甘氨酸转运蛋白
SLC6A9基因编码GLYT1甘氨酸转运蛋白,该转运蛋白主要位于星形胶质细胞上,对于从细胞外空间清除甘氨酸和终止甘氨酸能神经传递至关重要(Kurolap等,2016)。
细胞遗传学位置:1p34.1
基因座标(GRCh38):1:43,996,482-44,031,461
Location | Phenotype | Phenotype MIM number |
Inheritance | Phenotype mapping key |
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1p34.1 | Glycine encephalopathy with normal serum glycine | 617301 | AR | 3 |
▼ 克隆和表达
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甘氨酸转运是由2种钠依赖性载体GLYT1和GLYT2(604159)介导的,它们具有不同的组织分布。Borowsky等(1993)分离了2个甘氨酸转运蛋白变异体,它们在中枢神经系统(CNS)和周围组织中具有不同的定位,由共同的基因编码。虽然这两个cDNA的3个引物序列相同,但5个引物非编码区和N末端完全不同。GLYT1b仅在中枢神经系统的白质中发现,而GLYT1a在中枢神经系统的灰质以及外周组织的巨噬细胞和肥大细胞中发现。Borowsky等人的发现(1993)提示单个基因的组织特异性替代剪接或替代启动子的使用导致2个mRNA产物编码相似但不同的甘氨酸转运蛋白。GLYT1a mRNA的解剖学分布支持了甘氨酸作为脊髓上神经递质的出现,并表明甘氨酸可能在中枢神经系统外起化学信使的作用。
Kurolap等人在小鼠大脑中(2016)发现Glyt1基因在中枢神经系统的尾部区域高表达,已知该区域富含甘氨酸能神经元。在肝,肌肉和皮肤等周围组织中未观察到Glyt1。
▼ 基因功能
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韦斯特等(2004)发现小鼠Hmgn3(604502)在转染入小鼠肝癌细胞系后上调了Glyt1的表达。Hmgn3和Glyt1在小鼠视网膜中共表达,染色质免疫沉淀试验表明Hmgn3结合到Glyt1基因的一个区域,该区域包含Glyt1a转录起始位点。
通过酵母2杂交分析,Hanley等(2000年)确定了牛Glyt1的C末端变异体,该变异体与GABA-C受体的rho-1亚基特异性相互作用(137161)。他们还发现,Glyt1 C末端结构域的变化极大地影响了其动力学性能。
▼ 测绘
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Kim等(1994)使用同位素原位杂交将编码GLYT1 SLC6A9的基因定位到1p32-p31.3。他们还将小鼠基因定位在“ clasper”基因座附近区域的第4号染色体上。Jones等使用荧光原位杂交技术(1995)将该基因更精确地定位到1p33。
▼ 分子遗传学
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在一个15个月大的女婴,出生血缘沙特的父母,与正常血清甘氨酸(甘氨酸脑病617301),Alfadhel等(2016)在SLC6A9基因中鉴定出纯合的错义突变(S407G; 601019.0001)。通过全外显子组测序发现的突变与该家族的疾病分离。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。
Kurolap等人在来自两个无关的近亲穆斯林阿拉伯家庭的患儿中,他们患有甘氨酸脑病且血清甘氨酸水平正常(2016)在SLC6A9基因中鉴定出2个不同的纯合截短突变(601019.0002和601019.0003)。通过全外显子组测序发现了第一个家族的突变,并通过Sanger测序进行了确认。通过直接测序SLC6A9基因发现了第二个家族的突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。但是,用Glyt1抑制剂治疗的小鼠出现了CSF甘氨酸水平升高,活动减退和高渗性癫痫发作,而总血糖却没有升高。这些特征与患者中观察到的特征相似,表明SLC6A9的缺失导致甘氨酸神经传递受损,是造成神经系统疾病的原因。
▼ 动物模型
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SLCC6A9在突触N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR;请参阅138249)上维持甘氨酸的亚饱和浓度,这需要甘氨酸和谷氨酸的结合才能激活。蔡等(2004)破坏了小鼠的Glyt1基因。纯合小鼠在出生后12小时内死亡。杂合子小鼠表达Glyt1的野生型水平的50%,杂合子前脑匀浆显示Na(+)依赖性甘氨酸转运减少50%。降低的Glyt1表达增强了海马NMDAR功能和记忆力,并保护其免受感觉门控的苯丙胺破坏。
Gomeza等(2003)创造了缺乏Glyt1的小鼠。纯合的空小鼠以预期的孟德尔比率出生。然而,他们表现出严重的运动和呼吸不足,并在出生后的第一天死亡。组织学检查和中枢神经系统分析表明无明显缺陷。由于Glyt1无效的小鼠呼吸不正常,Gomeza等人(2003年)分析了来自尾髓的横切片的神经元活动。与在野生型动物的延髓切片中观察到的规律的节律性爆发相反,Glyt1缺失的延髓切片表现出较长的不活动时间和可变的间歇间隔。甘氨酸受体激动剂士的宁使呼吸活性部分恢复正常。相反,甘氨酸或GLYT1抑制剂可抑制野生型髓质切片的呼吸活动。Gomeza等(2003)得出结论,GLYT1对于调节抑制性甘氨酸受体上的甘氨酸浓度是必不可少的。
▼ 命名法
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虽然Borowsky等(1993年)将它们分离的2个变异体称为GLYT1和GLYT2,在随后的论文中(Borowsky和Hoffman,1998年),这些变异体分别称为GLYT1b和GLYT1a。
▼ 等位基因变异体(3个示例):
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.0001正常血清甘氨酸的甘氨酸脑病
SLC6A9,SER407GLY
在一个15个月大的女婴,出生血缘沙特的父母,与正常血清甘氨酸(甘氨酸脑病617301),Alfadhel等(2016)在SLC6A9基因的第9外显子9上鉴定出纯合的c.1219A-G过渡(c.1219A-G,NM_201649.3),导致在高度保守的残基处发生ser407-gly(S407G)取代。通过全外显子组测序发现的突变与该家族的疾病分离。在1000个基因组计划,Exome变异服务器或ExAC数据库或2,000个沙特控制外显子组中找不到该基因。未进行变体功能研究和患者细胞研究。
.0002正常血清甘氨酸的甘氨酸脑病
SLC6A9,5-BP DEL,928AAGTC
在一个2岁的女孩,出生血缘穆斯林阿拉伯人的父母,与正常血清甘氨酸(甘氨酸脑病617301),Kurolap等(2016)在SLC6A9基因的第6外显子中鉴定出纯合5 bp缺失(c.928_932delAAGTC,NM_201649.3),导致移码和过早终止(Lys310PhefsTer31)。该突变通过全外显子组测序发现,并通过Sanger测序证实,与该家族的疾病分离。在dbSNP,1000 Genomes Project,Exome Variant Server或ExAC数据库或300个内部对照染色体中找不到该基因。在该家庭随后怀孕的受影响胎儿中发现了相同的纯合突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。
.0003正常血清甘氨酸的甘氨酸脑病
SLC6A9,GLN573TER
在3个SIBS,出生近亲穆斯林阿拉伯父母的,与正常血清甘氨酸(甘氨酸脑病617301),Kurolap等(2016)在SLC6A9基因中鉴定出纯合的c.1717C-T过渡(c.1717C-T,NM_201649.3),导致gln573-to-ter(Q573X)取代。通过Sanger测序发现的突变与家族中的疾病分离。在dbSNP,1000 Genomes Project,Exome Variant Server或ExAC数据库或300个内部对照染色体中找不到该基因。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。