众所周知，线粒体在癌细胞的新陈代谢和能量产生中发挥着至关重要的作用。然而，线粒体网络的结构组织与其在整个肿瘤水平上的功能生物能活性之间的关系尚不完全清楚。现在，加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的研究人员使用正电子发射断层扫描(PET)与电子显微镜相结合，生成了基因工程小鼠肺部肿瘤线粒体网络的三维超分辨率图。

他们的研究结果发表在《自然》杂志上一篇题为“肺癌线粒体网络和生物能量学的空间映射”的文章中，可能会带来癌症治疗的新方法。

研究人员通过深度学习根据线粒体活动和其他因素对肿瘤进行分类，量化整个肿瘤中数百个细胞和数千个线粒体的线粒体结构。

对非小细胞肺癌(NSCLC)的两种主要亚型——腺癌和鳞状细胞癌——进行了检查，并发现了这些肿瘤内不同的线粒体网络亚群。

研究人员发现，线粒体通过脂滴等细胞器进行自我组织，形成独特的亚细胞结构，支持肿瘤细胞代谢和线粒体活性。

“我们的研究代表了利用基因工程小鼠模型生成高度详细的肺部肿瘤三维图谱的第一步，”加州大学洛杉矶分校医学副教授DavidShackelford博士说。“利用这些图谱，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，让我们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为当前的治疗策略提供信息和改进，同时阐明针对肺癌的新方向。”

“我们的研究发现了肺肿瘤代谢通量的一个新发现，揭示了它们的营养偏好可能是由线粒体与其他细胞器的区隔决定的，要么依赖于葡萄糖(“糖”)，要么依赖于游离脂肪酸(“脂肪”)。”)，”沙克尔福德实验室的博士后MingqiHan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一先前未知的方面，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道路。”