SOLUTE CA溶质载体家族 1（胶质高亲和力谷氨酸转运蛋白），成员 2； SLC1A2RRIER FAMILY 1 (GLIAL HIGH AFFINITY GLUTAMATE TRANSPORTER), MEMBER 2; SLC1A2

兴奋性氨基酸转运蛋白 2； EAAT2
谷氨酸转运蛋白1； GLT1

此条目中涉及的其他实体：
EAAT2b，包含
GLT1A，已包含
GLT1B，包括

HGNC 批准的基因符号：SLC1A2

细胞遗传学位置：11p13 基因组坐标（GRCh38）：11:35,251,205-35,420,507（来自 NCBI）

▼ 说明

谷氨酸转运蛋白是定位于神经胶质细胞和/或突触前谷氨酸能神经末梢的膜结合蛋白。它们对于从突触中去除和终止兴奋性神经递质谷氨酸的作用至关重要（Shashidharan 等，1994）。

谷氨酸转运蛋白的几种亚型已根据序列、药理学、组织分布和通道样特性的差异进行了定义，包括 SLC1A2（EAAT2）、SLC1A3（EAAT1 或 GLAST；600111）、SLC1A1（EAAC1 或 EAAT3；133550）和 SLC1A6（EAAT4；600637）。 SLC1A2 选择性定位于星形胶质细胞； SLC1A1 和 SLC1A6 选择性定位于神经元； SLC1A3 存在于神经元和星形胶质细胞中（Rothstein 等，1994；Maragakis 等，2004）。

▼ 克隆与表达

Shashidharan 等人通过筛选人类脑干和小脑 cDNA 文库（1994）分离出对应于SLC1A2基因的cDNA。预测的 565 个氨基酸蛋白与大鼠脑钠依赖性谷氨酸/天冬氨酸转运蛋白同源（另见 Krishnan 等人，1993）。

苏等人（2003）描述了人 EAAT2 启动子的克隆和表征，证明了星形胶质细胞中的表达升高。 EAAT2 转运的调节剂（无论是正向还是负向）都会改变 EAAT2 转录、启动子活性、mRNA 和蛋白质，这意味着转录过程可以调节 EAAT2 表达。作者还提出了一种可能性，即 EAAT2 启动子可能有助于靶向大脑中的基因表达，并可用于识别能够调节谷氨酸转运的分子，从而可能抑制、改善或预防各种神经退行性疾病。

克什纳等人（1994）分离了小鼠 Eaat2 的 cDNA。小鼠 Eaat2 氨基酸序列与其大鼠和人类同源物分别具有 99% 和 97% 的同一性。它主要在大脑中表达，可能作为神经胶质细胞特异性转运蛋白发挥作用。

宇都宫立等人（1997）从小鼠大脑和肝脏中分离出几种组织特异性 GLT1 变体。他们确定脑和肝GLT1 cDNA克隆具有不同的5-prime末端，对应于脑GLT1中的6个N-末端氨基酸被肝脏GLT1中的3个N-末端氨基酸取代。此外，作者在大脑和肝脏 cDNA 中发现了 2 个替代的 3-prime 末端，对应于 22 个 C 末端氨基酸（“a”末端）被 11 个 C 末端氨基酸（“a”末端）替换。 'b'结束）。作者将 2 个肝脏 GLT1 mRNA 命名为 mGLT1A 和 mGLT1B，它们具有相同的 N 末端和不同的 C 末端。体外表达研究表明，N 或 C 末端的改变不会改变通道特性。

来自大鼠大脑，施密特等人（2002）克隆了对应于 GLT1 变体、大鼠 GLT1B 或人 EAAT2b 的 cDNA，它是通过 GLT1 cDNA 3 引物末端的选择性剪接产生的。 Northern印迹分析表明，11-kb GLT1 mRNA 在大脑中占主导地位，而 12.5-kb GLT1 变异体 mRNA 在视网膜中占主导地位。 GLT1 变体优先在中枢和周围神经系统的神经元中表达，但偶尔在星形胶质细胞中表达。 EAAT2b 具有截短的细胞内 C 末端结构域，具有 11 个氨基酸的独特末端序列。在体外，EAAT2b 蛋白显示出功能性谷氨酸转运活性（另见 Maragakis 等，2004）。

