第一部分:心肌致密化不全新致病基因的筛选及其表达特征变化目的:筛选心肌致密化不全（left ventricular noncompaction,LVNC）的致病基因并进行功能验证,为拓展发病机制、扩大遗传咨询范围和进行早期干预提供依据。方法:收集自2018年1月至2020年12月于重庆医科大学附属儿童医院门诊就诊的3个LVNC家系的血液样本进行全外显子测序（Whole-exome sequencing,WES）,得到3个家系均筛选出的可能致病基因,同时分别构建LVNC患者和正常人来源的诱导多能干细胞-心肌细胞（induced pluripotent stem cells-cardiomyocytes,i PSC-CMs）模型,收取不同时间点的细胞,采用实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time PCR,q PCR）对上述基因进行验证,观察它们在诱导分化过程中的表达特征变化。结果:WES筛选出3个LVNC家系共同的可能致病基因14个,q PCR检测结果提示这些基因在不同的时间点（0d、10d、20d、30 d）表达量发生动态改变,并且表达量在正常组及LVNC组间存在明显差异。结论:3个LVNC家系通过WES筛选出的14个共同的可能致病基因,涉及细胞骨架、细胞极性、钙离子及钾离子调节及能量代谢等方面。第二部分:arh GEF18基因下调在心肌致密化不全中的机制初步探索目的:探讨Rho/Rac鸟嘌呤核苷酸交换因子18（arh GEF18）下调在心肌致密化不全中对于细胞极性及骨架的影响,并初步探讨潜在发病机制。方法:细胞免疫荧光技术检测正常人及患者来源i PSC-CMs上细胞骨架蛋白（vinculin、F-actin、α/β-tublin）及细胞极性蛋白（Par6）在细胞上的荧光强度及定位;Western blot检测细胞骨架及细胞极性相关通路蛋白Rho A、cdc42的蛋白表达量;正常人及患者来源i PSC-CMs进行转录组测序与此家系全外显子测序进行联合分析,结合查阅文献,筛选出可能致病基因;q PCR检测及Western blot检测可能致病基因在i PSC-CMs上m RNA及蛋白表达量。在AC16细胞系（人心肌细胞系）水平构建与i PSC-CMs相似的慢病毒基因实验组和对照组,并行q PCR及Western blot检测各组m RNA及蛋白表达水平;细胞免疫荧光技术检测各组细胞骨架蛋白（vinculin、F-actin、α/β-tublin）及细胞极性蛋白（Par6）的荧光强度及定位;Western blot检测细胞骨架及细胞极性相关通路蛋白Rho A、cdc42的蛋白表达量;细胞划痕实验检测各组细胞迁移能力。结果:与正常组i PSC-CMs相比,患者来源的i PSC-CMs在细胞免疫荧光结果显示细胞骨架蛋白（vinculin、F-actin、α/β-tublin）及细胞极性蛋白（Par6）荧光强度减弱,且均有统计学意义（P＜0.01）;Western blot结果显示细胞骨架及细胞极性相关通路蛋白Rho A、cdc42均明显减少（P＜0.0001）。患者i PSC-CMs转录组测序GO分析提示细胞骨架和细胞极性相关通路Rho GTPase Cycle富集到55个差异基因,且与患者外周血全外显子测序联合分析,结合文献查阅,筛选出arh GEF18为LVNC可能致病基因;q PCR及Western blot检测发现,与正常组i PSC-CMs相比,患者组arh GEF18的m RNA及蛋白表达量均下降（P＜0.01）。在AC16细胞系水平成功构建慢病毒基因敲低组LV-arh GEF18 sh RNA、慢病毒对照组LV-NC的细胞模型;与LV-NC组相比,LV-arh GEF18 sh RNA组细胞骨架蛋白（vinculin、F-actin、α/β-tublin）及细胞极性蛋白（Par6）荧光表达强度均减弱;Western blot结果显示细胞骨架及细胞极性相关通路蛋白Rho A蛋白表达量明显降低（P＜0.0001）,而cdc42蛋白表达量各组无差异（P=0.9359,P＞0.05）;细胞划痕实验结果显示其迁移速率在不同时间点明显下降（24h P=0.0002,P＜0.001;48h P＜0.0001;72h P＜0.0001）。结论:LVNC在细胞水平表现为细胞骨架及细胞极性的改变,结合转录组与全外显子测序联合分析,筛选出arh GEF18为LVNC可能致病基因;在AC16细胞系模型中,arh GEF18的下调,可降低细胞骨架蛋白及细胞极性蛋白的表达量,使细胞骨架和细胞极性发生改变,并可能通过降低RhoA的蛋白水平,影响细胞的迁移能力。综上,arh GEF18的下调可能通过Rho A信号通路引起LVNC的发生。