再灌注初期活性氧(reactiveoxygen species, ROS)的大量释放被认为是造成缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤的主要因素之一，然而，ROS同时也作为启动者介导了缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)和后处理(ischemic postcondition, IPoC)等措施对I/R的保护作用，但其双向作用的确切的机制不清。本项目利用间歇性低氧大鼠模型，结合不同浓度过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)预处理和后处理模型与I/R心肌损伤模型，采用基因过表达和、或沉默手段，证实了ROS诱导心肌保护作用的浓度依赖关系，并揭示了调控新机制，并验证了在立项初所提出的解释ROS这种相互矛盾的双重作用的假设。本研究中揭示了：（1）H2O2预处理和后处理对缺血后心肌损伤与保护的“钟型”作用；（2）低浓度ROS通过激活内质网应激导致细胞损伤加重；（3）中等浓度ROS在心肌保护中起到重要作用，其作为第二信使激活了PI3K-Akt和PKC心肌保护信号；（4）间歇性低氧明显升高再灌注初期ROS，激活JAK2/STAT3的丝氨酸磷酸化，增加肌浆网Bcl-2的含量并促进其与SERCA2的相互作用，从而改善SERCA的活性，减轻I/R对肌浆网的功能损伤，抑制细胞浆内钙（[Ca2+]c）和线粒体内钙[Ca2+]m）超载，明显改善缺血后心肌细胞收缩功能。（5）适度升高的ROS通过激活JAK2/STAT3减轻再灌注初期线粒体膜通透性通道的开放。同时，中等浓度的ROS显著升高心肌内线粒体解偶联蛋白（mitochondrial uncoupling protein 3，UCP3）的表达，而UCP3介导和模拟中等浓度的ROS在缺血/再灌注过程中改善心功能回复、降低心肌梗死面积、降低[Ca2+]m超载、抑制线粒体ROS 大量释放及防止线粒体膜电位(ΔΨm)丧失的作用。（6）随着ROS水平升高，高浓度的ROS使得蛋白质和脂质广泛氧化，其损伤作用超越了其作为信号分子启动的保护作用，进而加重细胞损伤。该理论为认识ROS的作用和作用方式提供了新视角，并为缺血性心脏病的临床治疗提供了新的实验证据。