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研究目的:线粒体是细胞氧化磷酸化产生ATP的主要场所,线粒体的健康状况关乎整个细胞生存。线粒体质量控制体系是维持线粒体稳态的重要机制,主要包括线粒体生物合成、线粒体自噬、线粒体非折叠蛋白反应（mitochondrial unfolded protein response,UPRmt）和线粒体融合分裂。线粒体可以通过释放ROS调节线粒体的功能,维持线粒体稳态。高水平ROS造成线粒体氧化应激,低水平ROS在细胞中发挥信号分子的作用。ROS还通过影响多种表观遗传修饰酶,改变相关基因表观遗传学修饰,影响基因表达。推测,线粒体可能通过ROS干预表观修饰酶,改变线粒体质量控制相关基因表观遗传学修饰,维持线粒体稳态。本研究以C2C12细胞为研究对象,用线粒体复合体Ⅰ抑制剂鱼藤酮孵育建立线粒体ROS诱导模型,用线粒体靶向抗氧化剂mito Q建立线粒体ROS清除模型,观察模拟“生理”水平ROS对AMPK、表观遗传修饰酶的表达以及线粒体质量控制相关基因表观遗传学修饰改变对线粒体稳态的影响,探讨组蛋白甲基化修饰在线粒体稳态调控中的作用。研究方法:本研究实验对象为C2C12细胞,分为对照组（DMSO）、鱼藤酮组（ROT）、抗氧化剂组（mito Q）和鱼藤酮+抗氧化剂组（R+M）。经预实验摸索,确定实验中鱼藤酮浓度为20n M,mito Q浓度为60n M,干预时间为48h。用DCFH-DA探针法检测ROS生成水平。用JC-1探针法检测线粒体膜电位ΔΨ,反应线粒体功能。用比色法检测丙二醛（MDA）,反应细胞脂质氧化水平。Western-blotting实验方法检测p-AMPK/AMPK;组蛋白甲基化修饰酶JMJD3、EZH2、JARID1B、MLL;线粒体质量控制相关蛋白PGC-1α、PINK1、BNIP3、LC3Ⅱ/Ⅰ、ATF5、DRP1、MFN2、OPA1蛋白表达量。染色质免疫沉淀（Ch IP）法检测线粒体质量控制相关基因PGC-1α、PINK1、BNIP3、ATF5、DRP1、MFN2、OPA1启动子处H3K27me3和H3K4me3两种组蛋白甲基化修饰。研究结果:（1）鱼藤酮和mito Q调节ROS、线粒体膜电位和MDA水平与DMSO组相比,ROT组ROS和MDA含量显著升高（p<0.05）,线粒体膜电位水平显著降低（p<0.01）。mito Q组ROS含量显著降低（p<0.05）。与ROT组相比,R+M组ROS和MDA含量显著降低（p<0.05）,线粒体膜电位水平显著升高（p<0.05）。（2）鱼藤酮和mito Q对AMPK和表观遗传修饰酶表达的影响与DMSO组相比,ROT组p-AMPK蛋白表达量显著升高（p<0.05）。其他各组蛋白无显著性差异。与ROT组相比,R+M组p-AMPK蛋白有所降低,但未统计出显著性差异。与DMSO组相比,ROT组JMJD3蛋白表达显著升高（p<0.05）,MLL和JARID1B显著性降低（p<0.05）。mito Q组JMJD3和EZH2蛋白表达量显著升高（p<0.05）。与ROT组相比,R+M组JMJD3、EZH2和MLL蛋白表达显著升高（p<0.05）。（3）鱼藤酮和mito Q对线粒体稳态相关基因蛋白表达的影响与DMSO组相比,ROT组PGC-1α、BNIP3、PINK1、ATF5、MFN2、OPA1和DRP1蛋白表达量显著升高（p<0.05）;mito Q组BNIP3和LC3Ⅱ/Ⅰ蛋白表达量显著降低（p<0.05）,ATF5蛋白表达量显著升高（p<0.01）。与ROT组相比,R+M组PGC-1α、BNIP3、LC3Ⅱ/Ⅰ、MFN2和OPA1蛋白表达量显著降低（p<0.05）。（4）鱼藤酮和mito Q对线粒体稳态相关基因H3K27me3修饰的影响与DMSO组相比,ROT组PINK1和DRP1启动子H3K27me3修饰显著降低（p<0.05）,OPA1启动子H3K27me3修饰显著升高（p<0.01）。mito Q组PGC-1α、BNIP3、PINK1、ATF5、DRP1启动子H3K27me3修饰显著降低（p<0.05）。与ROT组相比,R+M组BNIP3启动子H3K27me3修饰显著升高（p<0.05）,ATF5启动子H3K27me3修饰显著降低（p<0.05）。MFN2基因启动子H3K27me3修饰各组间均无显著性差异。（5）鱼藤酮和mito Q对线粒体稳态相关基因H3K4me3修饰的影响与DMSO组相比,ROT组PGC-1α、MFN2、OPA1启动子H3K4me3修饰显著升高（p<0.05）。mito Q组ATF5启动子H3K4me3修饰显著升高（p<0.01）。与ROT组相比,R+M组ATF5启动子H3K4me3修饰显著升高（p<0.05）,MFN2启动子H3K4me3修饰显著降低（p<0.05）。BNIP3、PINK1、DRP1基因启动子H3K4me3修饰各组间均无显著性差异。研究结论:1.我们的研究表明利用鱼藤酮诱导的低水平ROS,可激活AMPK,进而通过上调去甲基化酶JMJD3蛋白,降低PINK1和DRP1启动子H3K27me3富集度（转录抑制效应）,从而促进线粒体分裂和自噬;通过下调JARID1B和MLL蛋白表达,提高PGC-1α、MFN2和OPA1启动子H3K4me3富集度（转录活化效应）,从而上调线粒体生物合成和线粒体融合。2.研究提示,模拟“生理”水平的ROS可通过AMPK调控组蛋白甲基化表观遗传学修饰,进而影响线粒体稳态相关蛋白表达。