发育性和癫痫性脑病 62; 钠电压门控通道，α 子单元 3

SCN3A 基因编码电压门控钠通道 Na（v）1.3 的 α 亚基，显示出快速激活和失活（Vanoye 等人的总结，2014 年）。

来自中枢神经系统的电压门控钠通道由一个大的成孔 α 亚基组成，例如 SCN3A，与较小的辅助亚基相关（参见 SCN1B，600235）（Chen 等人，2000）。

▼ 克隆与表达

艾哈迈德等人（1992）通过筛选钠通道 α 亚基特异性克隆的存在，从人类大脑皮层文库中分离出 2 个 cDNA。其中一个克隆与大鼠脑钠通道 II 具有最大的同源性。第二个克隆编码了不同的钠通道亚型，可能是 III 型通道。

通过使用基于大鼠钠通道 cDNA 的引物对额极 mRNA 进行 RT-PCR，然后筛选人类小脑 cDNA 文库，Chen 等人（2000）克隆 SCN3A。推导出的 1,951 个氨基酸蛋白包含 24 个跨膜结构域。Northern印迹分析检测到约9.5 kb的转录本，在脑中有强表达，在心脏中表达较弱，而在胎盘、肺、肝、肾或胰腺中无表达。在骨骼肌中也发现了一个约 7.5 kb 的强条带。在特定脑区，SCN3A在小脑和额叶中表达最高，在杏仁核、尾状核、海马、黑质、延髓和枕极中表达中度，在丘脑底核、丘脑、大脑皮层、颞叶、和壳核，在胼胝体和脊髓中无表达。

通过 EST 数据库分析、3-prime RACE 和人类 cDNA 文库的远程 PCR，Kasai 等人（2001）克隆的 SCN3A 剪接变体在包含或排除 5 素非编码外显子、选择大小相同的外显子 6A 或 6N 以及包含或排除编码外显子 12b 方面不同。带有和不带有外显子 12b 的转录本分别编码 1,983 和 1,951 个氨基酸的蛋白质。在淋巴细胞和胎儿脑 cDNA 文库中检测到含有外显子 6N 的转录本，在成人脑中发现含有 6A 的转录本。在淋巴细胞、胎儿大脑和成人大脑文库中检测到含有外显子 12b 的转录本，但在人胎儿耳蜗中未检测到 SCN3A 表达。

▼ 基因功能

陈等人（2000）发现 SCN3A 在中国仓鼠卵巢细胞中的稳定表达导致强大的内向钠电流。SCN3A 的电压依赖性和激活/失活动力学与 SCN2A（ 182390 ）相似。然而，SCN3A 在更多的超极化电位下失活，并且比 SCN2A 从失活中恢复得更慢。当在人胚肾细胞中表达时，SCN3A 产生的电流具有显着的持续成分，类似于大鼠 II 型通道所报道的电流；然而，与 II 型通道不同，即使没有共表达的 G 蛋白，持久性成分也很突出。

瓦诺耶等人（2014 年）在表达野生型 SCN3A 的细胞中没有观察到大的持续钠电流，使用外显子 5A 剪接变体在位置 208 处具有天冬氨酸，而不是在位置 208 处具有丝氨酸的外显子 5N。两种变体的额外体外比较表明它们具有相似的持续电流，这表明大持续电流不是 Na（v）1.3 通道的固有特性。

▼ 基因结构

葛西等人（2001）确定 SCN3A 基因跨越约 120 kb 并具有 30 个外显子，包括非编码替代第一外显子、替代外显子 6 和替代外显子 12b。

▼ 测绘

在小鼠中通过脉冲场凝胶电泳进行物理绘图，Malo 等人（1991）证明 Scn2a 和 Scn3a 基因分别编码 II 型和 III 型钠通道 α 亚基异构体，它们在物理上是相连的，并且最大距离为 600 kb。II 型基因在小鼠和人类中都位于第 2 号染色体上；因此，人体内的 SCN3A 必须位于 2 号染色体上。通过人-仓鼠体细胞杂交的研究，这两个基因都被定位到了人 2 号染色体上。使用源自第二个 cDNA 的引物进行的 PCR 用于定位基因，该基因可能是 SCN3A。

通过原位杂交，两个基因都定位到2q23-q24.3。马洛等人（1994 年）在人/啮齿动物体细胞杂交面板上使用 PCR 将 SCN3A 基因对应到 2 号染色体，100% 一致。通过荧光原位杂交，他们将 SCN3A 基因定位到染色体 2q24-q31。

