溶质载体家族 5（胆碱转运蛋白），成员 7；SLC5A7
胆碱转运蛋白; CHT; CHT1
HGNC 批准的基因符号：SLC5A7
细胞遗传学定位：2q12.3 基因组坐标（GRCh38）：2:107,986,524-108,013,994（来自 NCBI）
▼ 说明
胆碱是乙酰胆碱（ACh）的直接前体，乙酰胆碱是中枢和周围神经系统的神经递质，调节多种自主、认知和运动功能。SLC5A7是一种Na（+）-和Cl（-）-依赖的高亲和力转运蛋白，介导胆碱能神经元对胆碱的摄取以合成乙酰胆碱（Apparsundaram et al., 2000）。
▼ 克隆与表达
Apparsundaram等人（2000）通过使用大鼠Cht作为查询搜索基因组数据库，然后对脊髓cDNA文库进行PCR，克隆了SLC5A7，他们将其称为CHT。推导的 580 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 63.2 kD。CHT具有13个跨膜（TM）结构域、一个短的胞外N末端和一个长的胞质C末端。它包含 3 个假定的 N-糖基化位点和几个磷酸化位点。CHT 与大鼠 Cht 具有 93% 的氨基酸同一性，与其线虫同源物 Cho1 具有 51% 的氨基酸同一性。对几个大脑区域的 Northern 印迹分析仅在壳核、脊髓和髓质中检测到 5.0-kb Cht 转录物，这种模式与胆碱能神经元中 CHT 的分布一致。
通过以线虫Cho1为查询条件搜索基因组数据库，然后对脑cDNA文库进行5-prime和3-prime RACE，并筛选脊髓cDNA文库，Okuda and Haga（2000）克隆了CHT1。推导的 580 个氨基酸的蛋白质包含 12 个 TM 结构域。Northern 印迹分析仅在壳核、髓质和脊髓中检测到 5.4 kb 的转录物。
Okuda等人（2002）利用免疫荧光共聚焦显微镜观察转染的COS-7细胞，发现CHT在细胞质中呈点状分布，这表明大部分蛋白质保留在细胞质区室中，并且不能有效地靶向质膜。蛋白质印迹分析在转染的 COS-7 细胞裂解物中检测到约 45 和 80 kD 的主要条带。
▼ 基因功能
Apparsundaram et al.（2000）发现CHT在转染的COS-7细胞膜上表达并介导胆碱摄取。胆碱运输是饱和的，依赖于Na（+）和Cl（-），并且表现出单点动力学。Hemicholinium-3 是一种用于识别人脑膜中 CHT 的拮抗剂，可结合 COS-7 细胞膜中表达的 CHT。
Okuda和Haga（2000）通过爪蟾卵母细胞中CHT1的表达证实CHT1是胆碱转运蛋白。CHT1介导的胆碱摄取随着胆碱、Na（+）和Cl（-）浓度的增加而增加。胆碱摄取的特征与人脑突触体高亲和力胆碱摄取的特征基本相同。
▼ 基因结构
Okuda and Haga（2000）确定SLC5A7基因含有9个外显子，长度为25 kb。Okuda et al.（2002）在5-prime侧翼区域鉴定了一个TATA框和一个推定的Sp1（189906）结合位点。
▼ 测绘
Apparsundaram等（2000）通过放射杂交和基因组序列分析，将SLC5A7基因定位在染色体2q12上的RANBP2基因（601181）附近。
▼ 分子遗传学
Okuda等人（2002）通过检查57名无关的德系犹太人捐献者的基因组DNA，在CHT1基因中发现了一个非同义单核苷酸多态性（SNP）。SNP（核苷酸 265 处的 A 到 G 转换）导致第三个 TM 结构域内的 ile89 到 val 取代（I89V）。57个个体中有7个显示杂合等位基因（A/G），等位基因频率估计为0.06。Okuda et al.（2002）用含有265A-G SNP的CHT1转染COS-7细胞，发现其对蛋白表达、细胞内定位或胆碱亲和力没有影响，但它使胆碱最大摄取率降低了约40 %。
远端遗传性运动神经元病 VIIA 型
患有常染色体显性遗传性远端遗传性运动神经元病VIIA型（HMN7A；HMN7A；158580），Barwick等人（2012）在SLC5A7基因（608761.0001）中发现了一个杂合截断突变，该突变截断了编码产物，刚好超出最终的跨膜结构域，消除了已知调节表面转运蛋白运输的保守胞质C末端序列。该突变是通过外显子组测序鉴定出来的，并与该家族的疾病分离，但在基因组数据库中并未发现。体外功能表达测定表明，该突变导致蛋白质水平降低和胆碱转运减少，并且当与野生型cDNA共表达时还表现出显性失活效应。该表型的特征是在第二个十年出现非疲劳性进行性远端肌肉萎缩和无力，影响上肢和下肢，并与声带麻痹相关。鉴于SLC5A7在神经肌肉接头（NMJ）的作用，Barwick等人（2012）评论了通常与先天性肌无力综合征相关的特征的缺乏，这是由参与NMJ突触传递的基因突变引起的。
突触前先天性肌无力综合征 20
7名患有先天性肌无力综合征-20（CMS20;）的患者，其中2名同胞 Bauche et al.（2016）鉴定出SLC5A7基因中的双等位基因突变（参见例如608761.0002-608761.0006）。前2个家族的突变是通过全外显子组测序发现的；通过对 95 名患有类似疾病的个体的 SLC5A7 基因外显子进行桑格测序，发现了后续 4 个家族中的突变。HEK293 细胞中 5 个错义突变的体外功能表达研究表明，所有错义突变均以正常水平表达，但与对照相比，胆碱摄取显着降低，与隐性功能丧失一致。2 名患者的肌肉活检显示 NMJ 突触发生改变。
▼ 动物模型
