ADCY1是腺苷酸环化酶(EC 4.6.1.1)家族中负责合成cAMP的酶的创始成员(Ludwig和Seuwen,2002)。
神经特异性、钙调素敏感的腺苷酸环化酶(I型)首次从牛脑中克隆,与学习和记忆有关。Villacres等人(1993年)克隆了人胎脑I型腺苷酸环化酶基因。
通过对人类胚胎肾细胞cDNA的数据库分析和PCR,Ludwig和Seuwen(2002)克隆了全长ADCY1。推导出的蛋白质含有1119个氨基酸。半定量RT-PCR检测到ADCY1在外周血白细胞中高表达。大脑和除胸腺、前列腺和小肠外的大多数其他组织中检测到中等或低ADCY1水平。
Santos-Cortez等人(2014年)表明,Adcy1在小鼠的整个内耳发育过程中都有表达,该蛋白定位于耳蜗前庭支持细胞和毛细胞的细胞质,以及耳蜗毛细胞核和静纤毛。
Ludwig和Seuwen(2002)确定ADCY1基因包含20个外显子,跨度为145.5 kb。内含子14的剪接供体不遵循通常的剪接位点规则。
通过原位杂交,Villacres等人(1993年)将ADCY1基因映射到7p13-12。Gaudin等人(1994)同样通过体细胞杂交DNA的Southern印迹分析将ADCY1基因定位到7号染色体。
通过荧光原位杂交,Edelhoff等人(1995年)将小鼠同源物映射到A2区域的11号染色体上。
Wang等人(2004年)发现,与野生型小鼠相比,在前脑中Adcy1特异性过表达的转基因小鼠中,长时程增强、物体识别记忆增加、上下文记忆消失速度较慢。ERK/MAPK(见176948)信号的表达在转基因小鼠中增加。
Ansar等人(2004年)最初报告了一个患有常染色体隐性遗传非综合征性耳聋(DFNB44;610154)的巴基斯坦家庭的受影响成员,Santos-Cortez等人(2014年)在ADCY1基因中发现了一个纯合截断突变(103072.0001)。该突变是通过外显子组测序发现并经Sanger测序证实的,在家系中分离出听力损失,在dbSNP、1000基因组项目或外显子变异服务器数据库中或650条种族匹配的控制染色体中均未发现。
小鼠的体感皮层在称为“桶场”的第四层中显示出神经元的模式化、不均匀分布终止于第四层的丘脑皮层传入神经(TCA)被隔离开来,使得每一个桶,即围绕细胞解析中心的一个随时可见的圆柱形神经元阵列,代表一个独特的感受野。TCA树突局限于桶腔和桶壁神经元上的突触,其树突朝向桶中心。瑞士自发发生的“无桶”(brl)突变纯合子小鼠未能形成这种神经元的模式分布,但仍显示出体感皮层的正常拓扑结构(Welker等人,1996年)。尽管没有木桶和TCA树状结构的重叠区域,但根据2-脱氧葡萄糖摄取量判断,单个胡须的大小与野生型小鼠相似。Abdel-Majid等人(1998年)通过对近端11号染色体的精细定位、酶分析、突变分析和针对Adcy1靶向破坏的小鼠纯合子检查,确定Adcy1是brl突变小鼠中被破坏的基因。这些结果为cAMP信号通路参与大脑模式形成提供了第一个证据。
Wei等人(2002年)发现野生型、Ac1-null、Ac8(ADCY8;103070)-null和Ac1-Ac8双基因敲除小鼠对急性疼痛的反应无法区分。然而,缺乏Ac1或Ac8的小鼠对炎症刺激的行为反应显著降低,而Ac1和Ac8双基因敲除小鼠的行为反应更为严重。Ac1和Ac8在2个与疼痛相关的前脑区域,即前扣带皮层和岛叶皮层中均呈高水平表达,在脊髓中呈低水平表达。在前扣带皮层注射腺苷酸环化酶激活剂可以缓解Ac1-Ac8双基因敲除小鼠对有害刺激的反应。
在无管小鼠中,Lu等人(2003)发现功能性AMPA受体减少(例如,见138248),丘脑皮质突触的长时程增强和长期抑制受损,蛋白激酶a(PKA)活性降低;见176911)。作者认为,AMPA受体转运在感觉图形成中起着作用,并通过一条通过ADCY1将钙内流连接到PKA的信号通路进行控制。缺乏ADCY1的无桶小鼠PKA信号通路中断,该通路调节皮层图谱形成所需的突触可塑性。