背景限制型心肌病是最罕见的心肌病类型,由于心肌顺应性降低,患者的心室舒张功能受损。目前的国内外研究现状是已有的遗传性限制型心肌病报道十分有限,虽然已定位了部分相关基因,但具体遗传位点的致病性、相关分子致病机制及信号通路探索仍有待完善。SLC4A3编码细胞膜上酸碱离子转运蛋白AE3,介导跨膜Cl-内运和HCO3-外运,高表达于心肌突变可以引起细胞系及动物心肌细胞的离子转运异常,影响细胞内pH值。该离子通道的功能在细胞经受缺血、缺氧打击及细胞外酸中毒时维持稳态起关键作用。本研究是首个应用iPSC-CMs模型研究携带新发SLC4A3基因突变的限制型心肌病患者表型及机制的研究。目的建立罕见限制型心肌病特异性iPSC-CMs模型,验证限制型心肌病细胞模型表型特征,研究新发SLC4A3基因突变与RCM疾病发生的相关性,并对其致病机制进行探究。方法采集携带SLC4A3（c.3629C>A,p.S1210X）杂合突变的限制型心肌病病人来源和正常对照人群来源的外周血单个核细胞通过episome质粒转染诱导的方法建立病人特异性诱导多能干细胞系,建立CRISPR/Cas9单基因点突变修复多能干细胞系,挑选生长良好的细胞克隆并将其定向分化为心肌细胞。以膜片钳、微电极阵列技术（MEA）研究病人特异性心肌细胞离子通道、动作电位及收缩的变化,建立疾病模型。通过胞内pH值测定评价突变AE3蛋白功能变化。基于RNA转录组、质谱法蛋白组测定技术研究疾病心肌细胞表达谱的变化,探究SLC4A3突变致病机制。结果使用携带SLC4A3基因突变的限制型心肌病患者外周血PBMCs成功重编程获得患者特异性iPSCs,经验证确定其多能干细胞特性及患者来源身份。对患者所携带的SLC4A3杂合突变基因型进行了CRISPR/Cas9点突变修复,成功获得修复基因型iPSCs细胞系,诱导得到经验证的心肌细胞。通过单细胞膜片钳技术检测iPSC-CMs电生理特性,RCM疾病组心肌细胞自发动作电位时程显著缩短,舒张期膜电位减低,L型钙通道电流显著减弱,失活曲线左移,失活后恢复延迟。点突变修复心肌动作电位及钙通道功能均较疾病组有所恢复。MEA技术观察到疾病组细胞完全复极化至下一次兴奋时长缩短,同时兴奋-收缩延迟较短,提示诱导心肌细胞模型具有限制型心肌病特征。qPCR及间接免疫荧光染色成像提示SLC4A3无义突变所形成的AE3蛋白表达水平与对照基本一致,心肌细胞静息状态下pHi未受到影响,面对胞内碱性打击时,RCM疾病组细胞跨膜碱当量运输速率显著减低,修复组具有修复效应。转录组学结合蛋白组学分析发现,与修复组相比,疾病组iPSC-CMs的缺氧刺激相关代谢通路、细胞外基质相关通路发生显著变化,同时HCM、DCM、肌节结构相关通路显著下调。结论成功诱导获得携带SLC4A3（c.3629C>A,p.S1210X）杂合突变的限制型心肌病患者诱导多能干细胞-心肌细胞系及突变修复细胞系,经表型及功能验证,推断SLC4A3基因突变导致其疾病表型。该杂合突变可导致AE3蛋白跨膜酸碱离子运输功能异常,携带突变的心肌细胞缺氧刺激相关代谢通路、心肌兴奋-收缩耦联相关通路、细胞黏附及胞外基质稳态相关通路发生显著的表达异常。SLC4A3点突变修复可改善iPSC-CMs的疾病表型及异常表达谱。