阵发性共济失调6型

谷氨酸和天冬氨酸是兴奋性神经递质，与神经系统的许多病理状态有关。胞外兴奋性氨基酸的积累可能具有细胞毒性，也可能降低癫痫发作的阈值。EAAT1（SLC1A3）是高亲和性钠依赖性转运蛋白分子家族的成员，该分子调节哺乳动物中枢神经系统兴奋性谷氨酸能突触的神经递质浓度（Kirschner等，1994）。SLC1A3还可作为谷氨酸激活的阴离子通道（Winter等，2012年总结）。

细胞遗传学位置：5p13.2
基因座标（GRCh38）：5：36,606,605-36,688,333

▼ 克隆和表达
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Shashidharan等（1994）从人脑cDNA文库中分离出一种新的cDNA。cDNA编码的推导蛋白质与先前报道的兔谷氨酸/天冬氨酸转运蛋白具有95％的同源性。Northern印迹分析证实了相应的mRNA在人脑，肝脏，肌肉，卵巢，睾丸和成视网膜细胞瘤细胞系中的表达。在黑质，红色核和海马以及大脑皮层中发现了最高的表达。Shashidharan等（1994年）将其称为人类谷氨酸转运蛋白III，并表明它在结构上不同于先前描述的大脑特异性谷氨酸转运蛋白SLC1A1（133550）和SLC1A2（600300）。新的cDNA可能对应于SLC1A3基因。

Stoffel等（1996）分离了人钠依赖性L-谷氨酸/ L-天冬氨酸转运蛋白基因，他们将其称为GLAST1，并发现其编码一种假定的542个氨基酸的蛋白质。他们指出，该基因与任何先前描述的神经递质转运蛋白基因家族均不相关，但其外显子/内含子结构在很大程度上与钠依赖性中性氨基酸转运蛋白ASCT1（SLC1A4; 600229）相对应。GLAST1，ASCT1和谷氨酸转运蛋白GLT1（SLC1A2）和EAAC1（SLC1A1）具有相似的氨基酸序列。

▼ 基因结构
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Stoffel等（1996）确定人GLAST1基因包含10个外显子，跨越至少85 kb。

gi原等（1996年）表明，小鼠Slcla3基因包含10个外显子，跨度超过56 kb。

▼ 生化特征
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晶体结构

Canul-Tec等（2017）提出了一种热稳定的人类SLC1转运蛋白，兴奋性氨基酸转运蛋白1（EAAT1）的晶体结构，结合或不结合变构和竞争性抑制剂。这些结构揭示了人类转运蛋白的结构特征，例如在转运功能，脂质调节和翻译后修饰中具有潜在作用的胞内和胞外域。结构中的变构抑制剂的配位和通过氢-氘交换质谱法测量的转运蛋白动力学变化揭示了一种抑制机制，其中转运蛋白被锁定在转运循环的朝外状态。

▼ 测绘
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Kirschner等（1994）通过荧光原位杂交（FISH）将人类EAAT1基因定位在5p13染色体上。他们使用种间回交分析将小鼠同源物对应到与人5p13同源的区域中的15号染色体。他们评论说，EAAT1基因座可能与Keppen等人观察到的小头畸形和智力低下综合征有关（1992）与远端带5p13的间质性缺失相关。

由FISH，Takai等人撰写（1995）也映射了SLC1A3基因到染色体5p13。Stoffel等（1996）将GLAST1基因定位到5p12-p11。

gi原等（1996年）通过FISH将小鼠Slc1a3基因定位到15A2号染色体。

▼ 分子遗传学
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Jen等人在一个10岁的男孩，患有发作性共济失调，癫痫发作，偏头痛和交替性偏瘫，符合发作性共济失调6型（EA6; 612656）（2005）鉴定了SLC1A3基因的杂合突变（600111.0001）。

de Vries等在EA6家族的3个受影响家庭中（2009）确定了SLC1A3基因（600111.0002）中的杂合突变。有1个未受影响的突变携带者，表明外显率降低。功能表达研究表明，该突变导致谷氨酸吸收减少18％。

▼ 动物模型
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在视网膜中，谷氨酸转运蛋白GLAST在穆勒细胞中表达，而谷氨酸转运蛋白GLT1仅在视锥细胞和各种类型的双极细胞中发现。为了研究谷氨酸转运蛋白的这种差异分布的功能作用，Harada等人（1998）分析了Glast和Glt1突变小鼠。在Glast缺陷型小鼠中，缺血后视网膜电图的b波和振荡电位降低，视网膜损害加剧，而Glt1缺陷型小鼠在缺血后表现出几乎正常的视网膜电图并轻微增加视网膜损伤。这些结果表明，Glast是感光细胞与双极细胞之间正常信号传递所必需的，并且Glast和Glt1都在视网膜缺血过程中起神经保护作用。