▼ 测绘

Li 和 Francke（1995）使用体细胞杂交和荧光原位杂交（FISH）将人类 SLC1A2 基因分配到染色体 11p13-p12。通过 FISH，Takai 等人（1996）将这个基因（他们称之为谷氨酸转运蛋白-1（GLT1））定位到 11p13-p11.2。

Kirschner 等人使用种间回交分析（1994）将小鼠 Eaat2 基因定位到 2 号染色体的中央区域，该基因位于调节酒精戒断和癫痫小鼠模型中的神经兴奋性和癫痫发作频率的数量性状基因座附近。作者指出，小鼠 2 号染色体与人类 11p 上的一个区域显示出同线性同源性。

▼ 基因功能

GLT1 是一种转运蛋白，可主动从细胞外间隙清除兴奋性神经递质谷氨酸。谷氨酸的细胞外浓度必须保持较低，以确保突触激活期间的高信噪比，并防止谷氨酸受体过度激活造成神经元损伤。过量的谷氨酸会导致神经毒性，并可能导致神经系统疾病中的细胞损伤，如中风、创伤、阿尔茨海默病（AD；参见 104300）、肌萎缩侧索硬化症（ALS；参见 105400）和亨廷顿病（143100）（Choi，1988；Kanai）等人，1993）。

Tanaka 等人在小鼠胚胎干细胞中通过同源重组破坏了 Glt1 基因（1997）观察到致命的自发性癫痫发作和对急性皮质损伤的易感性增加。作者将这种影响归因于这些小鼠大脑中残留谷氨酸水平的升高，并得出结论，GLT1 有助于维持细胞外谷氨酸浓度的低水平。

在视网膜中，谷氨酸转运蛋白 GLAST 在 Muller 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 缺陷小鼠中，视网膜电图 b 波和振荡电位降低，缺血后视网膜损伤加剧，而 Glt1 缺陷小鼠显示视网膜电图几乎正常，缺血后视网膜损伤轻度增加。这些结果表明 Glast 是光感受器和双极细胞之间正常信号传输所必需的，并且 Glast 和 Glt1 在视网膜缺血期间都发挥神经保护作用。

有关 SLC1A2 基因在尼古丁依赖中可能作用的讨论，请参阅 188890。

EAAT2 在肌萎缩侧索硬化症中的发现

对于肌萎缩侧索硬化症患者，Rothstein 等人（1992）发现脊髓、运动皮层和体感皮层突触体中高亲和力谷氨酸摄取的最大转移速度显着降低。转运蛋白对谷氨酸的亲和力没有改变。作者认为，转运蛋白缺陷导致的细胞外谷氨酸清除缺陷可能导致细胞外谷氨酸达到神经毒性水平，并导致 ALS 致病。通过免疫组织化学分析，Rothstein 等人（1995）发现 GLT1 在 ALS 脑组织中严重减少，无论是运动皮层（与对照相比减少 71% 至 90%）还是脊髓。由于星形胶质细胞没有损失，作者假设 GLT1 蛋白存在主要缺陷，由于下调或其他毒性过程导致继发性损失。

林等人（1998）报道称，60% 至 70% 的散发性 ALS 患者运动皮层和脊髓中星形胶质细胞谷氨酸转运蛋白 EAAT2 蛋白缺失 30% 至 95%。 Lin 等人发现，65% 的 ALS 患者的神经系统区域受到神经病理学影响，但其他大脑区域没有受到影响（1998）鉴定出多个异常 mRNA。在活着的 ALS 患者疾病早期的脑脊液中也可以检测到它们，这表明它们具有诊断效用。在非神经系统疾病或其他疾病对照中未发现异常 mRNA。体外表达研究表明，从这些异常 mRNA 翻译的蛋白质可能会经历快速降解和/或对正常 EAAT2 产生显性负效应，导致蛋白质和活性丧失。这些发现表明，ALS 中 EAAT2 的缺失是由于 RNA 加工错误导致的 mRNA 异常所致。

