線粒體表觀遺傳學研究進展

柳瑩 高麗 馮俊榮

（煙臺大學海洋學院，煙臺 264005）

作為真核細胞內部最重要的細胞器之一，線粒體（mitochondrion）是細胞進行有氧呼吸的重要場所，承擔著能量制造的主要任務。除此之外，線粒體還具有細胞周期的調節、細胞凋亡的調控［1］、細胞內Ca2+動態平衡的維系［2］等重要的功能。傳統的共生學說認為線粒體最初來源于被吞噬的細菌，因此線粒體內含有環狀閉合雙鏈DNA組分，在遺傳上具有一定的獨立性，與核基因組DNA 相比，線粒體DNA（mitochondrion DNA，mtDNA）使用的遺傳密碼表也略有差異。在不同的組織細胞中，線粒體的數量差異較大，從幾個到幾千個不等。線粒體DNA由于暴露在高濃度活性氧的環境中，自身缺乏蛋白的保護及損傷修復系統，因此更容易受到氧化損傷且突變率較高［3］。因為mtDNA具有母系遺傳且幾乎不發生基因重組的特性，所以長期以來被當做是重要的分子標記，用于群體遺傳學及演化生物學的研究，如現代人類進化譜系的構建及遷移路線的確立等。

1 線粒體DNA的甲基化特征

1.1 線粒體DNA的結構特征

真核生物線粒體基因組為環狀DNA，其中外環DNA單鏈由于分子量較大而被稱為重鏈（Heavy strand，H strand），內環DNA單鏈由于分子量較小而被稱為輕鏈（Light strand，L strand）。mtDNA的兩條鏈都有編碼功能且基因排列緊密，除了一個包含有兩個啟動子、負責復制和轉錄起始的控制區（Displacement loop，D-loop）之外，基因間無內含子序列，部分基因還存在有重疊現象。這兩條鏈被轉錄為較大的多順反子轉錄前體，進而被加工成獨立的功能單位，共含有37個基因，包括兩個rRNA基因（16SrRNA，12SrRNA），22個tRNA基因以及13個疏水蛋白基因（細胞色素b，細胞色素c氧化酶亞基COI，COII和COIII，ATP合成酶亞基ATPase6和ATPase8，NADH脫氫酶亞基ND1，ND2，ND3，ND4，ND4L，ND5，ND6）［5］。 其 中 L 鏈 僅 編 碼ND6和7個tRNA基因，其余均由H鏈編碼。

1.2 線粒體的DNA甲基化酶

在真核細胞中已發現有多種DNA甲基化酶的存在，其中DNMT3 蛋白質家族負責甲基化核苷酸的初始合成（從頭甲基化），DNMT1 蛋白質家族負責復制過程中已有甲基化模式的維系（維持甲基化），而DNMT2 蛋白質家族則負責tRNA的甲基化［6］。在線粒體中，通常由DNMT1的同型mtDNMT1負責胞嘧啶5'位置甲基的添加。mtDNMT1雖然由核DNA編碼，但是合成后被定位至線粒體內發揮作用。后來，在線粒體中又發現了甲基化酶DNMT3A［7］和DNMT3B［8］。研究證明了從頭甲基化酶DNMT3A和DNMT3B不僅可以將胞嘧啶轉化為5mC，還具有氧化還原依賴性的脫羥甲基化酶（dehydroxymethylase）活性，可以將5hmC轉化為胞嘧啶，因此在基因的表達調控過程中起到了重要的作用［9］。

1.3 線粒體的DNA甲基化模式

在真核生物nDNA中，絕大多數的甲基化位點是CpG二核苷酸序列之中的胞嘧啶，在mtDNA中也發現了類似的情況［4］。在真核生物中，由于甲基化的胞嘧啶可以自發性地脫氨形成胸腺嘧啶，這一突變很難被DNA 修復機制所識別糾正，隨著時間的推移，基因組中的CpG含量會逐漸降低。以人類基因組為例，其中CpG含量約為1%，遠遠低于理論上4.4%的出現概率［10］，其中70%-80%的CpG處于甲基化狀態，非甲基化的CpG不是均勻分布在基因組上，而是成簇出現形成CpG密度較高的區域，即CpG島［11］。在mtDNA中CpG含量約為2.65%，缺乏CpG島的存在，但整體的甲基化水平較低［12］。

