婴儿帕金森氏肌张力障碍

由SLC6A3基因编码的多巴胺转运蛋白（DAT）介导突触中多巴胺的主动再摄取，并且是多巴胺能神经传递的主要调节剂。SLC6A3基因已与人类疾病有关，例如帕金森氏症，图雷特综合症和药物滥用（Vandenbergh等，1992）。

细胞遗传学位置：5p15.33
基因座标（GRCh38）：5：1,392,793-1,445,439

▼ 克隆和表达
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范登伯格（Vandenbergh）等（1992）克隆的cDNA编码人DAT1基因的完整编码序列和3-prime非翻译序列。

Kurian等（2009）指出SLC6A3包含12个跨膜结构域，在第一个和第六个结构域中有螺旋解链区域。细胞外和细胞内环包括螺旋部分E2，E3，E4A，E4B，I1和I5。成熟的糖基化DAT的分子量为85 kD，未成熟的非糖基化DAT的分子量为55 kD，不能像成熟蛋白那样有效地转运多巴胺。

Navaroli等（2011年）报道，DAT在C末端附近具有内吞信号，可调节基础蛋白激酶C和蛋白激酶C（PKC；参见176960）增强的DAT内部化。免疫组织化学分析显示，大鼠Dat定位于质膜病灶，与PC12嗜铬细胞瘤细胞中的脂筏和非筏微域相对应。

▼ 基因功能
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通过对人黑质黑质cDNA文库的酵母2杂交分析，Navaroli等（2011）发现小GTPase RIN（RIT2; 609592）与人DAT的分离的C末端胞吞信号相互作用。用人DAT转染的PC12细胞进行的免疫共沉淀和蛋白质下拉试验表明DAT和Rin之间存在直接相互作用。Rin没有与SLC6转运蛋白家族的其他成员互动。在转染的PC12细胞中，DAT与Rin共定位于质膜病灶，主要位于脂质筏上。佛波酯诱导的PKC活化增强了DAT-Rin的相互作用，随后将它们解离和DAT内在化为内吞小泡。缺少C末端内吞信号的DAT突变体或缺少GTPase活性的Rin突变体都不会发生这些作用。通过短发夹RNA敲除Rin可完全抑制PKC诱导的DAT内在化。

▼ 基因结构
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SLC6A3基因包含15个外显子，全长约60 kb（Vandenbergh等，1992）。

▼ 测绘
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通过原位杂交和通过PCR扩增啮齿动物/人体细胞杂交DNA，Vandenbergh等（1992）和Giros等（1992）将SLC6A3基因定位到5p15.3染色体上。

Lossie等（1994）通过种间回交的连锁分析将小鼠Dat1同源物定位于15号染色体。

Gelernter等（1995）证明了SLC6A3基因和先前对应到远端染色体5p的几个标记之间的紧密联系。

▼ 生化特征
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晶体结构

周等（2007）确定了细菌亮氨酸转运蛋白（LeuT），SERT（182138），NET（163970）和DAT 的同系物与亮氨酸和抗抑郁药地昔帕明的复合物的晶体结构为2.9埃。Desipramine在转运蛋白细胞外腔的内端结合，并通过发夹环和盐桥固定在适当位置。该结合位点通过转运蛋白的细胞外门与亮氨酸结合位点分开。通过直接锁定门，地昔帕明可防止构象变化并阻止底物转移。在人类SERT和DAT上进行的诱变实验表明，地昔帕明结合位点及其抑制机制在人类神经递质转运蛋白中可能是保守的。

▼ 分子遗传学
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范登伯格（Vandenbergh）等（1992）等人在DAT1基因的3个主要非翻译区域中鉴定出40 bp的可变数目串联重复序列（VNTR）多态性，其重复拷贝数为3至11。

Byerley等（1993）证明了与DAT1基因有关的VNTR多态性。Doucette-Stamm等（1995）建立了40bp VNTR多态性的等位基因频率。黑人美国人与高加索人或西班牙裔美国人之间存在差异，但高加索人和西班牙裔美国人之间没有差异。在所有3个人群中均检测到先前未报告的等位基因。

