科学家发现了关于癌细胞线粒体功能的关键信息

科学家们早就知道线粒体在癌细胞的新陈代谢和能量产生中起着至关重要的作用。然而，直到现在，人们对线粒体网络的结构组织与其在整个肿瘤水平上的功能性生物能量活性之间的关系知之甚少。

在发表的一项新研究中，加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的研究人员结合使用正电子发射断层扫描(PET) 和电子显微镜，生成了基因工程小鼠 肺部肿瘤线粒体网络的 3 维超分辨率图。

他们使用一种称为深度学习的人工智能技术，根据线粒体活性和其他因素对肿瘤进行了分类，量化了整个肿瘤中数百个细胞和数千个线粒体的线粒体结构。

作者检查了非小细胞肺癌 (NSCLC) 的两种主要亚型——腺癌和鳞状细胞癌，并在这些肿瘤中发现了不同的线粒体网络亚群。重要的是，他们发现线粒体经常与脂滴等细胞器组织起来，形成独特的亚细胞结构，支持肿瘤细胞的新陈代谢和线粒体活性。

该研究由 David Shackelford 博士实验室的博士后研究员 Mingqi Han 博士领导。Shackelford 博士是加州大学洛杉矶分校 Jonsson 综合癌症中心的成员，也是加州大学洛杉矶分校戴维格芬医学院的肺病和重症监护医学副教授。

作者预计人类癌症样本中的线粒体群体不会与其各自的肿瘤亚型相互排斥，而是会有一系列的活动。

研究人员说，这些发现提供了关于癌细胞中线粒体功能的关键信息，并可能导致癌症治疗的新方法。

“我们的研究代表了使用基因工程小鼠模型生成高度详细的肺部肿瘤 3 维图谱的第一步，”Shackelford 博士说。

“使用这些图谱，我们已经开始创建肺部肿瘤的结构和功能图谱，这为我们提供了宝贵的见解，以了解肿瘤细胞如何在结构上组织其细胞结构以响应肿瘤生长的高代谢需求。我们的研究结果有望告知和改进当前的治疗策略，同时阐明针对肺癌的新方向。”

“我们的研究揭示了肺部肿瘤代谢通量的一项新发现，表明它们的营养偏好可能取决于线粒体与其他细胞器的区室化，依赖于葡萄糖（'糖'）或游离脂肪酸（'脂肪’），”韩博士说。

“这一发现对于开发针对肿瘤特异性营养偏好的有效抗癌疗法具有重要意义。我们的多模态成像方法使我们能够揭示癌症代谢的这个以前未知的方面，我们相信它可以应用于其他类型的癌症，为该领域的进一步研究铺平了道路。”