背景:Danon病心脏受累患病率及致死率高,且目前缺乏有效的治疗药物。诱导多能干细胞来源的心肌细胞（induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes,iPSC-CMs）不受数量的限制,可通过对iPSCs进行批量诱导大量获得,同时可继承供者的遗传信息,自出现后便被广泛应用于各种遗传性心肌病的研究,包括Danon病。虽然已有对于Danon病心肌表型及心肌细胞功能异常的部分认识,但仍需要继续探寻其发生发展的机制并寻找干预手段。目的:本研究拟构建Danon病患者特异的iPSC细胞系并将其诱导分化为iPSC-CM作为研究平台,对其进行多种组学测序并对结果进行系统分析,以探究Danon病心肌表型相关机制。方法:利用Danon病患者的外周血单核细胞重编程为iPSC并定向分化为iPSC-CM。iPSC通过形态学、核型分析、畸胎瘤实验、流式检测、免疫共聚焦染色及实时定量聚合酶链式反应实验来鉴定。iPSC-CM通过形态学、自主搏动记录、免疫共聚焦染色、自噬体和自噬流检测及糖原贮积检测来鉴定。使用差异分析、富集分析及蛋白网络互作分析等方式分析转录组数据,并将其与公共数据库的数据集进行比较分析。使用差异分析、富集分析及蛋白网络互作分析等方式分析蛋白质组数据,并将其与转录组数据进行关联分析。使用差异分析、富集分析、蛋白基序修饰分析、蛋白激酶及活性预测及蛋白激酶调控网络分析等方式分析磷酸化组数据。使用蛋白印迹分析、细胞代谢分析及膜片钳等方法对组学分析的结果进行验证。结果:建立了稳定传代、形态均一的携带Danon病致病突变的iPSC,其分化得到的iPSC-CM具有自主搏动能力,表达具有心肌细胞特异性的结构蛋白,具有LAMP2蛋白水平明显降低、自噬体累积及自噬流受阻等表型,未观察到明显糖原累积。在转录组分析中,我们发现248个差异表达基因,Danon病组上调基因与糖类及离子的跨膜转运、脂质代谢及细胞外基质的组装等功能有关,下调基因与DNA转录及组蛋白修饰等功能相关。在下载的公共数据集中,共发现114个差异基因,合并分析后,发现仅有RAB31及FLRT2两个共同上调基因。在蛋白质组分析中,我们共筛选出166个差异蛋白,Danon病组上调蛋白与糖酵解相关,下调蛋白与溶酶体相关,蛋白互作网络分析发现上下调各20个蛋白,与转录组关联分析发现仅有HSPA2及CMBL两个共同上调蛋白。在磷酸化组学分析中,我们共鉴定到209种蛋白质上的261个磷酸化位点在Danon病组显著上调,74种蛋白质上的81个磷酸化位点显著下调,上调修饰位点所在蛋白与心室肌细胞动作电位调节等功能显著相关,下调修饰位点所在蛋白与鸟苷三磷酸酶活性调节关系较密切,经激酶活性预测及调控网络分析,我们共筛选出11个可能发挥关键调控作用的蛋白激酶。经验证,我们发现Danon病组iPSC-CM中ALDOA、PGAM2及HSPA2蛋白水平显著升高,VTI1B及SGSH水平无显著变化,糖酵解水平及细胞氧耗率显著增加,动作电位幅度及平均舒张期电位绝对值增加,钙电流密度呈降低趋势。结论:我们通过对Danon病患者来源的iPSC-CM进行表型验证,建立特异性复现Danon病疾病表型的人类心肌细胞模型,可为探索疾病机制或药物治疗提供可靠的平台;转录组数据间及转录组与蛋白组数据异质性较大,其结果的解读需要更多的数据支持;蛋白质组学研究发现,在Danon病iPSC-CM中,参与糖酵解过程的两种酶ALDOA及PGAM2水平升高,与心肌肥厚相关的HSPA2水平升高,基础糖酵解水平及最大糖酵解能力升高,细胞氧耗率增加,其溶酶体功能可能发生改变;蛋白磷酸化组学及电生理研究发现,Danon病iPSC-CM动作电位幅度减低,平均舒张期电位升高,钙电流密度具有减低趋势,蛋白激酶预测分析显示CAMK2活性增高可能,并可能通过介导RYR2 S2808磷酸化水平升高影响细胞电生理活动及收缩能力。