与注意力缺陷多动障碍相关

注意缺陷多动障碍（ADHD；143465）在某些情况下可能是遗传性的。一些多动症患者对抑制多巴胺转运蛋白的药物有反应，包括哌醋甲酯，苯丙胺，匹莫林和安非他酮。Cook等（1995年）使用基于单体型的单体型相对危险度（HHRR）方法测试了DAT1位点的VNTR多态性与49例ADHD之间的关联。还研究了8例未分化的注意缺陷障碍（UADD）。所有病例均由父亲，母亲和受影响的后代组成的三人组进行研究。HHRR分析显示ADHD / UADD与480 bp DAT1等位基因之间存在显着关联。当从分析中删除UADD案例时，发现了相似的结果。Cook等（1995） 提示DAT1的分子分析可能会鉴定出增加对该疾病易感性的突变，而对此类突变的生化分析可能会导致开发更有效的治疗措施。

吉尔等（1997）发现多动症和480 bp DAT1 VNTR等位基因之间的显着关联。吉尔等（1997年）报道单卵双卵和双卵双卵的多动症一致性率分别为81％和29％。

Waldman等（1998）使用4种分析策略来检查DAT1基因与ADHD的关联和联系。该研究小组包括122名因行为和学习问题而转诊至精神病学诊所的儿童及其父母和同胞，包括但不限于ADHD。使用遗传不平衡测试（TDT）对连锁不平衡进行家族内分析，确认480 bp DAT1等位基因为高风险等位基因。在家庭之间的关联分析中，多动冲动症状的水平而不是无神注意的症状与DAT1高风险等位基因的数量有关。DAT1高风险等位基因数目不一致的同胞在冲动性冲动症状和注意力不集中症状的水平上有显着差异，因此高风险等位基因数目较多的同胞具有较高的症状水平。使用TDT进行的家庭内连锁不平衡分析表明，ADHD与DAT1之间存在关联和连锁关系，并且这种关系在合并但不专心的亚型中尤为明显。该发现被认为代表了候选基因与儿童精神病的首批重复关系之一。

卡恩等（2003年）发现只有在产妇产前吸烟的情况下，480 bp DAT等位基因的纯合性与多动冲动和对立行为之间存在显着关联。他们强调了将环境辅助因子纳入多动症基因研究的重要性。

兰利等（2005年）使用基于家庭的关联方法，在263个亲子先证三重奏中测试了DAT1 3-prime VNTR和3个推定的DAT1启动子SNP与ADHD的关联。没有发现与任何启动子区域SNP或VNTR相关的证据。单倍型分析也没有意义，并且在VNTR和对兴奋药物的反应之间未发现关联。通过对263例病例和287例对照的VNTR进行病例对照分析，与所有其他等位基因组合相比，重复10次的等位基因没有显着相关性。

冯等（2005）研究了DAT1 3-prime UTR是否通过对178个ADHD家族样本中VNTR区周围的DNA变异进行基因分型来促进ADHD。除了VNTR之外，变异还包括MspI多态性（rs27072），据报道会影响DAT1表达水平的DraI TC转变和BstUI多态性（rs3863145）。他们发现MspI SNP的G等位基因和ADHD（P = 0.009）之间存在关联，但与VNTR多态性或BstUI多态性等位基因没有关联，并且他们没有观察到DraI SNP。冯等（2005年） 通过直接测序来筛选VNTR区，以确定重复序列中是否存在其他可能与ADHD相关的变体，并且在所筛选的先证者中，对于10或9重复等位基因，VNTR区中没有变异。

在台湾的ADHD样本和英语的ADHD样本中，Brookes等人均如此（2006）确定与DAT1 3-prime UTR VNTR和新型DAT1内含子8重复多态性的关联。在两个人群中，由2个重复多态性组成的风险单倍型也与ADHD相关，作者发现英语样本中的风险单倍型与孕期孕妇饮酒之间存在显着的相互作用。

Hebebrand等（2006年）没有发现102个德国家庭中有2个或更多后代且符合ADHD诊断标准的ADHD与DAT1 VNTR之间存在关联。

Cheuk等（2006年）研究了香港中国儿童（64名ADHD病例，包括52个男孩和12个女孩，他们的家庭和64个性别匹配的正常对照）中DAT1 VNTR与ADHD之间的关联。患者被诊断为多动症合并型，冲动型或注意力不集中的亚型。10重复等位基因（92.6％）和10/10（85.2％）重复基因型最为普遍。基于家庭和病例对照的分析均未显示DAT1多态性与ADHD之间存在关联。

