细胞能量的产生主要通过线粒体呼吸链上氧化磷酸化作用(OXPHOS)产生的，OXPHOS的异常会导致ATP水平改变，影响细胞的生长和增殖。血清是细胞生长必需的成分，在低血清或无血清培养基中培养一段时，细胞生长将停滞在G0/G1期，之后加入血清培养会刺激细胞增殖。此过程中有多种增殖相关基因应答，并伴随能量变化。血清促进细胞增殖的作用机制及其与线粒体呼吸链氧化磷酸化相关基因的关系研究至今报道甚少。本研究以HeLa细胞为材料在血清饥饿条件下，分析线粒体氧化磷酸化相关基因的表达变化，试图筛选调控细胞增殖的新基因，并进一步探讨线粒体基因表达调控、线粒体功能与细胞生长的关系。　　线粒体的功能是由核基因组和线粒体基因组双重控制的。线粒体氧化磷酸化系统由5个蛋白复合物组成，这些复合物的蛋白亚基由核基因组和线粒体基因组共同编码。首先我们选取了核基因组编码的呼吸链复合物50个亚基基因，包括11个复合物Ⅰ亚基基因、4个复合物Ⅱ中亚基基因、5个复合物Ⅲ中亚基基因、15个复合物Ⅳ中亚基基因以及15个复合物Ⅴ中亚基基因;线粒体基因组编码的13个蛋白亚基基因;7个核基因组编码的线粒体转录调控因子基因。用RT-PCR方法分析比较了上述基因在正常培养及血清饥饿条件下的mRNA表达差异。发现核基因组和线粒体基因组编码的呼吸链亚基基因在血清饥饿条件下有不同程度的下调。由核基因组编码的线粒体转录调控因子的应答变化最为明显，其中MTERFL、MTRPOL基因表达水平显著增加，而MTERF4、MTERF、TFAM、TFB1M、 TFB2M基因表达量显著降低。这一结果提示由核基因编码的线粒体转录调控因子在细胞增殖调控中可能起到较为重要的作用，它们可能参与细胞生长的调控。其中MTERF4(MT4)是线粒体转录终止因子家族的一个新成员，其对细胞生长的影响及作用机制尚不清楚。因此我们进一步研究了MT4对细胞增殖的作用。　　我们成功构建了MTERF4(MT4)基因的真核表达载体（MT4-Flag）及ShRNA表达载体。研究MT4基因过强或者干扰表达后对HeLa细胞生长、mtDNA拷贝数及线粒体基因转录和蛋白质翻译的影响。研究发现MT4基因对HeLa细胞生长起正调控作用，当抑制MT4基因表达后，细胞生长明显减慢。MT4基因过强表达后线粒体DNA的拷贝数明显高于对照组，而抑制MT4表达后，HeLa细胞线粒体DNA拷贝数显著下降。然而MT4表达变化对线粒体基因转录水平和蛋白质翻译水平无明显作用。研究结果提示MT4基因可能调控线粒体DNA复制。　　综上所述，在血清饥饿条件下，我们通过分析氧化磷酸化相关基因表达变化，发现线粒体呼吸链复合物亚基基因发生下调，线粒体转录因子基因表达变化明显。我们筛选到了MT4基因做为细胞增殖调控候选基因，并发现MT4增强线粒体的复制，促进细胞生长。MT4能通过调控线粒体基因表达来调控细胞增殖，但两者之间的关系仍需进一步研究。由此可见线粒体基因表达调控、线粒体氧化磷酸化活性调控可能是细胞增殖调控的一个重要方面。本研究从一个新的视角探讨细胞增殖调控机制，对线粒体基因表达调控与线粒体功能及细胞生长的关系研究有重要意义。