對人體mtDNA的分析表明，對不同的細胞和組織而言，線粒體內甲基化胞嘧啶的分布呈現出較為保守的分布模式，只有特定樣本的部分區域出現了較大差異，顯示出明顯的時間和功能特征，如大腦和血液［13］。對人類和小鼠血液細胞mtDNA的D-loop區的研究發現，DNA甲基化主要發生于重鏈的啟動子區和保守序列區，其作用可能是調節線粒體DNA的復制或轉錄［14］。令人意外的是，DNA甲基化的主要位點不是動物中常見的CpG二核苷酸，而是只有在植物和真菌中發現過的非CpG二核苷酸。在小鼠胚胎干細胞線粒體中DNMT1、DNMT3A和DNMT3B的失活將導致CpG序列的甲基化水平下降，但非CpG序列的甲基化水平則不受影響［14］。

1.4 線粒體的DNA羥甲基化模式

雖然早在1972年就在哺乳動物nDNA中發現了5hmC的存在［15］，但是其產生機制直到2009年才得以揭示。對小鼠腦組織的研究表明，TET（ten-eleven translocation）蛋白家族具有將5mC轉化為5hmC的能力［16］，其后5hmC將通過一系列途徑被胞嘧啶取代，從而實現DNA的去甲基化過程。值得注意的是，5hmC的產生被認為是DNA氧化損傷的產物，與許多腦組織疾病的產生密切相關［17］。對于線粒體而言，其DNA所處環境中活性氧自由基的含量較高，更易受到氧化損傷。對小鼠胚胎干細胞中的研究中發現，mtDNA中5hmC的密度要顯著高于nDNA［18］。在線粒體中，5hmC有可能作為5mC去甲基化過程的中間產物存在，從而和DNMT及TET蛋白一起，在基因表達調控過程中發揮重要作用［14］。

2 線粒體DNA甲基化對于基因表達的調控

2.1 線粒體DNA的甲基化調控

在真核生物nDNA中，基因數目眾多，表達狀態復雜多變。對特定基因而言，可以通過改變啟動子區CpG島的甲基化狀態來上調或下調其轉錄水平。而在mtDNA中，只有D-loop中含有啟動子序列，其余絕大多數序列為編碼序列，負責合成呼吸鏈的重要組分。因此，線粒體DNA的表達應與其甲基化狀態密切相關，以應對細胞內部時刻變化的動力需求［11］。除此之外，線粒體DNA甲基化模式的改變還將對重鏈和輕鏈的表達產生不同的影響。例如，mtDNMT1的過量表達將導致重鏈編碼的ND1的表達上調，而與此同時輕鏈編碼的ND6的表達則出現下調［4］。

2.2 線粒體DNA甲基化的影響因素

2.2.1 營養 研究發現母體孕期低蛋白飲食將導致仔豬mtDNA的表觀遺傳改變，其中雄性仔豬mtDNA啟動子區的胞嘧啶甲基化和羥甲基化水平下降，糖皮質激素受體（Glucocorticoid receptor，GR）與mtDNA啟動子的結合能力上升，有趣的是，在雌性仔豬體內觀察到了完全相反的結果，即mtDNA啟動子區的胞嘧啶甲基化和羥甲基化水平上升，GR與mtDNA啟動子的結合能力下降［19］。因此，母體孕期的飲食情況可以通過GR對不同性別仔豬的氧化磷酸化基因產生不同影響。對于大黃魚肝臟細胞mtDNA的研究也發現，橄欖油和紫蘇油的攝入會對其甲基化狀態產生影響，導致線粒體精氨酸tRNA及NADH脫氫酶亞基ND4L的甲基化水平上升［20］。

