摘要：在五个患有扩张型心肌病（DCM）的家庭中鉴定出一种新的LMNA p.(Glu105Leu)变异，揭示其为约650年前起源的局部始祖变异。对795名DCM患者的基因检测和临床分析表明，携带此变异的先证者通常在六十多岁时出现严重DCM，表现为晚期钆增强、心律失常和传导障碍的高发率。时间至事件分析表明，与其他LMNA变异相比，该变异临床症状发作较晚，无事件生存期有延长趋势。患者成纤维细胞、诱导多能干细胞衍生心肌细胞（iPSC-CMs）和心脏组织的显微成像确认了核LMNA相关结构异常。患者iPSC-CMs表现出明显的肌节紊乱、葡萄糖摄取增加、糖原含量升高、线粒体功能和生物发生减少以及收缩功能延迟。这些发现支持该变异的致病性，并证明其对心肌细胞结构和代谢功能的深远影响。
引言：扩张型心肌病（DCM）是全球心力衰竭和心脏移植的主要原因之一。这种疾病以左心室扩张和无法仅由异常负荷条件或冠状动脉疾病解释的收缩功能障碍为特征。虽然DCM的全部遗传复杂性尚未完全了解，但已知DCM可由15个以上基因的可能致病变异引起，展现了DCM的异质性。LMNA基因是家族性DCM中最常突变的基因之一。
方法：本研究经当地机构审查委员会（METC-2021-0329）批准。所有方法均按照相关指南和规定进行。根据国际标准诊断为DCM的795名患者签署了书面知情同意后采集血样。我们使用一名患者的血样生成了两条独立的iPSC系（称为克隆1和克隆2），并使用商业可用的iPSC系作为对照。详细方法部分可在数据补充中获取。
结果：新型LMNA始祖变异的识别。在我们的795名DCM患者队列中进行的基因检测发现，25名患者（3.1%）存在LMNA中的（可能）致病性（P/LP）变异。在一个特定的P/LP LMNA变异中发现了六名无关先证者：c.313_314delinsTT，p.(Glu105Leu)。这一变异此前已被我们的团队报道。它不存在于基因组聚集数据库（gnomAD，v4.1.0；
对5名先证者和4名家庭成员进行了单倍型分析，以调查变异的起源。在所有先证者中发现了一个覆盖LMNA周围4.62 Mb区域的至少5个STR标记的共享单倍型，这为这些家庭的共同祖先提供了证据（补充图1和2）。通过计算变异的起源年龄（补充图2），我们发现它起源于25.7到26.2代前。假设每代25年，p.(Glu105Leu)变异起源于643到656年前，大约在1400年代。通过家谱研究，我们能够将A、B、C和E家族联系起来。这四个家族的共同祖先生活在十代前的一个荷兰和德国边境的小村庄。D家族在三代之上与其他家族相连，尽管这种联系的确切性质仍不确定。虽然间接证据表明亲属关系可能存在，但仍缺乏明确的家谱证据（补充图3）。
讨论：在这项研究中，我们介绍了在六个DCM家族中鉴定的一种新致病性始祖变异LMNA p.(Glu105Leu)的临床和功能性特征。该疾病的临床表现以男性为主，晚期钆增强、传导障碍和心律失常的高发率，以及比其他LMNA变异更晚的症状首次发作为特征。为了证明该变异的致病性，我们使用具有LMNA p.(Glu105Leu)变异的成纤维细胞、患者心脏组织和iPSC-CMs对该变异进行了功能表征，显示了结构、代谢和功能异常。总之，该变异可以被归类为致病性，与LMNA变异一致，但在显著临床事件和发病年龄方面较为温和。
结论：总之，本研究描述了在DCM中iPSC-CMs中新型致病性LMNA始祖变异p.(Glu105Leu)的特征。临床分析显示，先证者在六十多岁时出现严重DCM，晚期钆增强、心律失常和传导障碍的高发率。值得注意的是，即使尚未发展为DCM的家庭成员也表现出早期电扰动迹象。我们在患者来源的iPSC-CMs中确定了核膜异常、结构变化和代谢功能障碍。这些发现表明，代谢改变可能在LMNA相关DCM的发病机制中起作用，并强调进一步研究探索潜在治疗策略的重要性。
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