Ferguson et al.（2004）破坏了小鼠的Cht基因。虽然 Cht -/- 小鼠出生时形态正常，但变得不动、呼吸不规则、出现紫绀，并在一小时内死亡。对半胆碱 3 敏感的胆碱摄取和随后的乙酰胆碱合成在 Cht -/- 老鼠大脑中特别丢失。Cht -/- 神经肌肉接头处的自发反应和诱发反应也存在时间依赖性丧失。与突触 ACh 可用性的缺陷一致，Cht -/- 小鼠的神经肌肉接头形态发生发育变化，让人想起缺乏 ACh 合成的突变小鼠的变化。成年 Cht +/- 小鼠克服了 Cht 蛋白水平的降低，并通过后机制将胆碱摄取活性维持在野生型水平。
▼ 等位基因变异体（6个精选例子）：
.0001 神经病，远端遗传性运动，VIIA 型
SLC5A7，1-BP 删除，1497G
患有常染色体显性遗传性远端遗传性运动神经元病VIIA型（HMN7A；HMN7A；Young和Harper（1980）和McEntagart等（2001）报道的158580，Barwick等（2012）在SLC5A7基因中发现了一个杂合的1-bp缺失（1497delG），导致移码和提前终止（Lys499AsnfsTer13） ）。截短的蛋白质将缺少转运蛋白保守的细胞质 C 末端的最后 82 个残基，已知该残基可调节表面转运蛋白的运输。该突变是通过外显子组测序鉴定出来的，并与该家族的疾病分离，但在基因组数据库中并未发现。体外功能表达测定表明，该突变导致蛋白质水平降低，并且由于 Vmax 降低而导致胆碱转运减少。当突变型和野生型cDNA共表达时，转运蛋白的组合水平降低至约30%，表明突变发挥显性负效应。患者细胞表现出几乎检测不到的胆碱转运活性，这再次与显性负效应一致，而不是单倍体不足。该表型的特征是在第二个十年开始出现非疲劳性进行性远端肌肉萎缩和无力，与第十脑神经受累导致的声带麻痹相关。鉴于SLC5A7在神经肌肉接头（NMJ）中的作用，Barwick等人（2012）评论了通常与先天性肌无力综合征相关的特征的缺乏（参见例如608931），这是由突触相关基因突变引起的在 NMJ 传输。
.0002 先天性肌无力综合症，20，突触前
SLC5A7、GLY65GLU
一名16岁法国男孩（家庭1）患有先天性肌无力综合征-20（CMS20; Bauche et al.（2016）鉴定出SLC5A7基因中的复合杂合错义突变：c.194G-A转换（c.194G-A, NM_021815），导致gly65-to-glu（G65E）取代， c.313C-T转变，产生pro105到ser（P105S; 608761.0003）替代。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并与家族中的疾病分开，在 dbSNP、1000 基因组计划、ExAC 数据库或内部数据库中都没有发现。两种突变都发生在高度保守的残基处。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，两种突变蛋白均以正常水平表达，但与对照相比，胆碱摄取显着降低。
.0003 先天性肌无力综合症，20，突触前
SLC5A7、PRO105SER
讨论 SLC5A7 基因中的 c.313C-T 转换（c.313C-T, NM_021815），导致 pro105 到 Ser（P105S）的取代，该取代在先天性肌无力患者的复合杂合状态中发现综合症-20（CMS20; Bauche 等人（2016），参见 617143，参见 608761.0002。
.0004 先天性肌无力综合症，20，突触前
SLC5A7、ARG361GLN
2个兄弟（家庭2）患有致命的先天性肌无力综合征-20（CMS20；Bauche et al.（2016）鉴定出SLC5A7基因中的复合杂合突变：c.1082G-A转换（c.1082G-A, NM_021815），导致arg361到gln（R361Q）的取代高度保守的残基，以及4-bp的缺失（c.123_126del; 608761.0005），导致移码和提前终止（Ile42Ter），并假定功能丧失。通过全外显子组测序发现的突变与家族中的疾病分离。在 dbSNP、1000 基因组计划或 ExAC 数据库或内部数据库中未发现截短突变。ExAC 数据库中 121,350 个等位基因中的 2 个发现了 R361Q 变体。HEK293细胞的体外功能表达研究表明，R361Q突变蛋白以正常水平表达，但与对照相比，胆碱摄取显着降低。
.0005 先天性肌无力综合症，20，突触前
SLC5A7、4-BP DEL、NT123
讨论 SLC5A7 基因中的 4-bp 缺失（c.123_126del，NM_021815），导致移码和提前终止（Ile42Ter），这种情况在患有先天性肌无力综合征致死性的 2 兄弟中以复合杂合状态发现 - 20（CMS20；Bauche 等人（2016），参见 617143），参见 608761.0004。
.0006 先天性肌无力综合症，20，突触前
SLC5A7、ASP48GLY
一名4岁阿尔及利亚裔男孩（家庭4）患有先天性肌无力综合征-20（CMS20；Bauche et al.（2016）在SLC5A7基因中发现了一个纯合的c.143A-G转换（c.143A-G, NM_021815），导致高度保守的残基发生asp48到gly（D48G）的取代。该突变是通过对 95 名患有类似疾病的个体的 SLC5A7 基因外显子进行桑格测序发现的，与家族中的疾病分开，并且在 dbSNP、1000 基因组计划或 ExAC 数据库或数据库中未发现该突变。内部数据库。HEK293 细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白以正常水平表达，但与对照相比，胆碱摄取显着降低。