2.2.2 環境污染物 研究發現金屬離子會對成年男性白細胞層mtDNA的甲基化狀態產生影響［21］，鍍鉻工人體內較高的鉻離子濃度也與其細胞mtDNA的甲基化水平出現明顯的負相關［22］，對從事特定工作的成年男性而言，工作環境空氣中PM2.5水平與其血細胞中D-loop啟動區的甲基化水平呈現正相關［23］。對于圍產期小鼠而言，環境中 2，2'，4，4'-四溴聯苯醚（BDE-47）的存在將對其后代腦細胞mtDNA的甲基化狀態產生關聯［24］。對于妊娠期婦女而言，吸煙者的胎盤內相對mtDNA含量較低而mtDNA甲基化水平較高［25］，而空氣中PM2.5的含量也與妊娠期婦女胎盤中mtDNA含量成負相關而與mtDNA甲基化水平成正相關［26］，因此環境因子對于孕期線粒體表觀遺傳狀態會產生重要影響。

2.2.3 疾病 早有證據顯示，mtDNA的甲基化狀態與疾病的發生密切相關，這一現象在能量需求較高的器官如心臟和大腦中表現得尤為明顯［27］。有研究表明，在心血管疾病患者的血小板中出現了DNA甲基化水平升高的情況［28］，也有研究發現，人腦內的mtDNA甲基化水平易受神經退行性疾病如阿爾茨海默病和帕金森病的影響［29］。對耐胰島素的肥胖患者［30］及糖尿病視網膜病變患者［31］的研究均發現，其體內線粒體D-loop區的甲基化水平出現了明顯的升高，從而導致mtDNA轉錄水平的下調。對非酒精性脂肪性肝病患者的研究則發現，其肝臟的組織學損傷嚴重程度與mtDNA的D-loop區及COI編碼區的甲基化水平呈現正相關［32］。因此，線粒體的DNA甲基化狀態可以發展為新一代的生物標記，用于特定疾病的檢查和診斷工作［33］。

2.2.4 衰老 在細胞衰老過程中，線粒體的數量和功能將發生明顯改變，其中氧自由基對線粒體的損傷及mtDNA的突變有著重要的影響。在表觀遺傳調控方面，對4個月和24個月大的小鼠腦細胞mtDNA的研究表明，額葉皮層區域5hmC水平將隨年齡的增長出現下降的趨勢［34］。另外，衰老還會影響到mtDNMT1及TET蛋白的合成。衰老過程中額葉皮層區域mtDNMT1的mRNA水平出現下降，而小腦區域TET2及TET3的mRNA含量出現上升，進而對5hmC的含量產生影響［34］。人類衰老也會導致mtDNA 中的 D-loop［8］及 12S rRNA 編碼區［35］的甲基化狀態出現相應的改變。在哺乳動物的配子發育過程中，胚胎干細胞mtDNA通常表現為非甲基化狀態而生殖細胞則出現了部分的甲基化［36］。與卵母細胞相比，精子的線粒體中甲基化程度更高，對其中基因的表達起到了一定的抑制作用［37］。

3 線粒體DNA的其他表觀遺傳機制

3.1 線粒體長鏈非編碼RNA（Mitochondrial long noncoding RNA，mtlncRNA）

長鏈非編碼RNA（Long noncoding RNA，lncRNA）是一類長度大于200個核苷酸的非蛋白質編碼RNA。在真核生物中lncRNA的表達多數與發育過程密切相關，lncRNA可以通過與蛋白質特定位點或基因組中互補序列的結合來參與基因表達的表觀調控［38］。在線粒體中，也存在有mtDNA編碼的lncRNA即mtlncRNA。研究發現，ND5、ND6 和Cytb 編碼區的互補序列可以轉錄合成較高水平的lncRNA，這3種mtlncRNA 可以與其互補的mRNA形成耐核糖核酸酶降解的雙鏈結構，從而調控其表達水平［39］。在不同的人體組織中，lncND5、lncND6和lncCytbRNA的豐度有明顯不同。與位于相對鏈的mRNA 相比，不同lncRNA 的比值也不同［39］。根據mtlncRNA的轉錄模板與臨近的蛋白質編碼基因之間的位置關系，可以將其分為正義線粒體非編碼RNA（Sense mitochondrial noncoding RNA，Sncmt RNA）和反義線粒體非編碼RNA（Antisense mitochondrial noncoding RNA，ASnc mtRNA）。研究發現，在不同來源的腫瘤細胞中，均出現了ASnc mtRNA表達下調的現象，而幾個腫瘤細胞系中低拷貝的ASnc mtRNA的去除將會進一步導致細胞的凋亡［40］。因此，線粒體基因表達的調控可能取決于特定細胞類型的需求，mtlncRNA可能在這一過程中起到了重要作用。

