溶质载体家族 13（钠依赖性柠檬酸盐转运蛋白），成员 5；SLC13A5
钠偶联柠檬酸盐转运蛋白; NACT
HGNC 批准的基因符号：SLC13A5
细胞遗传学定位：17p13.1 基因组坐标（GRCh38）：17:6,684,719-6,713,369（来自 NCBI）
▼ 说明
SLC13A5 基因编码偏爱柠檬酸盐的三羧酸盐血浆转运蛋白（Inoue et al., 2002）。
▼ 克隆与表达
Inoue等（2002）通过以果蝇Indy蛋白序列为查询的EST数据库筛选，鉴定出几个与SLC13A2（604148）和SLC13A3（606411）序列相似的EST。他们使用基于这些EST序列的引物筛选肝癌细胞（HepG2）cDNA文库，克隆了SLC13A5，并将其命名为NACT。SLC13A5 cDNA 编码推导的 568 个氨基酸的蛋白质，其与大鼠 SLC13A5 具有 77% 的序列同一性，与人 SLC13A2 和 SLC13A3 分别具有 54% 和 47% 的序列同一性。Northern 印迹分析检测到约 3.2 kb 的转录物在肝脏中的表达水平最高，在睾丸和大脑中的表达水平低几倍，在肾脏和心脏中的表达水平较弱。Inoue等人（2002）利用痘苗病毒表达技术发现SLC13A5接受柠檬酸作为首选底物，但它可以以低得多的亲和力介导琥珀酸和丙酮酸的摄取。SLC13A5 以钠依赖性方式转运柠檬酸盐，并且转运过程是生电的。SLC13A5 识别底物的是三价形式的柠檬酸盐，而不是二价形式。
▼ 基因结构
Inoue et al.（2002）确定SLC13A5基因至少包含12个外显子，跨度约为30 kb。
▼ 测绘
国际辐射混合测绘联盟将SLC13A5基因定位到染色体17（WI-18574）。基于数据库检索，Inoue et al.（2002）将该基因定位于17p13-p12，与SLC13A2基因（604148）接近。
▼ 基因功能
基于SLC13A5对柠檬酸盐的选择性及其在肝脏中的主要表达，Inoue等人（2002）提出，SLC13A5可能促进循环柠檬酸盐的利用，以产生代谢能量以及脂肪酸和胆固醇的合成。
Inoue等人（2003）表明，SLC13A5介导人肝细胞利用细胞外柠檬酸盐进行脂肪合成，并且该过程受到锂的刺激。锂可以增强 SLC13A5 的转运功能，但丙戊酸和卡马西平在治疗双相情感障碍药物的人体浓度下则不能增强 SLC13A5 的转运功能。锂的刺激作用是针对人类SLC13A5的；来自其他动物物种的同系物要么受到锂的抑制，要么不受影响。
▼ 分子遗传学
Inoue等人（2003）利用大鼠/人嵌合SLC13A5s和定点诱变证明，SLC13A5基因密码子500处的单碱基突变（TTT至CTT）导致苯丙氨酸被亮氨酸取代，刺激了转运功能并消除了锂的刺激作用。作者认为，人类的基因突变可能会导致转运蛋白的组成活性发生改变，从而产生相关的临床后果。
发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质生成不完善
来自3个无关家族的7名患有发育性癫痫性脑病-25伴釉质生成不全的患者（DEE25; 615905），Thevenon et al.（2014）鉴定出SLC13A5基因（608305.0001-608305.0003）中的纯合或复合杂合错义突变。前两个家族的突变是通过全外显子组测序发现的。突变发生在钠结合域中高度保守的残基处，这对于柠檬酸盐的转运很重要。未进行功能研究。
Hardies et al.（2015）在来自4个不相关家族的8名DEE25患者中鉴定出SLC13A5基因的7个不同的双等位基因突变（608305.0001-608305.0002；608305.0004-608305.0008）。前 3 个家族的突变是通过全外显子组或全基因组测序发现的，并与家族中的疾病分开。5个突变为错义突变，2个为截短突变；Thevenon等人（2014）之前曾报道过2个突变。HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，尽管一些错义突变在质膜上正确表达，但所有突变蛋白都失去了柠檬酸转运活性。
Schossig 等人（2017）在来自 5 个不相关的 DEE25 家族的 10 名患有釉质形成不全的患者中，鉴定出了 SLC13A5 基因的纯合或复合杂合突变（参见例如 608305.0002 和 608305.0009）。Hardies等人（2015）之前曾报道过一个家族（家族D）为家族C（608305.0001和608305.0007）。De Souza 等人（2014）此前曾报道过来自另一个家庭（C 家庭）的两名同胞；发现这对同胞的 SLC13A5 基因剪接位点突变是复合杂合子。总体而言，Schossig 等人（2017）的研究发现了 5 个错义突变、2 个剪接位点突变和一个无义突变。这些突变是通过外显子组测序、基因组分析或桑格测序发现的，并根据公共数据库进行筛选，并与所有家族中的疾病分开。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，但所有这些都预计会造成损害或导致功能丧失。Schossig et al.（2017）认为牙釉质异常可能是柠檬酸盐稳态紊乱所致。
