体显性遗传性 hyperekplexia-1（HKPX1; 149400 ） 的不同家族中，Shiang 等人（1993）在 GLRA1 基因的外显子 6 中鉴定了 2 个不同的杂合点突变（ 138491.0001 - 138491.0002 ）。

里斯等人（2001 年）描述了一个近亲交配的后代中明显散发的过度神经症病例，该后代是 GLRA1 基因（138491.0003）突变的纯合子。因此，人类惊吓病可以表现出隐性遗传和显性遗传，这取决于 GLRA1 中的突变。这类似于小鼠突变体“痉挛”的隐性遗传。

在隐性遗传的hyperekplexia 的情况下，Brune 等人（1996）发现 GLRA1 基因的外显子 1-6 缺失。受影响的孩子是近亲父母所生，这个无效等位基因是纯合子，与基因功能完全丧失一致。孩子表现出夸张的惊吓反应和明显的头部回缩抽搐，反映了残留脑干反射的去抑制。相比之下，先前与甘氨酸能机制相关的肌肉活动的本体和外部抑制不受影响。通过对该患者的研究，作者得出结论，与 Glra1 基因中隐性小鼠突变体“振荡器”中的无效突变的致死效应相比，甘氨酸受体 α-1 亚基的丢失在人类中得到了有效的补偿。

里斯等人（2001 年）分析了 22 名无关个体的 GLRA1 基因，这些个体患有过敏和过敏相关疾病，并报告了 GLRA1 中的几个新的错义突变和第一个无义点突变，其中大部分位于以前与显性、疾病分离突变相关的区域之外. 这些研究证实了一种隐性形式的hyperekplexia的存在。他们发现，一部分散发性过度神经症是由隐性 GLRA1 突变的纯合遗传或复合杂合性的一部分引起的。

▼ 动物模型

小鼠突变表型“痉挛”（spd） 作为隐性疾病遗传，在表型上与过度惊厥相似，包括惊跳反应的改变。spd 基因对应到小鼠 11 号染色体的一个区域，该区域与人类 5q21-q32 显示出广泛的同线性同源性。在研究致命的神经突变小鼠“振荡器”时，Buckwalter 等人（1994）证明该突变对应到小鼠 11 号染色体，并且与“痉挛”等位基因。他们证明了振荡器是由 Glra1 基因中的微缺失引起的。振荡器缺失导致移码，导致蛋白质高度保守的第三个细胞质环和第四个跨膜结构域的丢失。

在小鼠中，Becker 等人（1992）表明新生儿 Glra2（ 305990 ） 亚基在出生后第一周和第二周表达，随后被成人 Glra1 亚基取代。这种异构体开关是导致痉挛性小鼠和振荡小鼠在出生后第二周结束时相对较晚出现神经运动症状的原因，这些小鼠具有突变的 Glra1 亚基。

赫泽尔等人（2006）产生在 Glra1 基因中具有纯合 D80A 突变的转基因小鼠。这种取代选择性地消除了 N 端胞外结构域中锌结合的区域，并在低锌浓度下增强甘氨酸受体电流。突变的 D80A 小鼠表现出与人类过度惊厥相似的表型，具有增加的神经肌肉张力、诱发性震颤和异常步态。详细的神经生理学研究表明，突变小鼠对锥体信号传递的甘氨酸能抑制受损，对突然响亮的声学刺激的反应增加。脊髓神经元和脑干切片的体外研究表明，与野生型 Glra1 相比，在低锌浓度存在的情况下，Glra1 中的 D80A 替代选择性地抑制了锌介导的突触抑制性甘氨酸受体电流的增强。因此，突变 D80A 小鼠的表型特别是由于锌增强作用受损，而不是由于突变甘氨酸受体的减少或功能障碍。研究结果证明了锌对适当的甘氨酸能神经传递的重要性。

▼ 等位基因变体（ 15个精选示例）：

0.0001 HYPEREKPLEXIA 1，常染色体显性遗传
GLRA1, ARG271LEU
在患有遗传性 hyperekplexia-1（HKPX1; 149400 ）的大型 5 代家族的受影响成员中，最初由Ryan 等人报道（1992），Shiang 等人（1993 年）在 GLRA1 基因的外显子 6 中发现了一个杂合的 1192G-T 颠换，导致与第二个跨膜结构域相邻的胞外结构域中的 arg271-to-leu（R271L） 取代。在 50 个对照个体中未发现该突变。

拉金德拉等人（1994）证明 R271L 突变导致对甘氨酸的结合亲和力显着降低和甘氨酸激活的受体电流的敏感性降低，从而通过产生具有降低的激动剂反应性的受体来降低甘氨酸能抑制性神经传递。

.0002 高敏 1，常染色体显性遗传
GLRA1、ARG271GLN
在 3 个患有 hyperekplexia-1（HKPX1; 149400 ） 家族的受影响成员中，Shiang 等人（1993）鉴定了 GLRA1 基因的外显子 6 中的杂合 1192G-A 转换，导致与第二个跨膜结构域相邻的胞外结构域中的 arg271-to-gln（R271Q） 取代。Ryan 等人之前曾报道过其中一个家庭（1992 年）。