3.2 線粒體MicroRNA

MicroRNA（miRNA）是一類長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，其主要作用是參與轉錄后的基因表達調控。在線粒體基質中，即存在有mtDNA編碼的miRNA又存在有nDNA編碼的miRNA。對于線粒體miRNA的生物信息學分析發現其靶序列與部分線粒體中的蛋白質編碼序列相符，從而證明了其可能發揮的調控作用［41］。一個尤為有趣的發現是在接受嗅覺辨別訓練的小鼠的海馬區域，一種由線粒體控制區的終止結合序列（Termination association sequence，TAS）負責編碼的miRNA的豐度出現了明顯的上升（超出對照組50倍）［42］。由于TAS在DNA復制過程中的重要作用，因此這一過程中miRNA可能將小鼠的行為可塑性與線粒體的復制和蛋白質合成聯系起來［42］。目前，線粒體miRNA數據庫的資料也在不斷地積累過程中，據推測miRNA也可通過影響mtDNA轉錄物的活性來調節細胞生物能量的產生過程［43］。

3.3 線粒體DNA結合蛋白

對于nDNA而言，組蛋白的翻譯后修飾與染色體的重塑和功能狀態密切相關，其中組蛋白的乙?；c去乙?；瘯虻幕罨c失活產生重要影響。在線粒體中，2011年發現了與DNA結合的蛋白質骨架的存在，其復合物的結構與功能類似于細菌的類核［44］。有研究發現線粒體內同樣存在有組蛋白去乙?；窼irT3，基因敲除SirT3，會導致線粒體內蛋白的高度乙?；?，進而影響線粒體的生物合成及氧化磷酸化進程［45］。對于人類線粒體轉錄組的研究還表明，在線粒體基質中有DNA調控蛋白的存在［46］。這些重要的發現表明線粒體中的基因表達存在復雜的調控機制，雖然目前相關研究還處于起步階段，但mtDNA結合蛋白的修飾及其與mtDNA的相互作用也將成為表觀遺傳研究的重要組成部分。

4 展望

4.1 技術手段的完善

在mtDNA的相關研究中，技術上的難點之一是如何避免由nDNA的污染造成的實驗結果偏差。因為在生物基因組的演化過程中，曾多次發生過線粒體基因轉入細胞核的事件。這些基因片段在轉入核后失去了功能，被命名為線粒體假基因（Nuclear mitochondrial sequences，Numts）［47］。目前在許多基因組中已證實有Numts的插入，由于其失去了編碼功能，因而整體呈現出比mtDNA更快的進化速率［48］。由于傳統實驗方法很難將其與mtDNA區分，因此會使實驗結果出現偏差。解決這一問題的方法包括：（1）選用含有線粒體但不含有細胞核的實驗材料（如血小板）；（2）設計與mtDNA特異性結合的引物；（3）消除mtDNA提取物中nDNA的污染，但是這些方法要么限制了實驗材料的來源，要么限制了PCR擴增的區域，要么對實驗操作提出了極高的要求［49］。目前有關細胞DNA提取物中純mtDNA的提取方法還在不斷地改良過程中，未來新方法應在降低實驗難度、提高結果精確度等方面作出改善。

