摘要：癌细胞展现出了一种前所未知的狡猾策略：它们能够将自身的线粒体——细胞内的"发电厂"——通过微小管道输送给邻近的健康细胞，从而将这些无辜的细胞改造成为肿瘤生长的帮凶。这一由苏黎世联邦理工学院研究团队发现的机制，不仅揭示了癌症传播的新途径，也为治疗方法的开发指明了

信息来源：https://www.myscience.org/en/news/2025/how_cancer_puts_other_cells_to_work-2025-ethz

癌细胞展现出了一种前所未知的狡猾策略：它们能够将自身的线粒体——细胞内的"发电厂"——通过微小管道输送给邻近的健康细胞，从而将这些无辜的细胞改造成为肿瘤生长的帮凶。这一由苏黎世联邦理工学院研究团队发现的机制，不仅揭示了癌症传播的新途径，也为治疗方法的开发指明了新方向。

荧光显微镜使其可见：可以看到癌细胞（左下）转移其细胞发电厂（细胞通过小管（图片中央的细红线）进入结缔组织细胞（图中红点）。它们的细胞骨架以绿色标记。 （图片：Michael Cangkrama / 苏黎世联邦理工学院）

发表在《自然·癌症》杂志上的这项研究显示，皮肤癌细胞能够通过由细胞膜材料构成的纳米管道，将线粒体精确输送到邻近的成纤维细胞中。这些成纤维细胞是结缔组织的重要组成部分，通常负责维持组织结构和参与伤口愈合过程。

研究团队在细胞生物学教授萨宾·沃纳的带领下，通过荧光显微镜技术清晰地观察到了这一过程。图像显示，癌细胞（位于左下方）通过细红色的管状结构，将绿色标记的线粒体输送到红色标记的结缔组织细胞中。这种精密的"物流系统"让人联想到工业中的气动管道传输装置。

被劫持细胞的功能重编程

这就是癌细胞转移线粒体的方式（绿色）到结缔组织细胞（成纤维细胞）。（图片：Michael Cangkrama / 苏黎世联邦理工学院 / BioRender）

接受了癌细胞线粒体的成纤维细胞发生了根本性的功能改变。它们从正常的组织维护细胞转变为肿瘤相关成纤维细胞，这种转变带来了多重有利于癌症发展的变化。

首先，这些被改造的细胞增殖速度显著加快，能够产生更多的ATP分子——细胞的通用能量货币。同时，它们开始大量分泌生长因子和细胞因子，这些信号分子为癌细胞的快速生长和扩散提供了理想的微环境。

更为关键的是，被劫持的成纤维细胞还会改变细胞外基质的组成和结构。细胞外基质不仅为组织提供机械支撑，还调节细胞间的通讯和营养物质的传输。癌细胞通过重塑这一环境，为自身创造了更有利的生长条件，使肿瘤变得更具侵袭性。

这种细胞重编程的过程揭示了癌症发展的一个重要特征：肿瘤不仅仅是单纯的恶性细胞集合体，而是一个复杂的生态系统，其中各种细胞类型相互作用，共同促进肿瘤的生存和扩散。

意外发现背后的科学洞察

这项突破性发现源于一次偶然的观察。博士后研究员迈克尔·坎克拉玛在研究皮肤癌细胞和成纤维细胞的共培养系统时，意外注意到两种细胞之间存在微小的管状连接。这一看似不起眼的现象引起了研究团队的关注，随后的深入研究证实了线粒体转移的存在。

值得注意的是，细胞间的线粒体转移本身并非全新现象。此前的研究已经发现，在某些病理条件下，健康细胞会将线粒体转移给受损细胞以帮助其恢复功能。例如，在中风后的神经组织中，健康的神经细胞会向受损的神经元提供线粒体，以确保其存活。

然而，癌细胞却巧妙地利用了这一原本有益的修复机制。沃纳教授指出："癌细胞实际上劫持了一种在正常情况下有助于组织修复的机制，并将其转化为促进自身恶性增长的工具。"这一发现揭示了癌症发展过程中的一个重要策略：利用和扭曲正常的生理机制来服务于自身的恶性目的。

MIRO2蛋白质的关键作用

研究团队进一步深入探索了线粒体转移的分子机制，发现了一个关键的调节蛋白质——MIRO2。这种蛋白质在能够转移线粒体的癌细胞中大量表达，似乎充当了线粒体运输的"交通指挥官"角色。

通过对人体组织样本的分析，研究人员发现MIRO2蛋白质主要集中在肿瘤边缘区域的癌细胞中。这些细胞正处于侵袭性生长的前沿，与周围的成纤维细胞距离最近，这恰好印证了MIRO2在线粒体转移过程中的重要作用。

坎克拉玛表示："我们能够在预期的精确位置检测到MIRO2的存在，这为我们对整个机制的理解提供了强有力的支持。"这一发现不仅验证了研究团队的假设，也为后续的治疗策略开发奠定了基础。

当研究人员通过实验手段阻断MIRO2的表达时，线粒体转移过程受到明显抑制，成纤维细胞也未能转化为促瘤表型。这一结果强有力地证明了MIRO2在整个过程中的核心地位。

治疗前景与挑战

MIRO2蛋白质的发现为癌症治疗提供了一个全新的靶点。研究团队的实验显示，MIRO2抑制剂在细胞培养和小鼠模型中都表现出良好的效果，能够有效阻止线粒体转移并抑制肿瘤生长。

然而，从实验室发现到临床应用还面临诸多挑战。首要问题是开发出对人体副作用较小的MIRO2抑制剂。由于MIRO2蛋白质可能在正常细胞的生理功能中也发挥重要作用，完全抑制其活性可能会带来不可预见的副作用。

沃纳教授对此保持谨慎乐观的态度："在试管和动物模型中的成功只是第一步。要确定这种方法是否适用于人体组织，还需要大量的后续研究。"研究团队估计，从目前的发现到真正的临床应用，可能还需要数年甚至更长时间的开发和测试。

除了皮肤癌，研究团队还发现类似的线粒体转移机制可能存在于其他癌症类型中，包括乳腺癌和胰腺癌。特别是在胰腺癌中，由于肿瘤组织含有大量成纤维细胞，这一机制可能发挥更为重要的作用。

癌症研究的新视角

这项研究为理解癌症发展机制提供了全新视角。传统上，研究人员主要关注癌细胞本身的基因突变和生长失控，而这一发现揭示了癌细胞与其微环境之间复杂而精密的相互作用。

癌症的发展不仅依赖于恶性细胞的内在变化，更需要周围正常细胞的"配合"。通过改造邻近的健康细胞，癌细胞能够构建一个有利于自身生存和扩散的"生态位"。这种系统性的方法解释了为什么某些癌症治疗方法在单独针对癌细胞时效果有限。

未来的癌症治疗策略可能需要采取更加综合的approach，不仅要消除恶性细胞，还要阻断其对周围环境的改造能力。MIRO2抑制剂代表了这种新思路的早期尝试，它通过切断癌细胞与环境之间的"通讯线路"来抑制肿瘤发展。

随着对癌细胞-微环境相互作用机制理解的深入，可能会发现更多类似的治疗靶点，为癌症患者带来新的希望。这项研究不仅在科学层面具有重要意义，更可能在未来转化为拯救生命的治疗手段。

来源：人工智能学家