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线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,其氧化磷酸化产物ATP是生命活动的主要能量来源。近年来的文献报道提示线粒体基因ND1、ND3在结直肠癌的癌组织和癌旁组织中存一定的删缺概率。ND1和ND3蛋白亚基作为呼吸链中复合物Ⅰ的重要组成部分,参与氧化磷酸化产能的关键步骤。呼吸链上基因异常导致的细胞能量代谢紊乱是癌症发病的诱因之一。这强烈预示着线粒体基因ND1、D3可能参与结直肠癌调控,但其具体的调控机制尚不清楚。本研究分别在细胞水平和组织水平对比了人结直肠癌细胞和正常肠上皮细胞,人结直肠癌组织和癌旁组织,发现了ND1和ND3基因在转录和蛋白表达水平的差异。并在5株结直肠癌细胞中遴选出了HT29和HCT116作为主要研究对象,使用SiRNA干扰的方式在HT29和HCT16中对NDl和ND3基因进行了干扰下调实验,MTS实验结果显示下调ND1或ND3后细胞增殖活力均有下降。Western Blot结果显示调节ND1对PGC1a具有下调,对COXⅣ蛋白的表达具有上调作用,ND3对PGCla和COXIV蛋白的表达具有下调作用,且ND1和ND3的蛋白表达量之间也存在相互影响。应用BrdU和PI染色结合流式检测结果显示Si干扰ND1和ND3后的细胞较NC组在第20至24小时之间有增殖滞后现象,同时干扰ND1和ND3后G0/G1期细胞增加,增殖周期明显滞后。而且下调ND1和ND3基因后检测到ATP下降,ROS降低,COX Ⅰ的活性也相应降低。上述研究表明,在HT29和HCT116细胞中下调ND1、ND3基因后细胞的增殖活性均受到一定抑制,细胞增殖周期干扰后有滞后现象。同时ATP、ROS、复合物Ⅰ以及能量代谢相关基因VDAC、PGCla、COX4的蛋白表达量也发生了相关变化,这对进一步了解结直肠癌的发病机制及治疗方法提供了理论基础。