EAAT家族详解：EAAT1、EAAT2、EAAT3、EAAT4、EAAT5

谷氨酸是大脑中最重要的兴奋性神经递质。多种离子型和代谢型受体介导其向神经元传递的兴奋信号。然而，在信号调控中，"关闭"信号与"开启"信号同等重要。兴奋性氨基酸转运体（EAATs）家族通过将谷氨酸回收至神经元和星形胶质细胞，快速清除突触间隙及周围细胞外空间中的谷氨酸，从而终止其兴奋信号。EAATs通过以下机制实现调控：

1. 维持谷氨酸信号的时间保真度：通过清除突触间隙中的谷氨酸，防止初始信号传递后突触后受体被过度激活，从而保障后续信号的准确检测。

2. 维持信号的空间保真度：防止谷氨酸从其释放的突触"逃逸"至非目标区域，避免意外激活突触外或非目标突触的谷氨酸受体。

3. 防止神经毒性：细胞外谷氨酸过量会通过过度激活谷氨酸受体引发神经毒性级联反应，最终导致神经元功能丧失和细胞死亡（称为兴奋性毒性）。

谷氨酸与阴离子的转运机制  

EAATs作为同向转运体，通过以下方式完成转运：每转运一个谷氨酸分子（天冬氨酸也可被转运）进入细胞时，同步将1个K+离子运出细胞，并携带3个Na+和1个H+进入细胞（Alleva et al., 2022）。这种转运依赖于钠离子的电化学梯度，并通过细胞膜上的EAAT同源或异源三聚体实现（Kovermann et al., 2022）。值得注意的是，EAATs不仅是谷氨酸转运体，还能在谷氨酸转运周期中作为氯离子通道（Cl+）开放（Otis & Jahr, 1998）。

功能扩展 

-星形胶质细胞的EAAT2（GLT-1）承担了约90%的谷氨酸清除任务，其功能缺陷与阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化等神经退行性疾病直接相关。  

-EAAT5主要在视网膜表达，其氯离子通道特性参与视觉信号处理。  

-β-内酰胺类抗生素（如头孢曲松）可通过激活NF-κB通路上调EAAT2表达，发挥神经保护作用。

图1：谷氨酸和阴离子通过EAATs运输

最近发表的数据表明，EAAT5（谷氨酸/天冬氨酸转运蛋白5）是EAAT家族中视网膜特异性的成员，它不仅作为谷氨酸的转运蛋白，还在视锥光感受器中作为谷氨酸门控的Cl?通道发挥作用。

当EAATs将谷氨酸摄取到胶质细胞中时，谷氨酸会被转化为谷氨酰胺，随后被运回突触前神经元，在那里再转化为谷氨酸，并通过VGLUTs（囊泡谷氨酸转运蛋白）的作用被摄取到突触小泡中。这一过程被称为谷氨酸-谷氨酰胺循环，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）被释放并结合到离子型和代谢型受体（AMPA受体/GluA、海人酸受体/GluK、NMDA受体/GluN、mGluRs）。

(2) 谷氨酸主要通过谷氨酸/天冬氨酸转运蛋白（EAAT）1/2被星形胶质细胞摄取，部分通过EAAT3被神经元摄取。

(3) 星形胶质细胞中的谷氨酰胺合成酶将谷氨酸（Glu）转化为谷氨酰胺（Gln）。

(4) 突触惰性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）重新转化为谷氨酸（Glu）。

(6) 谷氨酸通过囊泡谷氨酸转运蛋白（VGLUTs）被转运到囊泡中，准备进行下一轮的传递。

EAATs的分布

EAAT家族目前共有5个成员，即EAAT1至EAAT5，它们的谷氨酸摄取动力学、氯离子通透性程度以及分布各有不同。

-EAAT1（GLAST）：在脑中广泛分布于星形胶质细胞（包括小脑的Bergmann胶质细胞和视网膜的Müller胶质细胞），是小脑和视网膜中谷氨酸的主要收集者。在小脑皮层等区域的表达量较高。

-EAAT2（Glt-1）：是除小脑和视网膜外其他脑区的主要谷氨酸转运蛋白，尤其在海马和皮层中最为突出。在所采样的所有脑区中，其表达量大多处于较高水平，如在视觉皮层中处于99百分位。

-EAAT3：主要存在于兴奋性和抑制性神经元的胞体和树突中。

-EAAT4和EAAT5：主要在神经系统中发挥作用，且被认为主要作为谷氨酸门控的氯离子通道调节神经信号。其中EAAT5是视网膜特异性的成员，主要在视锥光感受器和双极细胞等的突触部位以斑点状表达，与谷氨酸释放位点密切相关。

EAAT1：

EAAT1，也被称为GLAST-1，在中枢神经系统（CNS）中广泛表达，并且在小脑的星形胶质细胞和Bergmann胶质细胞中高表达。在视网膜中，EAAT1在Müller细胞中表达。强大的EAAT表达，特别是EAAT1，是成年神经干细胞（NSC）表型的广泛使用标记。提供几种经过基因敲除（KO）验证的抗体，用于检测EAAT1。