4.2 線粒體與細胞核之間的遺傳調控關聯

作為半自主遺傳的細胞器，線粒體雖然具有獨立轉錄和翻譯的功能，但是卻有超過1 000 個線粒體蛋白質的編碼基因在進化過程中被轉移到了核基因組內［50］，因此nDNA的遺傳調控將對線粒體的基因表達產生較大的影響。另一方面，細胞內線粒體的移除也會使nDNA的甲基化狀態發生極為顯著的改變，這一改變是可逆性的，將線粒體重新導入細胞后又會發生甲基化狀態的恢復［51］。有研究發現，歐洲人群體的mtDNA可分為9個主要的單倍型（H、J、U、X、T、I、K、W和V），其中J型個體的nDNA甲基化水平要普遍高于非J型個體［52］。種種跡象表明，mtDNA與nDNA的表觀遺傳調控機制之間存在復雜的聯系，許多nDNA甲基化的影響因素如疾病、衰老及污染物等也在mtDNA中發揮作用。未來的研究將在mtDNA的表觀調控機制及功能等方面作出進一步的探索，其與細胞核之間遺傳調控的關聯也將得到更深層次的揭示。

［1］Arciuch AVG, Elguero ME, Poderoso JJ, et al. Mitochondrial regulation of cell cycle and proliferation［J］. Antioxidants &Redox Signaling, 2012, 16（10）：1150-1180.

［2］Cali T, Ottolini D, Brini M. Mitochondrial Ca2+as a key regulator of mitochondrial activities［J］. Advances in Mitochondrial Medicine,2012, 942：53-73.

［3］ Henze K, Martin W. Evolutionary biology：essence of mitochondria［J］. Nature, 2003, 426（6963）：127-128.

［4］Shock LS, Thakkar PV, Peterson EJ, et al. DNA methyltransferase 1, cytosine methylation, and cytosine hydroxymethylation in mammalian mitochondria［J］. Proc Natl Acad Sci USA, 2011, 108（9）：3630-3635.

［5］Manev H, Dzitoyeva S, Chen H. Mitochondrial DNA：a blind spot in neuroepigenetics［J］. Biomolecular Concepts, 2012, 3（2）：107-115.

［6］Jurkowski TP, Meusburger M, Phalke S, et al. Human DNMT2 methylates tRNA（Asp）molecules using a DNA methyltransferaselike catalytic mechanism［J］. RNA, 2008, 14（8）：1663-1670.

［7］Chestnut BA, Chang Q, Price A, et al. Epigenetic regulation of motor neuron cell death through DNA methylation［J］. Journal of Neuroscience, 2011, 31（46）：16619-16636.

［8］Scafone T, Cristiani C, Crocco P, et al. Evidence of methylation within the control region of human mitochondrial DNA［M］.Rome：12th FISV Congress, 2012.

［9］Chen CC, Wang KY, Shen CK. The mammalian de novo DNA methyltransferases DNMT3A and DNMT3B are also DNA 5-hydroxymethylcytosine dehydroxymethylases［J］. J Biol Chem,2012, 287：33116-33121.

［10］Manev H, Dzitoyeva S. Progress in mitochondrial epigenetics［J］.Biomolecular Concepts, 2013；4（4）：381-389.

［11］Fan SC, Li CZ, Pei YF. DNA methylome data analysis in human genome［J］. Science China, 2015, 45（5）：450-459.

［12］Lander ES, Linton LM, Birren B, et al. Initial sequencing and analysis of the human genome［J］. Nature, 2001, 409（6822）：860-921.

［13］Ghosh S, Sengupta S, Scaria V. Comparative analysis of human mitochondrial methylomes shows distinct patterns of epigenetic regulation in mitochondria. Molecular Cytogenetics, 2014, 18：58-62 .

［14］Bellizzi D, D’Aquila P, Scafone1 T, et al. The control region of mitochondrial DNA shows an unusual CpG and non-CpG methylation pattern［J］. DNA Research, 2013, 20（6）：537.

［15］Penn NW, Suwalski R, O’Riley C, et al. The presence of5-hydroxymethylcytosine in animal deoxyribonucleic acid［J］.Biochemical Journal, 1972, 126（4）：781-790.