动物研究表明，物质依赖性（例如酒精中毒）的发展与纹状体和边缘系统中的多巴胺能活动有关（Tiihonen等，1995）。几项遗传研究表明，DRD2（126450）位点的等位基因A1 与多巴胺受体2的密度和酒精中毒有关。Tiihonen等（1995）研究人员使用碘-123标记的β-CIT作为示踪剂，利用单光子发射计算机断层扫描（SPECT）在19个健康对照，19个习惯性冲动性暴力酒精中毒和10个非暴力性酒精中毒中研究了纹状体多巴胺再摄取位点。盲定量分析显示，非暴力酗酒者的纹状体多巴胺转运蛋白密度显着低于健康对照组（P小于0.001），而暴力酗酒者的多巴胺转运蛋白密度略高于对照组（P小于0.10）。Goldman（1995）建议下一步是寻找可能影响酒精中毒和其他精神疾病的DAT1基因的遗传变异。

与抽动秽语综合征相关

在加拿大大型门诺石系谱中，由于图雷特综合症而被隔离（137580）（Kurlan等，1986），Gelernter等（1986）（1995）排除了与SLC6A3的联系。他们谨慎地指出，但是，这些结果并未排除多巴胺转运蛋白与其他基因座组合在影响Tourette综合征风险中的作用。

与吸烟相关

多巴胺能基因可能是对吸烟的遗传影响的候选者（188890）。Lerman等（1999年）和Sabol等（1999）报道了DAT1多态性的等位基因9，SLC6A3 * 9（126455.0001）和吸烟状态之间的关联。而莱尔曼等。Sabol等人（1999年）报道了SLC6A3 * 9等位基因与吸烟不足，吸烟开始较晚和戒烟时间长有关（1999年）报告指出，SLC6A3 * 9与吸烟状态之间的显着关联是由于对戒烟的影响而不是起因。SLC6A3 * 9多态性也与寻求新颖性得分低有关，这是戒烟最重要的人格相关因素。

与双相情感障碍相关

Greenwood等（2001年）报道了在50个亲子先证者三重奏的样本中DAT1与双相情感障碍（MAFD1; 125480）之间存在关联的证据。使用传输不平衡测试（TDT），他们显示了DAT1基因的3个主要区域（外显子9至外显子15）中由5个SNP组成的单倍型与双相情感障碍之间的关联（等位基因TDT经验P = 0.001；基因型TDT经验值P = 0.0004）。Greenwood等（2006年）在先前研究的50个亲子先证三重奏和一组孤立的70个亲子先证三重奏中，共分析了22个SNP。使用TDT分析，发现2个孤立样本中的1个中有一个内含子8 SNP和一个内含子13 SNP与双相情感障碍有中等程度的关联。在5个相邻SNP的滑动窗口中所有22个SNP的单倍型分析显示，两个样品均与内含子7和8内含子附近区域相关（同一窗口的经验P值分别为0.002和0.001）。Greenwood等人观察到的单体型嵌段结构（2001）在这个新的样品中得到了证实，具有更高的分辨率，可以区分基因中间的第三个单倍型。

婴儿帕金森病-肌张力障碍1

Kurian等人 通过连锁分析，然后对近亲巴基斯坦小儿帕金森病-肌张力障碍（PKDYS1; 613135）进行候选基因测序（2009）确定了SLC6A3 基因中的纯合突变（L368Q；126455.0002）。来自第二个家庭的类似感染的个体具有不同的纯合突变（P395L；126455.0003）。体外功能表达研究表明，两种突变蛋白都没有多巴胺摄取活性。

在8位无关的多巴胺转运蛋白缺乏综合征患者中，Kurian等人（2011）在SLC6A3基因中鉴定出纯合或复合杂合突变（参见，例如126455.0005至126455.0007）。没有患者共享突变，表明没有突变热点。在HEK293细胞中进行的体外功能表达研究表明，该突变导致转运蛋白功能丧失，并降低了正常蛋白质的表达。所有婴儿早期均出现复杂的运动障碍，包括运动过低和运动过快。没有有效的治疗方法，几名患者在青少年时期死亡。