里斯等人（1994 年）证明了英国家庭的受影响成员中的 R271Q 突变显示出惊跳病的常染色体显性遗传。

Schorderet 等人对一名 17 岁的瑞士女孩进行了研究，该女孩在对刺激的反应中出现了多次跌倒和肌阵挛（1994）鉴定了 GLRA1 基因中的杂合 1192G-A 突变。她的姐姐和母亲也患有异常的惊跳反射。

拉金德拉等人（1994）证明 R271Q 突变导致对甘氨酸的结合亲和力显着降低和甘氨酸激活的受体电流的敏感性降低，从而通过产生具有降低的激动剂反应性的受体来降低甘氨酸能抑制性神经传递。

香等人（1995）报道了另外 5 个具有 1192G-A 突变的 hyperekplexia 家族。单倍型分析表明，这种突变至少出现了两次，可能出现了 4 次。

埃尔姆斯利等人（1996 年）在 8 名患有家族性过度焦虑症的先证者中的 2 名中发现了 R271Q 突变。

.0003 多动症 1，常染色体隐性遗传
GLRA1，ILE244ASN
Rees 等人在近亲婚姻后代的一个明显散发性惊吓病（HKPX1; 149400 ） 病例中（1994）鉴定了 GLRA1 基因中 1112T-A 颠换的纯合性，导致 ile244 到 asn（I244N） 替换。父母和 1 个无症状的姐妹都是杂合的突变，在 300 条对照染色体中没有发现。这名 22 岁的患者是威尔士吉普赛家族的 6 名儿童中的一名，他们长期反复受伤跌倒。她给出了对突然的、意想不到的刺激的过度惊吓和反复跌倒的历史。她双臂僵硬地摔倒在地，多年来身体、面部、头部和膝盖多处受伤。MRI扫描未发现异常。用氯硝西泮治疗，每天 4 毫克，她不再跌倒，可以自己上下楼梯和出门。该表型与显性亢进症无法区分。

.0004 多动症 1，常染色体显性遗传
GLRA1，TYR279CYS
Shiang 等人在 2 个分离常染色体显性遗传多发症（HKPX1；149400）的家庭中（1995）确定了 tyr279-to-cys（Y279C） 替代。

0.0005 HYPEREKPLEXIA 1，常染色体显性遗传
GLRA1、GLN266HIS
在一个患有遗传性过敏症的意大利家庭（HKPX1; 149400 ），Milani 等人（1996）鉴定了 GLRA1 基因中的突变，导致 gln266 到他的（Q266H） 氨基酸取代。

.0006 多动症 1，常染色体显性遗传
GLRA1, LYS276GLU
Elmslie 等人在一个超过 4 代的受影响成员同时患有过敏症（HKPX1; 149400 ） 和痉挛性下肢瘫痪的家庭中（1996）鉴定了 GLRA1 基因外显子 6 中的杂合 1206A-G 转换，导致 lys276 到 glu（K276E） 取代。

Seri 等人在意大利东北部一个常染色体显性遗传的惊跳病家庭中（1997）证明了 K276E 突变的杂合性。他们注意到该突变消除了 StyI 限制性位点。意大利家庭的受影响成员有典型的表现，新生儿僵硬和对听觉或触觉刺激的过度惊吓反应。

.0007 多动症 1，常染色体显性遗传
GLRA1，PRO250THR
Saul 等人在一个以超神经症（HKPX1；149400）为主的谱系中（1999）鉴定了 GLRA1 基因中的突变，导致 pro250 到 thr（P250T） 取代。预测该突变位于连接成熟 α-1 多肽跨膜区 M1 和 M2 的细胞质环中。重组表达后，同源突变亚基通道显示出最大全细胞氯化物电流的强烈减少和脱敏的改变，这与脱敏恢复时间延长一致。

.0008 多动症 1，常染色体隐性遗传
GLRA1，1-BP DEL，601C
Rees 等人在一个偶发的 hyperekplexia（HKPX1; 149400 ）病例中（2001）鉴定了 GLRA1 基因中 2 个突变的复合杂合性：母体传递 1-bp 缺失的 C 从 GLRA1 基因外显子 4 的核苷酸 601-605 处的 4 个 Cs 运行，导致截短的 GLRA1 多肽，和外显子 5A 中 830A-G 转换的父系传递，导致 met147 到 val（M147V） 氨基酸变化（ 138491.0009）。突变导致无效的母体转录物和代表甘氨酸受体α-1亚基多肽的唯一贡献者的父本转录物。电生理反应无法证明野生型和 M147V 全细胞浓度反应曲线之间的差异，表明配体结合和宏观离子通道功能不受突变的影响。然而，该患者中 830A-G 和 601delC 的复合杂合性与过度惊恐症的发作有关，而任一突变的父母和同胞携带者均无症状。

