Spatial mapping of mitochondrial networks and bioenergetics in lung cancer
▲论文标题&参考译文▼癌症线粒体网络和生物能量学的空间映射【时间】 2023年3月15日在线发表【期刊】Nature（IF=69.50）【作者】 美国加州大学洛杉矶分校David B. Shackelford (通讯）...【研究模型/对象】 哺乳动物（人）
关于推文标题：葡萄糖味道甜，而脂肪酸没有味道。葡萄糖是一种单糖，是甜味物质，通常存在于水果、蔬菜和许多其他食物中。脂肪酸是由碳、氢和氧原子组成的分子，通常作为油或动物脂肪的主要成分，在食物中很常见，具有较高的热量含量。
脂肪酸中的“酸”指的是它们的化学性质。脂肪酸是一种脂类化合物，由长链碳原子和一个羧酸基团组成。这个羧酸基团可以将一个质子（H+）释放出来，因此脂肪酸具有一定的酸性。在化学术语中，“酸”通常指能够释放质子（H+）的化合物或离子。因此，在脂肪酸名称中，使用“酸”一词表示其具有酸性，这与其他类似的化合物（如氨基酸和磷酸）的命名方式相同。
尽管它们在化学结构上是不同的，味道也不同，但葡萄糖和脂肪酸都是癌细胞使用的营养物质，可以提供所需的能量和营养素来支持癌组织的生长和扩散。
标题的“癌细胞”不是特定的某一种癌细胞，而是泛指。因为特定的癌细胞可能只喜欢葡萄糖（甜的），或者只喜欢脂肪酸（“酸的”）。只喜欢葡萄糖癌细胞不喜欢脂肪酸。而
【原文核心内容】
线粒体在肿瘤细胞的新陈代谢特别是生物能量代谢中起着关键作用。线粒体的外部和内部膜结构定义了它们的生物能力。该研究发现，肿瘤的能量代谢及其对营养的偏好取决于线粒体网络的结构组织，这些组织被发现分为两种类型：OXPHOSHI和OXPHOSLO。在OXPHOSHI类型中，线粒体与脂滴相联系并环绕脂滴形成亚细胞结构；在OXPHOSLO类型中，高葡萄糖通量调节线粒体围绕胞核周围的位置，并通过结构重塑来实现更高的线粒体呼吸容量。因此癌细胞可利用葡萄糖或脂肪酸来提供能量。
本研究表明，在NSCLC中，线粒体网络被划分为不同的亚群，这些亚群管理肿瘤的生物能力，从而使癌细胞可以利用不同类型的营养物质作为能源来源。
癌细胞确实对葡萄糖具有高度依赖性。由于癌细胞代谢异常，其需要大量的能量来支持其生长和分裂。相比正常细胞，癌细胞更倾向于通过无氧代谢途径以更快的速度产生ATP，这意味着它们需要更高水平的葡萄糖供应，包括从血液中摄取葡萄糖并在细胞内进行代谢和利用。因此，癌细胞被描述为“喜糖”的，因为它们为了维持其生存和增殖，需要大量葡萄糖作为主要能源来源。
虽然癌细胞对营养的偏好或许是由其细胞中线粒体和其它细胞器的区室所决定的，即要么依赖于葡萄糖，要么依赖于游离脂肪酸。但是癌细胞的一大特点就是高异质性，而黄豆大小的肿瘤至少也有百亿甚至千亿个肿瘤细胞，所以肿瘤组织里极大可能同时存在葡萄糖和氨基酸偏好的癌细胞。
癌细胞的能量代谢一次次刷新人类的认知，它们肯定还有其他不为人知的能量代谢，这就是癌症问题至今仍然难以被克服的原因之一。
线粒体在癌细胞中的重要角色
长期以来，科学家们一直知道线粒体在癌细胞代谢和能量产生过程中扮演着重要的角色。然而，线粒体网络的结构组织与其在整个肿瘤水平下的功能性生物能量活性之间的关联仍不清楚。
研究方法和实验结果
该篇研究报告通过正电子发射断层扫描技术（PET）和电子显微镜相结合，在遗传工程化修饰的小鼠机体的肺部肿瘤中产生了线粒体网络的三维超分辨率图谱。利用深度学习的人工智能技术，研究人员对两种主要的非小细胞肺癌亚型进行了研究，并在这些肿瘤内部发现了不同的线粒体网络亚群；同时发现，线粒体能经常与诸如脂滴等细胞器组织在一起并产生特殊的亚细胞结构，同时还能支持肿瘤细胞的代谢和线粒体活性。
研究成果对癌症治疗的意义
根据研究者的推测，人类癌症样本中的线粒体群体并不会与各自的肿瘤亚型相互排斥，而是会存在一种活性谱；这些研究发现或许就为理解癌细胞中线粒体的功能提供了关键的信息，并有望帮助开发出新型癌症疗法。此外，研究结果还揭示了肺部肿瘤代谢通量的一个新的发现成果，并阐明了癌细胞对营养的偏好或许是由其细胞中线粒体和其它细胞器的区室所决定的，即要么依赖于葡萄糖，要么依赖于游离脂肪酸。这为开发能够靶向作用肿瘤特异性的营养偏好的有效抗癌疗法提供了重要的意义。
启发
该研究结果对于开发能够靶向作用肿瘤特异性的营养偏好的有效抗癌疗法具有非常重要的意义。同时，这种多模式成像方法也能促使研究人员揭开癌症代谢此前未知的方面，这或许也能应用于对其它类型癌症的研究中。
此外，本研究还为了解癌细胞中线粒体的功能提供了重要线索，为研究治疗癌症的新方向提供了可能。
参考文献（上下滑动阅读） [1]原文链接：点击本文底部左下角“
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