線粒體是細(xì)胞中集生物能量、生物合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能之大成，必不可少的細(xì)胞器，能幫助細(xì)胞感應(yīng)脅迫，適應(yīng)環(huán)境。因此科學(xué)家們對于線粒體在腫瘤形成過程中所扮演的重要角色也毫不意外，腫瘤形成需要細(xì)胞靈活性，用以適應(yīng)多種環(huán)境（包括癌癥治療），這也是線粒體生物學(xué)在癌癥研究中意義突出的原因之一。

7月28日Cell雜志綜述“Mitochondria and Cancer”詳細(xì)介紹了近年來線粒體在癌癥研究中的作用，一些新的參與因子和作用機(jī)制也浮出水面。

線粒體是機(jī)體細(xì)胞中的能量工廠，會通過呼吸來釋放我們攝入食物的能量，同時還能以三磷酸腺苷（ATP）的形式來收集能量。來自MIT的科學(xué)家們揭示了機(jī)體細(xì)胞（包括腫瘤細(xì)胞在內(nèi)）增殖需要線粒體呼吸作用的分子機(jī)制，當(dāng)存在其它方式制造ATP時，細(xì)胞在沒有呼吸作用提供的電子受體時并不會進(jìn)行增殖。

研究人員利用癌細(xì)胞進(jìn)行研究，對癌細(xì)胞進(jìn)行遺傳工程化操作使其不能夠呼吸，在沒有任何干預(yù)的情況下，這些癌細(xì)胞就不會增殖，而且隨著部分細(xì)胞死亡癌細(xì)胞群體就會慢慢下降。

隨后研究者發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞呼吸的精確角色主要表現(xiàn)在天冬氨酸的產(chǎn)生上，如果存在特定的營養(yǎng)物質(zhì)，比如丙酮酸鹽，其就可以扮演受損細(xì)胞所需要添加的電子受體，這樣細(xì)胞就可以在沒有天冬氨酸的情況下較好地進(jìn)行增殖；這就表明，細(xì)胞可以利用額外添加的丙酮酸鹽的電子受體來制造產(chǎn)生天冬氨酸，這對于癌癥研究非常重要，因?yàn)榘┘?xì)胞經(jīng)?？梢岳眠@種方式來進(jìn)行增殖。

這項(xiàng)研究揭示了呼吸在細(xì)胞增殖中的主要角色，這對于后期癌癥研究非常關(guān)鍵，對于線粒體疾病患者而言，他們往往會經(jīng)歷細(xì)胞呼吸等問題。

研究人員證實(shí)癌細(xì)胞利用一種“搭載（piggybacking）”系統(tǒng)攜帶來自PPP的電子進(jìn)入線粒體中。這種電子運(yùn)動涉及細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生的一種特殊反應(yīng)，這種反應(yīng)類似于克雷布斯循環(huán)的一種逆反應(yīng)，將來自NADPH的電子轉(zhuǎn)移到一種被稱作檸檬酸的分子。接著，檸檬酸進(jìn)入線粒體，激活另一種途徑從而導(dǎo)致電子釋放同時在產(chǎn)生ROS的位點(diǎn)上產(chǎn)生NADPH，這就允許癌細(xì)胞不用附著到基質(zhì)上也能存活和生長。

這項(xiàng)研究揭示出癌細(xì)胞利用兩種已知的代謝途徑---戊糖磷酸途徑（PPP）和克雷布斯循環(huán)（Krebs cycle,也稱作檸檬酸循環(huán)）---的替代途徑抵抗毒性分子。這些毒性分子是通過氧化應(yīng)激殺死細(xì)胞的活性氧（ROS）。