葛西等人（2001）报道人类 SCN3A 基因对应到染色体 2q24。SCN2A 和 SCN3A 基因是头对头的，相隔 40 kb。

▼ 分子遗传学

具有可变病灶的家族性局灶性癫痫 4

Vanoye 等人在 4 名具有可变 foci-4（FFEVF4; 617935 ）的家族性局灶性癫痫的无关患者中（2014）在 SCN3A 基因中鉴定了 4 个不同的杂合错义突变（参见，例如，182391.0001 - 182391.0003）。在 179 名 SCN1A 突变阴性的儿童局灶性癫痫患者中，通过 SCN3A 基因的基因筛查发现了这些突变（182389）基因。没有家庭成员可供研究，因此无法分析遗传模式和/或隔离。体外功能表达研究表明，突变导致通道功能的可变缺陷，只有一些突变改变了激活和/或失活动力学。然而，所有突变导致在缓慢的去极化电压斜坡期间内向电流增加，表明通道功能障碍能够增强对亚阈值去极化输入的响应并促进超兴奋网络。扎曼等人（2018）注意到Vanoye 等人确定的所有变体（2014）在 ExAC 数据库中的发现频率较低，可能导致通道功能的细微变化或可能充当风险等位基因。

Lamar 等人在一名患有 FFEVF4 的 2 岁女孩中（2017）在 SCN3A 基因（L247P; 182391.0004 ）中发现了一个从头杂合错义突变。该突变是通过外显子组测序发现的，并通过 Sanger 测序确认。体外功能表达研究表明，由于细胞表面突变 SCN3A 的显着减少，突变通道没有可检测到的钠电流，这表明突变导致了转移缺陷。预计细胞表面较少的通道会降低内向电流的幅度，这可能有助于疾病的发病机制。研究结果与功能丧失效应一致。

发育性和癫痫性脑病 62

在 4 名发育性和癫痫性脑病 62（DEE62; 617938 ）无关的患者中， Zaman 等人（2018）在 SCN3A 基因中发现了 3 个不同的从头杂合错义突变（ 182391.0005 - 182391.0007 ）。这些突变是通过外显子组测序发现的，并通过 Sanger 测序确认。全细胞电压钳电生理记录显示，与对照组相比，突变通道的缓慢失活/非失活持续电流增加，与功能增益效应一致。此外，还有 2 个变体（I875T、182391.0005和 P1333L、182391.0006）导致激活的电压依赖性向超极化电位的左移。预计这两种机制都会增加神经元的兴奋性。I875T 变异的两名患者都有多小脑回。体外研究表明，抗癫痫药物拉考沙胺和苯妥英可选择性地阻断异常电流。扎曼等人（2018 年）指出，SCN3A 在胚胎脑中高度表达，在啮齿动物中表达低或无法检测到，这可以解释为什么这种脑病出现在婴儿早期。

▼ 动物模型

拉马尔等人（2017）发现与野生型相比，杂合 Scn3a +/- 小鼠大脑中的 Scn3a mRNA 和蛋白质水平降低。突变小鼠对诱发癫痫发作的易感性增加，但没有表现出自发性癫痫发作。杂合子小鼠也表现出运动活动和运动学习的缺陷。一些突变小鼠表现出局灶性皮质异常，包括皮质分层和内陷的破坏。

▼ 等位基因变体（ 7个精选示例）：

.0001 癫痫，家族性病灶，具有可变病灶 4
SCN3A、ARG357GLN
Vanoye et al.在一个患有家族性局灶性癫痫和可变病灶 4（FFEVF4; 617935 ）的男孩中（2014）鉴定了 SCN3A 基因中的杂合突变，导致结构域 1 的孔区域中高度保守的残基发生 arg357 到 gln（R357Q）取代。作者指出，核苷酸编号对应于主要的 SCN53A 同种型，即包括外显子 5 成人（5A）和外显子 12v1（646 bp）剪接变体（NM_001081676.1），尽管它们不包括导致 R357Q 替换的核苷酸变化。突变是通过外显子组测序发现的；父母 DNA 不可用于研究。在 Exome Variant Server 或 590 条对照染色体中未发现该突变。扎曼等人（2018）注意到在 ExAC 数据库中以低频率发现 R357Q 突变。