霍尼格等人（2000）分析了 6 名 ALS 患者、9 名 AD 患者、6 名路易体病患者（127750）和 6 名正常对照的死后脑标本，以确定 EAAT2 的选择性剪接 mRNA 变体对 ALS 的特异性。霍尼格等人（2000）在正常对照研究的所有大脑区域以及患病大脑的所有大脑区域中鉴定出缺乏外显子 7、9 或两者的剪接变体。使用 RT-PCR 进行的定量分析表明，2 种选择性剪接同工型在所有样本中均以次要种类（2-15%）形式存在，但确实显示 ALS 大脑中外显子 7 跳跃同工型有统计学上的显着增加。作者指出他们的研究结果与 Lin 等人的研究结果之间存在差异（1998），并提出异构体的数量差异可能与 ALS 的发病机制有关。

也与 Lin 等人报告的发现形成对比（1998），弗劳尔斯等人（2001）证明 2 种 EAAT2 mRNA 转录变体，特别是一种保留内含子 7 的变体和一种跳过外显子 9 的变体，存在于 17 名散发性 ALS 患者、7 名 AD 患者和 19 名对照受试者的所有 CNS 区域中。此外，与正常对照相比，患者中这些变异与正常转录本的比率没有改变。在 17 个 ALS 和 8 个对照样本的 CSF 中未检测到变异 mRNA。花等人（2001）表明外显子 9 跳跃变体是一种生理形式，内含子 7 保留变体可能通过 mRNA 监视机制快速降解。他们得出的结论是，这些 EAAT2 变体与 ALS 无关。

郭等人（2003）产生了过度表达 EAAT2 的转基因小鼠，并将其与携带 ALS 相关 SOD1 突变体 G93A（147450.0008）的小鼠杂交。在EAAT2转基因小鼠中，EAAT2蛋白的量和相关的Na（+）依赖性谷氨酸摄取增加了约2倍。转基因 EAAT2 蛋白正确定位于质膜上的细胞表面。 EAAT2 表达增加可保护神经元免受 L-谷氨酸诱导的体外细胞毒性和细胞死亡。与 G93A 同窝小鼠相比，EAAT2/G93A 双转基因小鼠在握力下降方面表现出统计学上显着的延迟，但在瘫痪发生、体重下降或寿命方面没有显着延迟。还观察到运动神经元及其轴突形态的损失延迟，以及其他事件，包括半胱天冬酶-3（CASP3; 600636）激活和 SOD1 聚集。作者假设 EAAT2 的缺失可能会导致但不会导致 ALS 中的运动神经元变性。

Maragakis 等人在 10 名 ALS 患者中进行了研究（2004）发现运动皮层中的 EAAT2b 平均增加了 2 倍，而与对照组相比，EAAT2 水平降低了高达 94%。免疫染色显示，ALS 脑中 EAAT2b 表达位于神经元和神经元中。功能转运蛋白研究表明 EAAT2 活性大量丧失。

Rothstein 等人使用盲法筛选了 1,040 种 FDA 批准的药物和营养品（2005）发现许多 β-内酰胺抗生素是 GLT1 表达的有效刺激剂。此外，这种作用似乎是通过增加 GLT1 基因的转录来介导的。 β-内酰胺和各种半合成衍生物是有效的抗生素，可抑制细菌合成途径。当给予动物时，β-内酰胺头孢曲松增加了 GLT1 的大脑表达及其生化和功能活性。罗斯坦等人（2005）发现头孢曲松在体外用于缺血性损伤和运动神经元变性模型时具有神经保护作用，这两种模型都部分基于谷氨酸毒性。当用于致命疾病 ALS 的动物模型时，该药物延缓了神经元和肌肉力量的丧失，并提高了小鼠的存活率。

霍耶等人（2018）搜索了从不同纯化 CNS 细胞类型生成的 RNA 序列数据，并将 EAAT2 确定为 miR218 的候选神经胶质靶标（616770）。荧光素酶测定表明，miR218 直接结合 EAAT2 的 3 素 UTR，这足以抑制其在星形胶质细胞中的翻译。然而，miR218 在野生型和 ALS 星形胶质细胞中仅以低水平表达，表明 miR218 不是成年星形胶质细胞中蛋白质表达的内源调节因子。进一步的研究表明，邻近的星形胶质细胞吸收了 ALS 中垂死的运动神经元释放的细胞外 miR218。对 miR218 细胞外状态的检查表明，miR218 是蛋白质结合的，而不是封装在囊泡中，并且还能够结合寡核苷酸。整个脊髓 miR218 缺失的小鼠表现出 ALS 的特征，来自死亡运动神经元的 miR218 被体内邻近的星形胶质细胞摄取，并介导星形胶质细胞表达的变化，例如 EAAT2 的缺失。霍耶等人（2018）发现 ALS 星形胶质细胞中下调的翻译 mRNA 含有 miR218 结合位点，并在 miR218 抑制后去抑制，表明运动神经元衍生的 miR218 对星形胶质细胞的影响超出了 EAAT2 范围，并在功能上调节星形胶质细胞中其他星形胶质细胞蛋白的表达和蜂窝状态。在 ALS 模型小鼠中抑制运动神经元衍生的 miR218 进一步证实，垂死的运动神经元释放的 miR218 可导致稳态蛋白表达丧失，例如 EAAT2 和星形胶质细胞增生。