［16］Tahiliani M, Koh KP, Shen Y, et al. Conversion of 5-methylcytosine to 5-hydroxymethylcytosine in mammalian DNA by MLL partner TET1［J］. Science 2009, 324：930-935.

［17］Wagner JR, Cadet J. Oxidation reactions of cytosine DNA components by hydroxyl radical and one-electron oxidants in aerated aqueous solutions［J］. Accounts of Chemical Research,2010；43：56 -71.

［18］Sun Z, Jolyon T, Borgaro JG, et al. High-resolution enzymatic mapping of genomic 5-hydroxymethylcytosine in mouse embryonic stem cells［J］. Cell Reports, 2013；3（3）：567-576.

［19］Jia Y, Li R, Cong R, et al. Maternal low-protein diet affects epigenetic regulation of hepatic mitochondrial DNA transcription in a sex-specific manner in newborn piglets associated with GR binding to its promoter［J］. PLoS One. 2013, 8（5）：e63855.

［20］Liao K, Yan J, Mai K, et al. Dietary olive and perilla oils affect liver mitochondrial DNA methylation in large yellow croakers［J］.Journal of Nutrition, 2015, 145（11）：2479-2485.

［21］Byun HM, Panni T, Motta V, et al. Effects of airborne pollutants on mitochondrial DNA methylation［J］. Particle & Fibre Toxicology,2013, 10（1）：18.

［22］Yang L, Xia B, Yang X, et al. Mitochondrial DNA hypomethylation in chrome plating workers［J］. Toxicology Letter, 2016, 243：1-6.

［23］Byun HM, Colicino E, Trevisi L, et al. Effects of Air Pollution and Blood Mitochondrial DNA Methylation on Markers of Heart Rate Variability［J］. Journal of the American Heart Association, 2016,5（4）：e003218.

［24］Byun HM, Benachour N, Zalko D, et al. Epigenetic effects of low perinatal doses of flame retardant BDE-47 on mitochondrial and nuclear genes in rat offspring［J］. Toxicology, 2015, 328：152-159.

［25］Janssen BG, Gyselaers W, Byun HM, et al. Placental mitochondrial DNA and CYP1A1 gene methylation as molecular signatures for tobacco smoke exposure in pregnant women and the relevance for birth weight［J］. J Transl Med, 2017, 15（1）：5.

［26］Janssen BG, Byun HM, Gyselaers W, et al. Placental mitochondrial methylation and exposure to airborne particulate matter in the early life environment：an ENVIRONAGE birth cohort study［J］.Epigenetics. 2015, 10（6）：536-44.

［27］Mitalipov S, Wolf DP. Clinical and ethical implications of mitochondrial gene transfer［J］. Trends in Endocrinology &Metabolism. 2014, 25（1）：5-7.

［28］Baccarelli AA, Byun HM. Platelet mitochondrial DNA methylation：a potential new marker of cardiovascular disease［J］. Clinical Epigenetics, 2015, 7（1）：44.

［29］Blanch M, Mosquera JL, Ansoleaga B, et al. Altered mitochondrial DNA methylation pattern in Alzheimer disease-related pathology and in Parkinson disease［J］. American Journal of Pathology,2016, 186（2）：385.

［30］Zheng LD, Linarelli LE, Liu L, et al. Insulin resistance is associated with epigenetic and genetic regulation of mitochondrial DNA in obese humans［J］. Clinical Epigenetics. 2015, 7（1）：60.

［31］Mishra M, Kowluru RA. Epigenetic modification of mitochondrial DNA in the development of diabetic retinopathy［J］. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2015, 56（9）：5133.

［32］Pirola CJ, Gianotti TF, Burgueno AL, et al. Epigenetic modification of liver mitochondrial DNA is associated with histological severity of nonalcoholic fatty liver disease［J］. Gut, 2013, 62（9）：1356-1363.

