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EAAT转运体家族的多重面貌--‘关闭’的调控者

发布者：艾美捷科技发布时间：2024-11-26

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引言

谷氨酸是大脑中最重要的兴奋性神经递质。许多不同类型的离子型和代谢型受体介导其对神经元的刺激信号。但是，就像开关一样，“关闭”信号和“开启”信号同样重要。兴奋性氨基酸转运体（EAATs）家族通过将谷氨酸回收回神经元和星形胶质细胞，迅速从突触间隙和周围细胞外空间中移除谷氨酸，从而帮助终止谷氨酸的兴奋信号。通过这种方式，EAATs管理：

1、维持谷氨酸信号的时间保真度。通过从突触间隙中移除谷氨酸，它们防止了初始信号发送后对突触后受体的过度刺激，这会损害对下一个到达信号的检测。

2、维持信号的空间保真度，防止谷氨酸从其释放的突触中“逃逸”，并刺激意外的突触外或突触谷氨酸受体。

3、保护神经元免受细胞外空间中过量谷氨酸的毒性作用。谷氨酸受体的加剧或持续激活启动了一系列神经毒性反应，最终导致神经元功能丧失和细胞死亡，这被称为兴奋毒性。

谷氨酸和阴离子的运输

EAATs作为共转运蛋白工作，通过将一个K+离子从细胞外运输出，同时将谷氨酸神经递质/分子（也可以运输天冬氨酸）和三个Na+离子以及一个H+离子带入细胞内（Alleva et al., 2022），见图1（改编自Freidman et al., 2020）。这种运输依赖于钠离子的电化学梯度，并且由细胞膜上的EAATs的同源或异源三聚体促进（Kovermann et al., 2022）。

EAATs不仅是谷氨酸转运体，还是阴离子通道（Cl+），它们在谷氨酸运输周期内的转换响应中打开（Otis & Jahr, 1998）。

图1:EAAT对谷氨酸和阴离子的运输

最近发表的数据表明，EAAT5是EAAT家族中特定于视网膜的成员，它不仅作为谷氨酸的导入器，还作为谷氨酸门控的Cl-通道，特别是在视锥细胞中（Lukasiewcz et al., 2021）。

当谷氨酸通过EAATs被吸收进入胶质细胞时，它被转化为谷氨酰胺，随后被运输回突触前神经元，再转化为谷氨酸，并由VGLUTs的作用被吸收进突触小泡中。这个过程被称为谷氨酸-谷氨酰胺循环（Andersen & Schousboe, 2023），见图2。

图2：谷氨酸能神经元与星形胶质细胞之间的谷氨酸-谷氨酰胺循环。

(1) 谷氨酸（Glu）被释放并与离子型和代谢型受体（AMPAR/GluA, KainateR/GluK, NMDAR/GluN, mGluRs）结合。(2) 谷氨酸主要由星形胶质细胞通过兴奋性氨基酸转运体EAAT 1/2吸收，部分由神经元通过EAAT3吸收。(3) 星形胶质细胞的谷氨酰胺合成酶将谷氨酸（Glu）转化为谷氨酰胺（Gln）。(4) 突触不活跃的谷氨酰胺从星形胶质细胞转移到神经元。(5) 谷氨酰胺（Gln）通过线粒体谷氨酰胺酶1（GLS1）被转化回谷氨酸（Glu）。(6) 谷氨酸通过囊泡谷氨酸转运体（VGLUTs）被转运进小泡，并准备好进行下一轮的传递。

EAAT的分布

EAAT家族目前由5个成员组成，分别是EAAT1到EAAT5，它们在谷氨酸摄取动力学、氯离子通透性和分布程度上各不相同（Todd & Harding, 2020），见表1。

表1：

protein	gene	molecular mass (mouse)	Cl-conduct.	tissue distribution
EAAT1	SLC1A3	~ 60 kDa	mod.	Astroglia (low level in lung, spleen, skeletal muscle and testis)
EAAT2	SLC1A2	~ 62 kDa	low	mainly astroglia; mediates >90% of CNS glutamate reuptake
EAAT3	SLC1A1	~57 kDa	mod.	all neurons – located on dendrites and axon terminals, epithelial cells of the kidney and the gastrointestinal tract (low level in lung, kidney, skeletal muscle and small intestine)
EAAT4	SLC1A6	~61 kDa	high	neurons (postsynaptic, dendritic spines) in cerebellum
EAAT5	SLC1A7	~60 kDa	high	CNS: predominantly retina