Puffenberger等人通过纯合作图，然后对门诺族家族的外显子组测序，该门诺族家族中有两个姐妹患有婴儿性帕金森病-肌张力障碍（2012）确定了SLC6A3基因的纯合剪接位点突变（126455.0004）。

▼ 动物模型
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Giros等（1996年）发现，尽管主要的适应性改变（例如神经递质和受体水平降低），对小鼠Dat1基因的破坏仍导致自发性超运动。在纯合子无效的小鼠中，多巴胺在细胞外空间的持续时间至少长100倍，为高多巴胺能表型提供了生化解释，并证明了DAT1在调节神经传递中的关键作用。作者指出，多巴胺转运蛋白是可卡因和苯丙胺的强制性靶标，事实证明，这些精神刺激剂对缺乏转运蛋白的小鼠的运动活性或多巴胺释放和摄取没有影响。Giros等（1996）注意到敲除小鼠的高多巴胺能表型与精神分裂症患者的某些阳性症状之间存在相似之处。作者还推测，用高亲和力抑制剂特异性阻断DAT1可能对帕金森病（见168600）等疾病有效，多巴胺的有效水平显着降低。

Gainetdinov等（1999年）继续吉罗斯等人的研究（1992），这表明缺乏编码质膜多巴胺转运蛋白的基因的小鼠多巴胺能基调升高，并且活跃。他们发现，暴露于新环境会加剧这种活动。此外，这些小鼠的空间认知功能受损，并且它们对精神刺激药的反应显示运动减少。精神兴奋剂的这种自相矛盾的镇静效果取决于5-羟色胺能神经传递，并强调了5-羟色胺和多巴胺系统相对平衡对于正常运动活动的重要性。DAT基因敲除小鼠与ADHD个体之间的相似之处表明，共同的机制可能是其某些行为和对精神兴奋剂反应的基础。

Sotnikova等（2006）使用Dat-null小鼠和酪氨酸羟化酶的药理学抑制作用开发了一种严重多巴胺缺乏症的新型急性小鼠模型。多巴胺缺乏症的Dat-null小鼠（DDD）表现出严重的运动障碍，僵硬，震颤和上睑下垂，类似于帕金森病患者的行为。有趣的是，DDD小鼠能够在水中游泳，表明某些运动和状况可以孤立于多巴胺而发生。多巴胺激动剂（例如L-DOPA）可暂时恢复DDD小鼠的运动，而苯丙胺衍生物在减少DDD小鼠的运动异常方面显示出有效性。Sotnikova等（2006年）指出，DDD小鼠模型提供了独特的机会来筛选潜在的治疗帕金森氏病的治疗剂。

Hejjas等人使用计算机搜索，然后进行PCR（2007年）确定了4种犬种和欧洲灰狼多巴胺能系统基因中的VNTR多态性。DRD4（126452），DBH（609312）和DAT基因的多态性与注意力缺陷有关，但与活动冲动性无关，在比利时特尔维伦人（Belgian Tervuerens）中，该品种几乎已鉴定出所有遗传变异。

▼ 等位基因变异体（7个示例）：
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.0001烟碱依赖性，反保护
SLC6A3，9重复VNTR
Lerman等（1999年）报道了SLC6A3基因的等位基因9（SLC6A3 * 9），包含40个碱基对的3引物VNTR的9个重复的多态性与吸烟，缺乏吸烟，晚期吸烟以及尝试戒烟的时间之间存在关联（参见188890）。与吸烟风险的关联已通过DRD2（126450）基因型进行了修改，从而使同时携带SLC6A3 * 9和DRD2-A2的个体的吸烟风险降低了50％。Sabol等（1999年）通过研究不吸烟者，现吸烟者和前吸烟者的不同人群中的1,107个人的吸烟行为和性格特征，扩展了这项研究。确认SLC6A3 * 9与吸烟状态之间存在显着关联，这是由于对戒烟的影响而不是起因。SLC6A3 * 9多态性也与寻求新颖性得分低有关，这是戒烟最重要的人格相关性。Sabol等（1999）假设携带SLC6A3 * 9多态性的个体已经改变了多巴胺的传递，从而减少了他们对新颖性和外部刺激（包括香烟）的奖励的需求。Sabol等（1999年）研究发现携带SLC6A3 * 9等位基因的人戒烟的可能性是缺乏这种多态性的人的1.5倍。结果支持了Lerman等人的发现（1999年） SLC6A3与当前吸烟者先前戒烟尝试时间之间的关联。