［33］Iacobazzi V, Castegna A, Infantino V, et al. Mitochondrial DNA methylation as a next-generation biomarker and diagnostic tool［J］. Molecular Genetics and Metabolism, 2013, 110（1-2）：25-34.

［34］ Dzitoyeva S, Chen H, Manev H. Effect of aging on 5-hydroxymethylcytosine in brain mitochondria［J］. Neurobiology of Aging, 2012,33（12）：2881-2891.

［35］Giordano M, Cristiani C, Crocco P, et al. Methylation of the human mitochondrial 12S rRNA gene is correlated with aging［M］.Rome：12th FISV Congress, 2012.

［36］Kobayashi H, Sakurai T, Imai M, et al. Contribution of intragenic DNA methylation in mouse gametic DNA methylomes to establish oocyte-specific heritable marks［J］. PLoS Genetics, 2012, 8 ：e1002440.

［37］Barzideh J, Scott RJ, Aitken RJ. Analysis of the global methylation status of human spermatozoa and its association with the tendency of these cells to enter apoptosis［J］. Andrologia, 2013, 45（6）：424-429.

［38］Lee JT. Epigenetic regulation by long noncoding RNAs［J］.Science, 2012, 338（6113）：1435-1439.

［39］Rackham O, Shearwood AM, Mercer TR, et al. Long noncoding RNAs are generated from the mitochondrial genome and regulated by nuclear-encoded proteins［J］. RNA, 2011, 17（12）：2085-2093.

［40］Vidaurre S, Fitzpatrick C, Burzio VA, et al. Down-regulation of the antisense mitochondrial non-coding RNAs（ncRNAs）is a unique vulnerability of cancer cells and a potential target for cancer therapy［J］. J Biol Chem. 2014, 289（39）：27182-98 .

［41］Duarte FV, Palmeira CM, Rolo AP. The role of microRNAs in mitochondria：small players acting wide［J］. Genes, 2014, 5（4）：865-86.

［42］Smalheiser NR, Lugli G, Thimmapuram J, et al. Mitochondrial small RNAs that are up-regulated in hippocampus during olfactory discrimination training in mice［J］. Mitochondrion, 2011, 11（6）：994-995.

［43］Duarte FV, Amorim JA, Palmeira CM, et al. Regulation of mitochondrial function and its impact in metabolic stress［J］.Current Medicinal Chemistry, 2015, 22（20）：2468.

［44］Rebelo AP, Dillon LM, Moraes CT. Mitochondrial DNA transcription regulation and nucleoid organization［J］. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2011, 34（4）：941-951.

［45］Verdin E, Ott M. 50 years of protein acetylation：from gene regulation to epigenetics, metabolism and beyond［J］. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2015, 16（4）：258-264.

［46］Mercer TR, Neph S, Dinger ME, et al. The human mitochondrial transcriptome［J］. Cell. 2011, 146（4）：645-58.

［47］Richly E, Leister D. NUMTs in sequenced eukaryotic genomes［J］. Molecular Biology & Evolution, 2004, 21（6）：1081.

［48］Schmitz J, Piskurek O, Zischler H. Forty million years of independent evolution：a mitochondrial gene and its corresponding nuclear pseudogene in primates［J］. Journal of Molecular Evolution, 2005, 61（1）：1-11.

［49］Lambertini L, Byun HM. Mitochondrial epigenetics and environmental exposure［J］. Current Environmental Health Reports, 2016, 3（3）：214-224.

［50］Mourier T, Hansen AJ, Willerslev E, et al. The Human Genome Project reveals a continuous transfer of large mitochondrial fragments to the nucleus［J］. Molecular Biology & Evolution,2001, 18（9）：1833-1837.

［51］Smiraglia DJ, Kulawiec M, Bistulfi GL, et al. A novel role for mitochondria in regulating epigenetic modification in the nucleus［J］. Mitochondrion, 2008, 7（8）：1182-1190.

［52］Bellizzi D, D’Aquila P, Giordano M, et al. Global DNA methylation levels are modulated by mitochondrial DNA variants［J］. Epigenomics, 2012；4（1）：17-27.