图3：在野生型（WT）和基因敲除（KO）小鼠小脑中EAAT1的间接免疫染色，使用兔多克隆抗EAAT1（Cat：#250 113，稀释度1:5000；红色）。 

图4：使用豚鼠多克隆抗EAAT1（Cat：#250 114，稀释度1:500；红色）和兔抗parvalbumin（Cat：#195 002，稀释度1:500；绿色）对PFA固定的鼠小脑进行间接免疫染色。细胞核通过DAPI染色显示（蓝色）。

EAAT2：

EAAT2，也被称为GLT-1，是大脑中含量最丰富的谷氨酸转运蛋白。它主要定位于星形胶质细胞的分支中，并在小脑和海马中高度表达。最近的研究发现，在阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease）、多发性硬化症（Multiple Sclerosis）和肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS）等多种神经退行性疾病中，EAAT2的表达量有所减少。在此背景下，值得注意的是，γ-分泌酶的活性亚基前体蛋白1（Presenilin 1, PS1）能够直接与EAAT2相互作用，并影响该转运蛋白在细胞表面的定位。

为了检测EAAT2，我们提供了经过基因敲除（KO）验证的优质多克隆兔和豚鼠抗体。此外，还有一种小鼠单克隆抗体，在Western Blot（WB）、免疫细胞化学（ICC）、免疫组织化学（IHC）和福尔马林固定石蜡包埋（IHC-P）等应用中表现出色。

图5：在杂合子（+/-）和基因敲除（-/-）小鼠的新皮层中EAAT2的间接免疫染色（Cat：#250 203，稀释度1:2000；红色）。

图6：使用抗EAAT2（Cat：#250 204，稀释度1:500；红色）和小鼠抗MAP2（Cat：#188 011，稀释度1:500；绿色）对PFA固定的鼠海马神经元进行间接免疫染色。细胞核通过DAPI染色显示（蓝色）。

EAAT3：

EAAT3，也被称为EAAC1或SLC1A1，是大脑中的“神经元”谷氨酸转运蛋白，主要定位于大脑皮层、海马、纹状体和基底神经节的轴突末梢和树突。最新的研究结果表明，EAAT3的表达与强迫症（OCD）之间存在联系。在中枢神经系统之外，EAAT3还存在于肺、小肠、骨骼肌、肾外髓层、髓射线和皮质中。

为了检测EAAT3，我们提供了两种出色的多克隆兔抗体。

图7：使用兔多克隆抗EAAT3（Cat：#250 313）对大鼠脑突触膜组分（LP1）进行免疫印迹分析。

EAAT4：

EAAT4，也被称为SLC1A6，是一种主要的神经元谷氨酸转运蛋白。它主要定位于小脑的浦肯野细胞上，同时在前脑和中脑的某些亚区域也有少量表达。最新的研究表明，EAAT4的表达呈现出与醛糖酶C（zebrin）相似的矢状带状模式，形成了具有高、低水平EAAT4的分子多样性浦肯野细胞微区域。与EAAT1和EAAT2相比，EAAT4的谷氨酸转运能力较低，因此一些研究者推测EAAT4在生理上主要作为阴离子通道发挥作用。

新推出的两种针对EAAT4的兔多克隆抗体表现出色。

图8：使用兔抗EAAT4抗体（Cat：#250 413，稀释度1:500，红色）和豚鼠抗Calbindin抗体（Cat：#214 318，稀释度1:500，绿色）对甲醛固定的鼠小脑切片（矢状面）进行间接免疫染色。细胞核通过DAPI染色显示（蓝色）。

图9：使用兔抗EAAT4抗体（Cat：#250 413，稀释度1:500，红色）和豚鼠抗Calbindin抗体（Cat：#214 318，稀释度1:500，绿色）对甲醛固定的鼠小脑切片（冠状面）进行间接免疫染色。细胞核通过DAPI染色显示（蓝色）。

EAAT5：

EAAT5蛋白，有时也被称为AAAT，主要存在于脊椎动物的视网膜中，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转运蛋白聚集在视杆和视锥细胞突触前活性区的突触带下方，正好位于谷氨酸释放的区域，能够高效地捕获刚刚释放的谷氨酸。抑制EAAT5的研究表明，这种蛋白对于视网膜中甘氨酸能无长突细胞（AII无长突细胞）的时间信号分辨率非常重要。在中枢神经系统之外，EAAT5还在肝脏、肾脏、肠道、心脏、肺和肌肉中表达。

我们提供了一种经过基因敲除（KO）验证的豚鼠多克隆抗EAAT5抗体。基因敲除验证是一种确保抗体特异性的方法，通过CRISPR-Cas9基因组编辑技术，验证抗体是否能够特异性地识别其靶标蛋白。这种验证方法可以提高抗体在研究中的可靠性和可重复性。

图10：使用兔抗EAAT5抗体（Cat：#250 504，稀释度1:2000；红色）对野生型（WT）和基因敲除（KO）小鼠视网膜进行间接免疫染色。组织经4%甲醛固定，，使用1% SDS进行抗原修复。 

图11：使用豚鼠抗EAAT5抗体（Cat：#250 504，稀释度1:1000，DAB；棕色）对甲醛固定的石蜡包埋（FFPE）小鼠回肠切片进行间接免疫染色。细胞核通过苏木精染色显示（蓝色）。