.0002 癫痫，家族性病灶，具有可变病灶 4
SCN3A、ASP766ASN
Vanoye et al.在一个患有家族性局灶性癫痫和可变病灶 4（FFEVF4; 617935 ）的男孩中（2014 年）鉴定了 SCN3A 基因中的杂合突变，导致跨膜 α 螺旋细胞内面高度保守的残基处发生 asp766 到 asn（D766N）取代。作者指出，核苷酸编号对应于主要的 SCN53A 同种型，包括外显子 5 成人（5A）和外显子 12v1（646 bp）剪接变体（NM_001081676.1），尽管它们不包括导致 D766N 替换的核苷酸变化. 突变是通过外显子组测序发现的；父母 DNA 不可用于研究。在 Exome Variant Server 或 590 条对照染色体中未发现该突变。扎曼等人（2018）注意到他们称为 D815N 的这种变体在 ExAC 数据库中的发现频率较低。

.0003 癫痫，家族灶性，具有可变灶 4
SCN3A，MET1323VAL
Vanoye 等人在患有可变病灶 4（FFEVF4; 617935 ）的家族性局灶性癫痫患者中（2014 年）在 SCN3A 基因中发现了一个杂合突变，导致跨膜片段 5 和结构域 2 的孔区域之间的细胞外接头中的一个保守残基发生 met1323-to-val（M1323V）取代。作者指出，核苷酸编号对应于主要的 SCN53A 同种型，包括外显子 5 成人（5A）和外显子 12v1（646 bp）剪接变体（NM_001081676.1），尽管它们不包括导致 M1323V 替换的核苷酸变化。突变是通过外显子组测序发现的；父母 DNA 不可用于研究。在 Exome Variant Server 或 590 条对照染色体中未发现该突变。扎曼等人（2018）指出，他们称之为 M1372V 的这种变体在 ExAC 数据库中的频率较低。

.0004 癫痫，家族性病灶，具有可变病灶 4
SCN3A、LEU247PRO
在一个 2 岁女孩患有家族性局灶性癫痫伴可变病灶 4（FFEVF4; 617935 ），Lamar 等人（2017）鉴定了 SCN3A 基因中的从头杂合突变，导致结构域 1 中 S5 跨膜片段的细胞质面的高度保守残基处发生 leu247 到 pro（L247P）取代。通过外显子组测序发现的突变并通过 Sanger 测序确认，在 Exome Variant Server 或 ExAC 数据库中未发现。体外功能表达研究表明，由于细胞表面突变 SCN3A 的显着减少，突变通道没有可检测到的钠电流，这表明突变导致了转移缺陷。预计细胞表面较少的通道会降低内向电流的幅度，这可能有助于疾病的发病机制。研究结果与功能丧失效应一致。

.0005 发展性和癫痫性脑病 62
SCN3A, ILE875THR
在 2 例发育性和癫痫性脑病 62（DEE62; 617938 ）无关的患者中， Zaman 等人（2018）在 SCN3A 基因中发现了一个从头杂合的 c.2624T-C 转换，导致 D2 的 S4-S5 接头中高度保守的残基处发生 ile875 到 thr（I875T）取代。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库中未发现。患者在 2 周龄时出现多灶性癫痫发作。除了癫痫发作外，两名患者的脑成像都有多小脑回。

.0006 发展性和癫痫性脑病 62
SCN3A、PRO1333LEU
在患有发育性和癫痫性脑病 62（DEE62; 617938 ）的患者中，Zaman 等人（2018 年）在 SCN3A 基因中发现了一个从头杂合 c.3998C-T 转换，导致 D3 的 S4-S5 接头中高度保守的残基处的 pro1333-to-leu（P1333L）取代。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库中未发现。患者在出生的第一天就开始癫痫发作。脑电图显示多灶性放电和高节律失常。

.0007 发展性和癫痫性脑病 62
SCN3A、VAL1769ALA
在患有发育性和癫痫性脑病 62（DEE62; 617938 ）的患者中，Zaman 等人（2018 年）在 SCN3A 基因中发现了一个从头杂合的 c.5306T-C 转换，导致 D4 的 S6 片段中高度保守的残基处发生 val1769 到 ala（V1769A）取代。通过外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变在 Exome Variant Server 或 gnomAD 数据库中未发现。患者在出生后第一年出现与多灶性放电相关的癫痫发作。