▼ 分子遗传学

发育性和癫痫性脑病 41

Epi4K Consortium（2016）在 2 名患有发育性和癫痫性脑病 41（DEE41; 617105）的无关患者中，在 SLC1A2 基因（600300.0001-600300.0002）中发现了 2 种不同的从头杂合错义突变。这些突变是通过对 531 名患有类似疾病的患者的 27 个候选基因进行靶向测序发现的。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

Guella 等人在 2 名不相关的 DEE41 患者中（2017）鉴定了 SLC1A2 基因中的从头杂合错义突变（600300.0003 和 600300.0004）。第一个患者是从 42 名癫痫性脑病患者中筛选出来的，他们接受了候选基因测序；第二名患者是通过与临床和研究数据库合作确定的。没有进行变体的体外功能研究和患者细胞的研究，但 Guella 等人（2017）假设存在毒性功能获得效应，可能与谷氨酸毒性有关。

SLC1A2 突变的功能研究

基于来自堀越火球菌的原核天冬氨酸钠同向转运体的通道构象，Kovermann 等人（2022）确定人类 EAAT2 中的 3 个癫痫性脑病相关突变，即 gly82 突变为 arg（G82R；600300.0001）、leu85 突变为 pro（L85P；600300.0002）和 pro289 突变为 arg（P289R；600300.0004），位于 EAAT 附近阴离子通道。哺乳动物细胞中的异位表达表明，G82R 和 P289R（而非 L85P）损害了 EAAT2 的内质网出口和表面膜表达。然而，所有 3 个突变体实际上消除了通过 EAAT2 的 L-谷氨酸摄取，并且所有 3 个突变体都增强了 EAAT2 阴离子通道阴离子电流。特别是，G82R和L85P扩大了孔径，并使阴离子通道对L-葡萄糖酸盐和L-谷氨酸盐具有显着的渗透性。相比之下，P289R 改变了 EAAT2 阴离子通道的开放，但没有改变其选择性。

关联待确认

Meyer 等人在 55 名 ALS 患者中进行了研究（1998）发现 EAAT2 基因没有序列改变。在患有常染色体显性遗传性痉挛性截瘫的 7 名受影响家庭成员中，有 2 名成员（参见例如 182600），Meyer 等人（1998）发现 269C-G 转变的杂合性，导致 EAAT2 蛋白中的 ala79 到甘氨酸（A79G）氨基酸取代。该突变存在于父亲和他的儿子身上，但作者得出结论，该突变是一种罕见的多态性，因为它不与该疾病共分离。

Aoki 等人使用 SSCP 分析（1998）在一位杂合散发性 ALS 患者的 EAAT2 基因中发现了一个 asn206 到 Ser 的突变（N206S），这是一个潜在的 N 联糖基化位点。通过蛋白质印迹分析，Trotti 等人（2001）确定野生型 GLT1 表达为 70-kD 蛋白质，而 N206S 是 60-至 65-kD 蛋白质。经过糖苷酶处理后，两种蛋白质的大小相当，可能是通过 N216 位点去糖基化所致。功能分析和免疫荧光显微镜表明，与野生型相比，表达 N206S 的细胞转运活性和质膜表达降低，细胞质表达增加。突变蛋白还表现出增加的反向转运活性。突变体和野生型 GLT1 的共表达对野生型活性产生显性负效应，表明体内突触谷氨酸清除受到损害。

