线粒体是负责协调三羧酸循环、钙平衡、细胞凋亡、细胞死亡、细胞周期和炎症等多种生命活动过程的重要细胞器。不同于细胞内的其他细胞器,线粒体中含有少量的线粒体DNA (mtDNA)。正常情况下,mtDNA以拟核的形式均匀分布在线粒体基质中,维持线粒体稳态。但是当细胞处在衰老、凋亡、代谢紊乱、缺氧等应激情况下,线粒体功能异常, mtDNA通过线粒体膜通透性转换孔、 Bax/Bcl-2同源拮抗剂/杀伤剂(Bak)大孔释放到细胞质,或者是通过纳米管通道、细胞外囊泡、迁移体、缝隙连接蛋白通道等多种途径排出到细胞外。mtDNA从线粒体释放后激活Toll样受体9、核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族热蛋白结构域蛋白3炎症小体、细胞质环状GMP/AMP合酶干扰素基因刺激物信号通路,促进炎性细胞因子释放,诱发炎症反应,参与衰老、阿尔茨海默病等多种疾病的发生发展。