渡濑等（1998）发现小鼠Glast在小脑的Bergmann神经胶质细胞中表达最丰富。缺乏Glast的小鼠正常发育，可以处理简单的协调任务，例如停留在静止或缓慢旋转的杆上，但失败了更具挑战性的测试，例如停留在快速旋转的杆上。电生理研究表明，即使在成年阶段，突变小鼠中的浦肯野细胞仍能被攀爬纤维支配。冷伤后，与野生型小鼠相比，突变小鼠的小脑水肿明显更多，这表明Glast对于预防小脑外伤后的神经元损伤至关重要。

松上等（2006年）发现缺乏Glast或Glt1的小鼠大脑正常发育，但Glast / Glt1双敲除小鼠在胚胎第17至18天左右死亡，并表现出皮质，海马和嗅球失调。神经元发育的几个基本方面，如干细胞增殖，放射状迁移，神经元分化和亚板神经元的存活受到损害。松上等（2006年）得出结论，调节细胞外谷氨酸的浓度和维持谷氨酸介导的突触传递对于正常的大脑发育是必要的。

▼ 等位基因变异体（3个示例）：
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.0001 EPISODIC ATAXIA，类型6
SLC1A3，PRO290ARG
Jen等人在一个10岁的男孩中患有发作性共济失调，癫痫发作，偏头痛和交替性偏瘫（EA6; 612656）（2005年）在SLC1A3基因中发现了一个杂合的1047C-G倒位，导致在第五个跨膜结构域中高度保守的残基中出现了pro290-arg取代。在未受影响的亲本或232个对照染色体中均未发现该突变。从出生开始，孩子似乎经历了4次离散的共济失调和言语不清，这似乎是由高热病引起的。在6岁时，他出现了严重的右侧头痛，随后出现偏瘫和意识下降，持续了5天。MRI显示小脑萎缩，神经系统检查显示轻度间质性截短性共济失调。功能表达研究表明突变蛋白的表达降低，谷氨酸吸收能力显着降低。共表达时仁等（2005年）推测异常谷氨酸传递在该患者所见神经系统功能中的作用。

在体外电生理研究中，Winter等人（2012）发现在存在和​​不存在谷氨酸的情况下，与野生型相比，P290R突变增加了SLC1A3阴离子电流。除了减少谷氨酸转运之外，还观察到了这些变化。温特等（2012年）表明，Jen等人报道了相对严重的患者表型（2005年）是由于P290R突变对SLC1A3阴离子通道功能的功能获得效应所致，也许是通过改变神经胶质细胞中的阴离子电流和GABA能突触传递来实现的。

因为P290R取代减少了非洲人SLC1A3在非洲爪蟾卵母细胞中的表达，Hotzy等人（2013）在SLC1A1（所研究的同源突变（P259R）133550），其在爪蟾卵母稳健表达。他们发现，与野生型相比，取代使钠与无谷氨酸形式的转运蛋白结合的构象变化减慢。

.0002 EPISODIC ATAXIA，6型
SLC1A3，CYS186SER
de Vries等在3名患家庭性共济失调-6（EA6; 612656）的荷兰家庭的受灾成员中（2009）在SLC1A3基因确定了杂合的556T-A颠倒，导致cys186对ser（C186S）替换在跨膜段4b的高度保守的残基。在COS-7细胞中进行的体外功能性表达研究表明，与野生型通道相比，突变的EAAT1导致谷氨酸摄取减少了18％。De Vries等（2009年）指出，该表型不如Jen等报道的严重（2005），因为P290R突变（600111.0001）导致谷氨酸摄取明显减少。在200个荷兰对照组中未发现C186S突变。

.0003 EPISODIC ATAXIA，6型
SLC1A3，ARG454GLN
Pyle等人在欧洲血统的两个表亲中有情节性共济失调6（EA6; 612656）的变体（2015年）确定了SLC1A3基因中的杂合c.1361G-A过渡，导致arg454-gln（R454Q）取代。通过外显子组测序发现的突变，针对dbSNP（内部版本137），1000个基因组计划和外显子组测序计划数据库以及286个内部对照进行了过滤。突变与家庭疾病分开。未对该变体进行功能研究。患者在三十多岁时出现步态共济失调和构音障碍。这种疾病没有被描述为是偶发性的。