EAAT1:

EAAT1，也称为GLAST-1，在整个中枢神经系统中表达，在小脑的星形胶质细胞和Bergmann胶质细胞中高度表达。在视网膜中，EAAT1在Müller细胞中表达。

稳健的EAAT表达，特别是EAAT1，是成人神经干细胞（NSC）表型的广泛使用的标志物（Rieskamp等人，2023）。

我们提供几种经KO验证的抗体用于检测EAAT1。

EAAT1产品
货号	名称	应用	规格
250 103	EAAT1,rabbit,polyclonal,affinity purified K.O. extracellulardomain	WB	50 μg
250 113	EAAT1,rabbit,polyclonal,affinity purified K.O. cytoplasmic domain	WB IP ICC IHC	50 μg
250 114	EAAT1,Guinea pig,polyclonal,antiserum cytoplasmic domain	WB ICC IHC IHC-P	100μl
250 116	EAAT1,chicken,polyclonal,IgY fraction cytoplasmic domain	WB ICC IHC	200 μl
250-11P	EAAT1,control peptide cytoplasmic domain		100 μg
250-1P	EAAT1,control peptide extracellulardomain		100 μg

图3：用兔多克隆抗EAAT1（目录号250 113，稀释度1:5000；红色）对野生型（WT）和敲除型（KO）动物的小鼠小脑中的EAAT1进行间接免疫染色。图片提供：奥斯陆大学基础医学研究所解剖学系周云和Niels Christian Danbolt

图4:PFA固定的小鼠小脑用豚鼠多克隆抗EAAT1（目录号250 114，稀释度1:500；红色）和兔抗细小白蛋白（目录号195 002，稀释度1:100；绿色）进行间接免疫染色。DAPI染色（蓝色）显示细胞核。

EAAT2:

EAAT2，也称为GLT-1，是大脑中EAATs中含量最丰富的。它主要位于星形胶质细胞分支，分别在小脑和海马体中高度表达（Yeung等人，2021）。最近，Dahlmanns等人在2023年综述了几种神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、多发性硬化症和肌萎缩侧索硬化症（ALS），发现EAAT2减少。在此背景下，值得注意的是，γ分泌酶的活性亚基早老素1（PS1）直接与EAAT2相互作用，并影响转运蛋白的细胞表面定位（Perrin等人，2024）。

对于EAAT2的检测，我们可以提供优秀的、KO验证的、多克隆的兔和豚鼠抗体。此外，还有一种小鼠单克隆抗体，在WB、ICC、IHC和FFPE（IHC-P）应用中显示出优异的结果。

EAAT2产品
货号	名称	应用	规格
250 203	EAAT2,rabbit,polyclonal,affinity purified (K.O. extracellular domain	WB IHC IHC-P	50 μg
250 204	EAAT2,Guineapig,polyclonal,antiserum (K.O. extracellular domain	WB ICC IHC IHC-P	100 μl
250 211	EAAT2,mouse,monoclonal,purified IgG extracellular domain	WB ICC IHCIHC-P	100 μg
250-2P	EAAT2,control peptide extracellular domain		100 μg

图5：杂合子（+/-）和敲除（-/-）小鼠新皮层中EAAT2的间接免疫染色（分类号250 203，稀释度1:2000；红色）。图片提供：奥斯陆大学基础医学研究所解剖学系周云和Niels Christian Danbolt

图6:PFA固定的大鼠海马神经元用抗EAAT2（目录号250 204，稀释度1:500；红色）和小鼠抗MAP2（目录编号188 011，稀释度1:100；绿色）进行间接免疫染色。DAPI染色（蓝色）显示细胞核。

EAAT3:

EAAT3，也称为EAAC1或SLC1A1，是大脑中的“神经元”谷氨酸转运蛋白，主要位于轴突末端和大脑皮层、海马、纹状体和基底节的树突（Escobar等人，2019）。最新的研究结果假设EAAT3表达与强迫症（OCD）之间存在联系，Escobar等人于2019年对此进行了综述。中枢神经系统外的EAAT3可以在肺、小肠、骨骼肌、肾外髓质、髓质射线和皮质中发现（Todd&Hardingham，2020）。

我们的产品组合中提供2种优秀的多克隆兔抗体。

EAAT3产品
货号	名称	应用	规格
250 303	EAAT3,rabbit,polyclonal,affinity purified currently not available	ICC IHC	50 μg
250 303	cytoplasmic domain	ICC IHC	50 μg
250 313	EAAT3,rabbit,polyclonal,affinity purified cytoplasmic domain	WB	50 μg
250-31P	EAAT3,control peptide cytoplasmic domain		100 μg

图7:用兔多克隆抗EAAT3（目录号250 313）对大鼠脑突触膜部分（LP1）中的EAAT3进行免疫印迹。

EAAT4:

EAAT4，也称为SLC1A6，是一种主要的神经元谷氨酸进口商。它主要位于小脑的浦肯野细胞上，在前脑和中脑的某些亚区有一些稀疏的表达（Massie等人，2008）。最近的数据显示，EAAT4的表达遵循类似于醛缩酶C（zebrin）表达的副矢状带模式，产生了EAAT4水平高低的分子多样性浦肯野细胞的微区（Malhotra等人，2021）。与EAAT1和EAAT2相比，EAAT4的谷氨酸转运能力相当低，因此一些研究人员推测EAAT4在生理上主要作为阴离子通道发挥作用（Suslova等人，2023）。

我们的产品组合中新增了2种针对EAAT4的优秀兔多克隆抗体。

图8：甲醛固定的小鼠小脑切片（矢状）兔抗EAAT4抗体（目录号250 413，稀释度1:500，红色）和豚鼠抗Calbindin抗体（目录编号214 318，稀释度1:100，绿色）的间接免疫染色。DAPI染色（蓝色）显示细胞核。

图9：甲醛固定的小鼠小脑切片（冠状）兔抗EAAT4抗体（目录号250 413，稀释度1:500，红色）和豚鼠抗Calbindin抗体（目录编号214 318，稀释度1:100，绿色）的间接免疫染色。DAPI染色（蓝色）显示细胞核。

EAAT5:

EAAT5蛋白，有时也称为AAAT，主要存在于脊椎动物视网膜中，在那里它（与EAAT2一起）将谷氨酸转运到视杆细胞、视锥细胞和视杆双极细胞中。EAAT5转运蛋白聚集在突触前杆和锥活性区的突触带下方，位置完美，可以捕获最近释放的谷氨酸。对EAAT5的抑制表明，该蛋白对视网膜中甘氨酸能无长突细胞（AII无长突细胞）的时间信号分辨很重要（Tang等人，2022）。在中枢神经系统外，EAAT5也在肝脏、肾脏、肠道、心脏、肺和肌肉中表达。我们提供了一种针对EAAT5的多克隆豚鼠KO验证抗体。

EAAT5产品
货号	名称	应用	规格
250 504	EAAT5, Guinea pig, polyclonal, antiserum	IHC IHC-P	100 ?l

图10：野生型（WT）和敲除型（KO）动物小鼠视网膜中EAAT5的间接免疫染色（分类号250 504，稀释度1:2000；红色）。根据（Gehlen等人，2021），用4%甲醛浸泡固定组织，用1%SDS进行抗原修复。图片提供：Christoph Aretzweiler von Schwartzenberg和Frank Müller，德国Forschungszentrum Jülich生物信息处理、分子和细胞生理学研究所（IBI-1）

图11：用豚鼠抗EAAT5抗体（目录号250 504，稀释1:1000，DAB；棕色）对福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）小鼠回肠切片进行间接免疫染色。苏木精染色（蓝色）显示细胞核。