▼ 等位基因变异体（9个精选例子）：
.0001 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、GLY219ARG（rs144332569）
一对患有发育性癫痫性脑病 25 并伴有釉质形成不全的兄妹（DEE25；615905），Thevenon et al.（2014）鉴定了SLC13A5基因中的复合杂合突变：c.655G-A转变，导致gly219-to-arg（G219R）取代，以及c.680C-T转变，导致在一个thr227-to-met（T227M; 608305.0002）替代。这些突变是通过全外显子组测序发现并通过毛细血管测序证实的，与家族中的疾病分开。根据 dbSNP（build 138）数据库筛选突变，在 Exome Variant Server 数据库或未受影响个体的 50 个局部外显子组中均未发现突变。G219R 突变以 rs144332569 形式存在于 dbSNP（build 134）中，没有频率或验证数据。这两种突变都会影响 Na1 钠结合域中高度保守的残基，这是柠檬酸盐转运所必需的。Thevenon等人（2014）推测突变影响了SLC13A5跨质膜转运柠檬酸盐的能力，但并未进行功能研究。一个具有相似表型的无关男孩被发现携带相同的复合杂合突变。SNP 分析反对血统同一性，支持这两个家族中不同的突变事件。后一名患者是从另外 68 名早发性癫痫先证者的队列中确定的，这些先证者接受了 SLC13A5 突变筛查。患者在出生后的第一天就出现癫痫发作。
Hardies等人（2015）在3名患有DEE25的德国同胞（C家族）中鉴定出SLC13A5基因中的复合杂合突变：G219R和c.425C-T转变，导致thr142-to-met（T142M；608305.0007）在第一个钠结合位点附近高度保守的残基处进行取代。Hardies et al.（2015）指出G219R取代发生在跨膜结构域5a中高度保守的残基处。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。这两种突变在 ExAC 数据库中均以较低频率被发现（G219R 为 0.041%，T142M 为 0.002%）。HEK293T细胞体外功能表达研究表明，G219R突变蛋白保留在内质网细胞内，不在细胞膜上表达，而T142M突变蛋白在细胞膜上正常表达。然而，两种突变蛋白都失去了功能性柠檬酸转运活性。患者在出生后的第一天就出现癫痫发作。
.0002 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、THR227MET
讨论发育性癫痫性脑病-25伴釉质生成不全症（DEE25；DEE25；Thevenon 等人（2014 年），参见 615905），参见 608305.0001。
讨论 c.680C-T 转换（c.680C-T, NM_177550.4），导致 thr227-to-met（T227M） 取代，在 SLC13A5 基因中发现，该基因处于复合杂合状态Hardies 等人的 DEE25（2015），参见 608305.0008。
Schossig等人（2017）在一名患有DEE25的荷兰3岁女孩中，在SLC13A5基因中发现了纯合的c.680C-T转换（c.680C-T, NM_177550.4），产生了thr227 -to-met（T227M）替代。通过外显子组或桑格测序发现突变；没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。
.0003 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、LEU488PRO
阿尔及利亚近亲家庭的 4 名受影响成员患有发育性癫痫性脑病 - 25 伴釉质生成不全（DEE25；615905），Thevenon et al.（2014）在SLC13A5基因中鉴定出纯合的c.1463T-C转变，导致Na2钠结合域中高度保守的残基处由leu488到pro（L488P）取代。该突变是通过全外显子组测序发现并通过毛细管测序证实的，与家族中的疾病分离。它已根据 dbSNP（build 138）数据库进行过滤，并且不存在于外显子组变异服务器数据库或未受影响个体的 50 个本地外显子组中。没有对该变体进行功能研究。患者在出生后的第一天就出现癫痫发作。
.0004 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、SER427LEU（rs548065551）
