谷氨酸受体，离子型，N-甲基-D-天冬氨酸，2D 亚基； GRIN2D

N-甲基-D-天冬氨酸受体通道，亚基 ε-4； NMDAR2D

HGNC 批准的基因符号：GRIN2D

细胞遗传学位置：19q13.33 基因组坐标（GRCh38）：19:48,393,668-48,444,931（来自 NCBI）

▼ 说明

谷氨酸引发的神经元信号由离子型和代谢型受体亚型处理。离子型受体组包含完整的阳离子特异性离子通道，并进一步细分为 2 种类型：N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）和非 NMDA 受体。 NMDA 受体通道是由关键受体亚基 NMDAR1（GRIN1; 138249）和 4 个 NMDAR2 亚基中的 1 个或多个组成的异聚体：NMDAR2A（GRIN2A; 138253）、NMDAR2B（GRIN2B; 138252）、NMDAR2C（GRIN2C; 138254）和 NMDAR2D（GRIN2D）。

▼ 克隆与表达

Hess 等人通过使用 NMDAR2A cDNA 筛选人胎脑 cDNA 文库（1998）分离出编码 NMDAR2D 的 cDNA。预测的 1,336 个氨基酸的人 NMDAR2D 蛋白序列与大鼠 Nmdar2d 的序列有 95% 的同一性。在非洲爪蟾卵母细胞和哺乳动物细胞中表达的 NMDAR1/NMDAR2D 受体表现出与其他人类重组 NMDA 受体不同的药理学和生物物理特征。

通过使用 CpG-GBS 方法，Watanabe 等人（1998）分离出 3 个雌激素反应基因，包括 GRIN2D，他们称之为 EB11。 Northern 印迹分析检测到骨肉瘤细胞系中 6.0-kb 转录物的表达。

▼ 测绘

通过辐射混合分析，Kalsi 等人（1998）将人类 GRIN2D 基因对应到 19q13.1-qter。

▼ 基因功能

哈丁汉姆等人（2002）报道突触和突触外 NMDA 受体对 CREB （123810）功能、基因调控和神经元存活具有相反的影响。钙通过突触 NMDA 受体进入可诱导 CREB 活性和脑源性神经营养因子（BDNF；113505）基因表达，其强度与刺激 L 型钙通道的强度一样强。相比之下，由谷氨酸暴露或缺氧/缺血条件触发的钙通过突触外 NMDA 受体进入，激活了普遍且占主导地位的 CREB 关闭途径，从而阻止了 BDNF 表达的诱导。突触 NMDA 受体具有抗凋亡活性，而突触外 NMDA 受体的刺激会导致线粒体膜电位（谷氨酸诱导的神经元损伤的早期标志）丧失和细胞死亡。

▼ 生化特征

吉伦等人（2009）表明 NMDA 受体（NMDAR）的亚基特异性门控由 NR2 N 末端结构域（NTD）形成的区域控制，NTD 是结合变构抑制剂的细胞外蛤壳状结构域，以及连接NTD 到激动剂结合域（ABD）。 NMDAR 最大开放概率（P-O）的亚型特异性很大程度上反映了 NR2 NTD 的开裂和闭裂构象之间自发（孤立于配体）平衡的差异。这种 NTD 驱动的门控还通过设置对内源性抑制剂锌和质子的敏感性来影响药理学特性。吉伦等人（2009）得出的结论是，他们的结果为基于药物的 NMDAR 活性双向控制提供了概念证明，该方法使用分子作为 NR2 NTD“封闭剂”或作为 NR2 NTD“封闭剂”。或“开场白”分别促进受体抑制或增强。

▼ 分子遗传学

Li 等人在 2 名患有发育性和癫痫性脑病 46（DEE46；617162）的无关女孩中（2016）鉴定了 GRIN2D 基因中的从头杂合错义突变（V667I; 602717.0001）。该突变是通过第一名患者的全外显子组测序和第二名患者的靶向癫痫基因组测序发现的。体外功能表达研究表明，该突变导致显着的功能获得效应，增强 NMDA 受体的激活和神经毒性。