.0009 多动症 1，常染色体隐性遗传
GLRA1，MET147VAL
讨论Rees 等人的 GLRA1 基因中的 meta147-to-val（M147V） 突变，该突变在偶发性过敏症（HKPX1; 149400 ）病例中以复合杂合状态发现（2001），见138491.0008。

.0010 高敏 1，常染色体隐性遗传
GLRA1, TYR202TER
里斯等人（2001 年）观察到一名患有过度睡眠症（HKPX1；149400）和 GLRA1 基因外显子 5B 中的 986C-A 颠换纯合性的患者，导致 tyr202-to-ter（Y202X） 过早终止密码子。这是第一次报告的无义突变发生率和第二次无效 GLRA1 基因型，第一次由Brune 等人描述（1996）基于删除。巴基斯坦父母是近亲和杂合子携带者。该家族证实，与鼠模型振荡器相比，人类甘氨酸受体介导的神经传递的完全丧失不是致命的（Buckwalter 等，1994）。

.0011 HYPEREKPLEXIA 1，常染色体显性遗传
GLRA1、VAL260MET
德尔朱迪斯等人（2001 年）在一个患有过敏症的意大利家族（HKPX1；149400）中鉴定了 GLRA1 基因的外显子 6 中的 1158G-A 转换。该突变以杂合子状态存在于指示患者中，该患者是一名 12 个月大的男孩，患有肌肉张力亢进和过度的惊吓反应，而他的父亲在婴儿早期曾遭受异常的惊吓反应和“某种僵硬”。该突变导致成熟多肽高度保守的M2跨膜结构域中心附近出现val260-to-met（V260M） 取代。该位置暗示了改变离子通道特性的作用。在 150 名意大利对照中未发现该突变。

.0012 多动症 1，常染色体隐性遗传
GLRA1、SER231ARG
Humeny 等人在一个明显散发的惊吓病病例（HKPX1; 149400 ） 中（2002）鉴定了 GLRA1 基因外显子 7 中 1073C-G 颠换的纯合性，导致跨膜区 TM1 中的 ser231-to-arg（S231R） 取代。患者是 6 岁的儿子，其父母显然是伊朗血统的健康近亲。父母和 1 名无症状的姐妹都是 S231R 突变的杂合子。先证者出现夜间全身性抽搐，出生时伴有短促和轻微颤抖，在 6 岁时表现出肌肉本体感觉反射增加、头部收缩抽搐过度、肌阵挛、不协调步态障碍和轻度智力迟钝。通过免疫印迹的功能分析表明，与野生型相比，用突变体转染的细胞的膜组分中受体表达显着降低，并且用突变质粒转染的细胞显示出最大电流的强烈降低。转染细胞的共聚焦激光扫描显微镜显示野生型受体主要定位在质膜中，而突变受体主要分布在细胞内。观察结果表明，隐性表型可能是纯合状态下功能受体急剧丧失的结果。

.0013 多动症 1，常染色体隐性遗传
GLRA1，170 KB 删除
在 2 个近亲土耳其库尔德家庭的受影响成员中，患有过敏症（HKPX1; 149400 ），Siren 等人（2006）鉴定了一个 170 kb 纯合缺失，从 GLRA1 基因起始密码子上游 93 kb 开始，包括外显子 1 至 7。缺失断点被确定为与Gilbert 等人报道的相同（2004 年）在另一个受影响的土耳其库尔德家庭。警笛等人（2006）提出了创始人效应。

.0014 多动症 1，常染色体显性遗传
GLRA1、SER296TER
Bellini et al.在一个患有过敏症（HKPX1; 149400 ）的男孩中（2007）鉴定了 GLRA1 基因外显子 7 中的从头 1267C-A 颠换，导致跨膜 3 结构域中的 ser296-to-ter（S296X） 取代。HEK293 细胞中的功能表达研究表明，突变蛋白不能引发氯电流。与野生型蛋白的共表达导致较小的电流，表明突变蛋白的显性负效应。研究结果表明突变蛋白表达并离开内质网，但与正常亚基相互作用以抑制正常的GLRA1通道功能。

.0015 多动症 1，常染色体显性遗传
GLRA1、SER267ASN
Becker 等人在患有过敏症（HKPX1; 149400 ）的父子中（2008）鉴定了 GLRA1 基因外显子 7 中的杂合 1180G-A 转换，导致跨膜 2 中的 ser267 到 asn（S267N） 取代，接近甘氨酸通道的细胞外开口。儿子在出生后不久就发病，而父亲的表型较晚，发病较晚。体外功能表达研究表明，突变通道与野生型通道具有相似的最大电流，但对甘氨酸的亲和力显着降低。在用突变型和野生型通道共转染的细胞中，甘氨酸亲和力降低了约 2.3 倍。对其他激动剂（包括牛磺酸和丙氨酸）的测试也显示与突变通道的结合减少，导致这些激动剂转化为功能性拮抗剂。乙醇对突变通道的调节也减少了。