产品：

货号	名称	应用	规格
250 103	EAAT1,rabbit,polyclonal,affinity purified(K.0. extracellular domain	WB	50 μg
250 113	EAAT1,rabbit,polyclonal,affinity purified(K.O.) cytoplasmic domain	WB IP ICC IHC	50 μg
250 114	EAAT1,Guineapig,polyclonal,antiserum cytoplasmic domain	WB ICC IHCIHC-P	100 μl
250 116	EAAT1,chicken,polyclonal,IgY fraction cytoplasmicdomain	WB ICC IHC	200μl
250-11P	EAAT1,control peptide cytoplasmicdomain		100pg
250-1P	EAAT1,control peptide extracellular domain		100 μg
250 203	EAAT2,rabbit,polyclonal,affinity purified(K.O.) extracellulardomain	WB IHC IHC-P	50 μg
250 204	EAAT2,Guinea pig,polyclonal,antiserum (K.0. extracellular domain	WB ICC IHC IHC-P	100 μl
250 211	EAAT2,mouse,monoclonal,purified IgG extracellular domain	WB ICC IHCIHC-P	100pg
250-2P	EAAT2,control peptide extracellular domain		100 μg
250 303	EAAT3,rabbit,polyclonal,affinity purified currently not available cytoplasmic domain		50 μg
250 303		CC IHC	50 μg
250313	EAAT3,rabbit,polyclonal,affinity purified cytoplasmic domain	WB	50 pg
250-31P	EAAT3,control peptide cytoplasmicdomain		100 μg
250 403	EAAT4,rabbit,polyclonal,affinity purified	WB	50 μg
250 413	EAAT4, rabbit, polyclonal, affinity purified	WB ICC IHC IHC-P	50 ?g
250 504	EAAT5, Guinea pig, polyclonal, antiserum	IHC IHC-P	100 ?l

文献参考：

Alleva et al., 2022: Molecular Basis of Coupled Transport and Anion Conduction in Excitatory Amino Acid Transporters. PMID: 33587237

Andersen & Schousboe, 2023: Glial Glutamine Homeostasis in Health and Disease. PMID: 36322369

Dahlmanns et al., 2023: Glial Glutamate Transporter-Mediated Plasticity: System xc-/xCT/SLC7A11 and EAAT1/2 in Brain Diseases. PMID: 37005761

Escobar et al., 2019: The Neuronal Glutamate Transporter EAAT3 in Obsessive-Compulsive Disorder. PMID: 31803055

Freidman et al., 2020: Amino Acid Transporters and Exchangers from the SLC1A Family: Structure, Mechanism and Roles in Physiology and Cancer. PMID: 31981058

Kovermann et al., 2022: Cellular Physiology and Pathophysiology of EAAT Anion Channels. PMID: 35087380

Lukasiewcz et al., 2021: EAAT5 Glutamate Transporter-Mediated Inhibition in the Vertebrate Retina. PMID: 34025361

Malhotra et al., 2021: Climbing Fiber-Mediated Spillover Transmission to Interneurons Is Regulated by EAAT4. PMID: 34400517

Massie et al., 2008: High-affinity Na+/K+-dependent glutamate transporter EAAT4 is expressed throughout the rat fore- and midbrain. PMID: 18770868

Otis & Jahr, 1998: Anion currents and predicted glutamate flux through a neuronal glutamate transporter. PMID: 9736633

Perrin et al., 2024: Identification of PS1/gamma-secretase and glutamate transporter GLT-1 interaction site. PMID: 38499151

Rieskamp et al., 2023: Excitatory amino acid transporter 1 supports adult hippocampal neural stem cell self-renewal. PMID: 37534178

Suslova et al., 2023: Apo state pore opening as functional basis of increased EAAT anion channel activity in episodic ataxia 6. PMID: 37538371

Tang et al., 2022: Glutamate Transporters EAAT2 and EAAT5 Differentially Shape Synaptic Transmission from Rod Bipolar Cell Terminals. PMID: 35523583

Todd & Hardingham, 2020: The Regulation of Astrocytic Glutamate Transporters in Health and Neurodegenerative Diseases. PMID: 33348528

Yeung et al., 2021: EAAT2 Expression in the Hippocampus, Subiculum, Entorhinal Cortex and Superior Temporal Gyrus in Alzheimer’s Disease. PMID: 34588956

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