表观遗传学中DNA的CpG岛甲基化是研究热点,癌症与基因组中基因的甲基化密切相关。线粒体氧化磷酸化产物ATP是生命活动的主要能量来源,线粒体功能缺陷导致神经退行性疾病和癌症等疾病的发生。线粒体DNA异常甲基化能诱发肿瘤,可作为诊断肿瘤的标志物,但线粒体基因甲基化与结直肠癌相关的研究很少。本研究以结直肠癌组织和癌旁组织,以及正常肠上皮细胞株FHC和结直肠癌细胞株HCT116为研究材料。通过亚硫酸氢盐修饰结合测序方法,检测线粒体编码的几种关键基因的甲基化位点及甲基化水平,发现癌组织比癌旁组织的甲基化水平高;细胞株中的检测结果与组织材料一致,即HCT116细胞中线粒体基因body区CpG岛的甲基化水平较FHC高。为检测线粒体基因甲基化水平与相对应的线粒体基因的表达,及细胞增殖的相关性,我们通过不同浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5uM)的去甲基化药物5-Aza-dC处理以上两株细胞,检测线粒体蛋白水平及细胞的增殖活性变化。Western Blot结果显示5--Aza-dC处理后,HCT116细胞中 MT-CO1、MT-C02、MT-ND1、MT-ND3、VDAC 蛋白表达量下降,ATP水平降低,细胞生长明显受抑制;而FHC细胞由于线粒体基因的甲基化水平较低,去甲基化处理对上述的线粒体蛋白、ATP含量及细胞增殖均无显著影响。以上实验结果表明:可能是线粒体基因body区甲基化水平的升高,上调相对应的线粒体氧化磷酸化复合物蛋白亚基的表达,从而增加线粒体ATP水平,最终促进细胞增殖。此研究帮助我们更清楚地了解结直肠细胞中线粒体基因不同位点的甲基化水平,并证实通过调控线粒体甲基化水平可以抑制结直肠癌细胞的增殖,因此为结直肠癌的早期诊断和治疗提供了新的思路。