线粒体紊乱所产生的活性氧分子（Reactive Oxygen Species，ROS）是造成心力衰竭及其它心血管疾病主要病理机制，然而ROS产生的详细过程及生物学效应，尤其对ROS产生的区室化了解甚少。有核细胞线粒体呼吸链复合物I具有特殊的辅助结构蛋白，其中DNUFA13具有特殊结构，一段跨越内膜的结构，并和低化学电势能的铁硫蛋白簇（包括N6a，N6b和N2）相毗邻。本研究证实由于该特殊结构和部位，在适度下调DNUFA13表达水平可产生适量低电化学电势能H2O2，而不产生高化学电势能的超氧阴离子。它们可发挥第二信使生物效应，通过重要类过氧化物酶peroxiredoxin-2上的硫氢键和双硫键间氧化还原的转换，进而调控靶向分子蛋白STAT3形成二硫键，因此形成STAT3二聚体或者多聚体，能够入核而发挥转录因子的生物学效应。我们进一步证明适当下调NDUFA13所产生H2O2可减少心肌缺血再灌注，而减少STAT3表达则可逆转NDUFA13下调诱导的保护作用。本课题科学意义：1）揭示了有核细胞线粒体呼吸链复合物结构蛋白可调控ROS生成，相应产生的H2O2可担当第二信使发挥生物学作用；2）揭示了线粒体ROS产生区室化的分子机制，与蛋白特殊的结构和部位密切相关。本课题为ROS区室化理论提供可靠实验数据，也为临床治疗急性心肌梗死患者缺血心肌保护提供崭新的治疗靶点。