在 3 名不相关的 DEE46 患者中，Tsuchida 等人（2018）鉴定了 GRIN2D 基因（602717.0002-602717.0004）中的杂合错义突变。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过桑格测序证实的，但在现有的亲本样本中不存在。没有进行变异的功能研究和患者细胞的研究。

▼ 动物模型

池田等人（1995）通过定向破坏 Nmdar2d 基因，产生了 NMDA 受体通道 ε-4 亚基缺陷的小鼠。突变小鼠在运动活动和焦虑测试中表现出正常行为，但在旷场测试中表现出自发活动减少。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 发育性和癫痫性脑病 46
GRIN2D，VAL667ILE

Li 等人在 2 名患有发育性和癫痫性脑病 46（DEE46；617162）的无关女孩中（2016）在 GRIN2D 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.1999G-A 转变（c.1999G-A, NM_000836.2），导致 M3 中高度保守的残基处发生 val667 到 ile（V667I）的取代形成离子通道核心的跨膜结构域。该突变是通过第一名患者的全外显子组测序和第二名患者的靶向癫痫基因组测序发现的。在 1000 基因组计划、外显子组测序计划（6500SI）或 ExAC（v.0.3）数据库或包含 2,000 多个样本的内部数据库中均未发现该基因。转染爪蟾卵母细胞和 HEK293 细胞的电压钳研究表明，该突变增加了受体对谷氨酸和甘氨酸激动剂的反应性，降低了通道对负变构调节剂的敏感性，延长了失活时间，并增加了通道开放概率，所有这些都与对 NMDA 受体的功能获得作用。将突变转染到大鼠皮质神经元中会导致神经元兴奋性毒性增加，而这种毒性可以被 NMDAR 拮抗剂美金刚阻断。患者在 2 个月和 4 个月大时出现顽固性癫痫发作。

.0002 发育性和癫痫性脑病 46
GRIN2D、MET681ILE

Tsuchida 等人对一名患有发育性癫痫性脑病 46（DEE46; 617162）的 8 岁日本男孩（患者 1）进行了研究（2018）在 GRIN2D 基因中鉴定出一个从头杂合的 c.2043G-C 颠换（c.2043G-C, NM_000836.2），导致 M3 中高度保守的残基处由 met681 替换为 ile（M681I）通道形成跨膜结构域。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 ExAC 数据库或 575 个日本对照中没有发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在 9 个月大时表现出发育迟缓，并在 2 岁时出现顽固性癫痫发作。

.0003 发育性和癫痫性脑病 46
GRIN2D、SER694ARG

Tsuchida 等人对一名患有发育性癫痫性脑病 46（DEE46; 617162）的 15 岁日本女孩（患者 2）进行了研究（2018）鉴定了 GRIN2D 基因中的杂合 c.2080A-C 颠换（c.2080A-C，NM_000836.2），导致配体之一的高度保守残基处出现 ser694 至 arg（S694R）取代- 绑定域。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 ExAC 数据库或 575 个日本对照中没有发现。该变异体不存在于母亲体内。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在 2 岁时被发现出现发育迟缓。她在 3 岁时出现强直性和失张力性癫痫发作。

.0004 发育性和癫痫性脑病 46
GRIN2D、ASP449ASN

Tsuchida 等人对一名患有发育性癫痫性脑病 46（DEE46; 617162）的 8 岁马来西亚男孩（患者 3）进行了研究（2018）鉴定了 GRIN2D 基因中的杂合 c.1345G-A 转换（c.1345G-A, NM_000836.2），导致配体之一的高度保守残基处出现 asp449 至 asn（D449N）取代- 绑定域。父母样本无法用于研究。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在 ExAC 数据库或 575 个日本对照中没有发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。患者在 3 天大时出现癫痫发作。