来自荷兰近亲家庭（A 家庭）的 2 个同父异母兄弟患有发育性癫痫性脑病-25 伴釉质发育不全（DEE25；Hardies et al.（2015）在SLC13A5基因中发现了一个纯合的c.1280C-T转换（c.1280C-T, NM_177550.4），导致ser427到leu（S427L）的高度替换。跨膜结构域9b中的保守残基。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离，在ExAC数据库中发现频率较低（0.002%）。HEK293T细胞的体外功能表达研究表明，突变蛋白仅保留在内质网中，在细胞膜上未观察到，并且丧失了功能性柠檬酸转运活性。患者在出生后的第一天就出现癫痫发作。
.0005 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、TRP341TER（rs150203483）
2 名克罗地亚同胞（B 族）患有发育性癫痫性脑病 - 25 伴釉质形成不全（DEE25；615905），Hardies et al.（2015）鉴定出SLC13A5基因中的复合杂合突变：c.1022G-A转换（c.1022G-A, NM_177550.4），导致trp341-to-ter（W341X）取代，和一个11-bp的重复（c.1207_1217dup11; 608305.0006），预计会导致移码和提前终止（Pro407ArgfsTer12）。这些突变是通过全基因组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。在Exome Variant Server数据库中发现c.1022G-A突变的频率非常低（0.015%），而在对照数据库中未发现11-bp dup突变。HEK293T 细胞的体外细胞功能表达研究表明，这两种突变均形成了预期大小的截短蛋白，并丧失了功能性柠檬酸转运活性。患者在出生后的第一天就出现癫痫发作。
.0006 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、11-BP DUP、NT1207
讨论 SLC13A5 基因中的 11 bp 重复（c.1207_1217dup11、NM_177550.4），预计会导致移码和提前终止（Pro407ArgfsTer12），该基因在 2 名患有发育性和癫痫性脑病的同胞中发现处于复合杂合状态-25 患有釉质发育不全（DEE25; Hardies 等人（2015），参见 615905），参见 608305.0005。
.0007 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、THR142MET
讨论 c.425C-T 转换（c.425C-T, NM_177550.4），导致 thr142-to-met（T142M） 取代，在 SLC13A5 基因中发现，该基因在 3 个同胞中处于复合杂合状态发育性癫痫性脑病-25伴釉质形成不全（DEE25; Hardies 等人（2015 年），参见 615905），参见 608305.0001。
.0008 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、ASP524HIS
罗马尼亚女孩（D 系）患有发育性癫痫性脑病 25，伴釉质发育不全（DEE25；615905），Hardies et al.（2015）鉴定了SLC13A5基因中的复合杂合突变：c.1570G-C颠换（c.1570G-C, NM_177550.4）导致asp524到his（D524H）的取代跨膜结构域11中的保守残基，以及c.680C-T转换，导致thr227-to-met（T227M; 608305.0002）替代。该患者是从 77 例 EIEE 指标病例中确定的，这些病例接受了 SLC13A5 基因的直接桑格测序。每个未受影响的亲本对于其中一种突变都是杂合的。ExAC数据库中未发现D524H突变，而T227M突变出现频率较低（0.005%）。HEK293T 细胞的体外功能表达研究表明，两种突变蛋白均在细胞膜上正确表达，但均丧失了功能性柠檬酸转运活性。
.0009 发育性和癫痫性脑病 25 伴釉质发育不全
SLC13A5、ARG333TER
来自意大利的 2 名同胞（A 族）患有发育性癫痫性脑病-25 伴釉质生成不全（DEE25；615905），Schossig et al.（2017）在SLC13A5基因的外显子7中发现了一个纯合的c.997C-T转换（c.997C-T, NM_177550.4），导致arg333到ter（R333X）的取代。该突变是通过连锁分析和外显子组测序相结合发现的，根据公共数据库进行筛选，发现在 ExAC 数据库中以杂合状态出现了两次。该突变与家庭中的疾病分离。没有进行该变异的功能研究和患者细胞的研究，但预计该突变会导致功能丧失。一名患者在新生儿期出现癫痫发作，另一名患者在 7 个月大时出现癫痫发作。