马洛拉斯等人（2006）假设某些个体在中风后容易受到兴奋性毒性的影响（参见 601367），因为谷氨酸转运蛋白（例如成人主要转运蛋白 EAAT2）介导的谷氨酸摄取受损。通过检查 101 名中风患者和 106 名对照者，他们在 EAAT2 转录起始位点 -181 位置处发现了 A 到 C 多态性，该多态性废除了激活蛋白 2（AP2；107580）识别序列并创建了一个新的共有结合位点用于阻遏转录因子 GCF2（LRRFIP1; 603256）。中风患者中多态性的患病率与健康受试者相当。然而，尽管具有相似的基线特征，携带-181C等位基因的中风患者比携带-181A等位基因的中风患者表现出更高的血浆谷氨酸浓度和更早的神经功能恶化。转染大鼠星形胶质细胞后，-181C人启动子不被AP2激活，并被GCF2抑制，与AP2共转染的-181A启动子相比，其在GCF2存在下的活性降低。大脑中动脉闭塞的大鼠表达Gcf2。马洛拉斯等人（2006）得出结论，EAAT2 启动子的功能多态性改变了调节模式并降低了启动子活性，导致血浆谷氨酸水平升高，这可能解释了谷氨酸拮抗剂在某些中风患者中的失败。

▼ 动物模型

松上等人（2006）发现缺乏 Glast 或 Glt1 的小鼠大脑发育正常，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、海马和嗅球紊乱。神经元发育的几个重要方面，例如干细胞增殖、径向迁移、神经元分化和板下神经元的存活受到损害。松上等人（2006）的结论是，细胞外谷氨酸浓度的调节和谷氨酸介导的突触传递的维持对于正常的大脑发育是必要的。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 发育性和癫痫性脑病 41
SLC1A2、GLY82ARG、244G-C

在一名患有发育性癫痫性脑病 41（DEE41; 617105）的 6 岁女孩（患者 EG1291）中，Epi4K 联盟（2016）发现了一个从头杂合的 c.244G-C 颠换（c.244G-C, NM_004171 .3）在 SLC1A2 基因中，导致第一个胞外结构域中的 gly82 替换为 arg（G82R）。外显子组测序计划、千基因组计划或 ExAC 数据库中未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在出生后的第一天就出现婴儿痉挛症。 Epi4K 联盟和癫痫表型组/基因组计划（2013）的研究中，另一名早发性癫痫患者先前也发现了相同的从头杂合 G82R 突变，该研究包括 264 名接受外显子组测序的癫痫性脑病先证者。

.0002 发育性和癫痫性脑病 41
SLC1A2、LEU85PRO

在一名患有发育性癫痫性脑病 41（DEE41; 617105）的 17 岁女孩（患者 T23159）中，Epi4K 联盟（2016）发现了一个从头杂合的 c.254T-C 转变（c.254T-C, NM_004171 .3） SLC1A2 基因，导致 leu85 替换为 pro（L85P）。外显子组测序计划、千基因组计划或 ExAC 数据库中未发现该突变。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在出生后的第一天就出现肌阵挛发作。

.0003 发育性和癫痫性脑病 41
SLC1A2、GLY82ARG、244G-A

Guella 等人在一名患有发育性癫痫性脑病 41（DEE41; 617105）的 6.5 岁男孩（受试者 A）中（2017）在 SLC1A2 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.244G-A 转变（c.244G-A, NM_004171.3），导致连接第一对残基的 gly82 到 arg（G82R）替换跨膜结构域。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，但在gnomAD浏览器数据库中不存在。尚未进行变体的体外功能研究和患者细胞的研究。患者在出生后的最初几周内出现难治性癫痫发作。另一位 DEE41 患者（600300.0001）报告了 SLC1A2 基因中的 c.244G-C 颠换，导致相同的 G82R 取代。

.0004 发育性和癫痫性脑病 41
SLC1A2、PRO289ARG

Guella 等人在一名患有发育性癫痫性脑病 41（DEE41; 617105）的 10 岁男孩（受试者 C）中（2017）报道了 SLC1A2 基因中的从头杂合 c.866C-G 颠换（c.866C-G, NM_004171.3），导致中间高度保守的残基发生 pro289 到 arg（P289R）的取代第五跨膜结构域。尚未进行变体的体外功能研究和患者细胞的研究。患者在出生后的第一天就出现难治性痉挛。