.0002帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，LEU368GLN
Kurian等在2个患巴基斯坦近亲的婴儿帕金森病-肌张力障碍（PKDYS1；613135）中受到影响（2009年）在SLC6A3基因的第8外显子中发现了纯合的1103T-A转化，导致跨膜结构域7中高度保守的残基中朝向蛋白质表面外部的leu368-gln（L368Q）取代。HEK293细胞中的体外功能性表达分析表明，L368Q突变型DAT没有多巴胺重摄取活性。对可卡因类似物的结合亲和力接近正常，但在L368Q突变体中多巴胺抑制可卡因类似物结合的能力大大降低，表明多巴胺结合亲和力降低。突变蛋白还导致成熟糖基化DAT的大量减少，这可能削弱了转运功能。在来自亚洲个体的544个等位基因或来自欧洲后裔的个体的438个等位基因中未鉴定出该突变。

.0003帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，PRO395LEU
在欧洲血统的血缘关系密切的父母出生的婴儿中，患帕金森氏病-肌张力障碍（PKDYS1; 613135），Kurian等人（2009年）在SLC6A3基因的第9外显子中发现了纯合的1184C-T过渡，导致E4B环的高度保守残基中靠近跨膜结构域8的pro395到leu（P395L）取代。HEK293细胞的体外功能性表达分析表明，P395L突变蛋白没有多巴胺重摄取活性。在P395L突变体中，对可卡因类似物的结合亲和力接近正常，而多巴胺抑制可卡因类似物的结合力也接近正常，表明对多巴胺结合亲和力没有影响。突变蛋白确实导致成熟糖基化DAT的大量减少，这可能削弱了转运功能。在来自亚洲个体的544个等位基因或来自欧洲后裔的个体的438个等位基因中未鉴定出该突变。

.0004帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，IVS9DS，GT，+ 1
Puffenberger等在2例患有婴儿帕金森病-肌张力障碍的门诺派姐妹中（PKDYS1; 613135）（2012年）在SLC6A3基因的内含子9中发现了纯合的G到T的转化。通过纯合性作图，然后对候选区域进行外显子组测序发现了该突变。在201个门诺岩对照样品中未发现此突变的携带者。先证者出生后不久就出现了烦躁和进食困难，随后在婴儿早期普遍出现僵硬和肌张力障碍。她的童年后期损害了运动发育和严重的僵直的帕金森综合症。她不会说话或无法交流，因此很难评估认知功能或思想内容。脑结构正常。脑脊液显示高香草酸（HVA）增加。一个受类似影响的姐姐已经死亡。

.0005帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，IVS7DS，GA，+ 1
Kurian等人在一名土耳其近亲父母出生的婴儿中患有帕金森病-肌张力障碍（PKDYS1；613135）（2011年）在SLC6A3基因（c.1031 + 1G-A）的内含子7中鉴定出纯合的G到A过渡，预计会引起异常的剪接。

.0006帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，LEU224PRO
Kurian等人在欧洲血统的混合血统患者中，由近亲父母出生，并患有PKDYS（PKDYS1; 613135）（2011年）确定了SLC6A3基因第5外显子的纯合c.671T-C转移，导致在哺乳动物物种中高度保守的残基处出现leu224-to-pro（L224P）取代。HEK293细胞中突变的体外功能表达研究表明突变体转运蛋白的非特异性摄取，Western印迹分析表明缺乏成熟蛋白。这些发现与功能丧失相一致。

.0007帕金森病-肌张力障碍，婴儿，1
SLC6A3，ARG521TRP
Kurian等人在欧洲血统的混合血统患者中，由近亲父母出生，并患有PKDYS（PKDYS1; 613135）（2011年）确定了SLC6A3基因第12外显子的纯合c.1561C-T过渡，导致高度保守残基处的arg521-trp（R521W）取代。在HEK293细胞中进行的突变的体外功能表达研究表明，多巴胺摄取减少（野生型的27％），Western印迹分析表明缺乏成熟蛋白。这些发现与功能丧失相一致。