癌細胞存活關鍵解惑 研究：粒線體基因可望成頭頸癌標記

陽明交大口腔生物研究所教授黎萬君(左)與謝宜達博士，從細胞代謝的角度切入，研究粒線體基因調控對頭頸癌細胞特性的影響 。(圖/陽明交大提供)

正常細胞爲什麼會癌化？多年來一直是全球科學及醫學專家奮力找尋答案的難題。現在科學家從細胞發電廠—粒線體—中找到蛛絲馬跡。陽明交大口腔生物研究所教授黎萬君與謝宜達博士，聯手研究粒線體基因調控對頭頸癌細胞的影響，證實粒線體轉錄因子(TFAM)及粒線體DNA調控癌細胞的特性，發現癌細胞中異常粒線體生理，再次證實「瓦氏效應」(Warburg effect)。

有別於基因突變的觀點，黎萬君教授表示，這項研究從細胞代謝的角度切入，可以證實癌細胞存活的關鍵，在於對不同環境的代謝適應。

正常細胞透過粒線體的呼吸作用來獲得能量，但癌細胞卻不喜歡粒線體，間接證實癌細胞在「變壞」過程中，會透過許多不同的代謝改變，來迎合惡劣環境—例如缺氧環境的挑戰—讓自身存活。

研究團隊利用舌頭、口腔及下嚥等頭頸癌常見部位的細胞，結合動物及臨牀人類頭頸癌組織進行研究。結果發現，在缺氧環境中，爲了取代粒線體的呼吸作用，應付大量能量的快速需求，癌細胞會透過重塑中心碳代謝(Central Carbon Metabolism)機制，取得生存所需能量及生物質(Biomass)。

黎萬君團隊證實：粒線體基因組造成的代謝改變，造成頭頸癌細胞的癌化生理，透過活化癌細胞內的ERK與Akt訊息傳遞路徑，讓癌細胞在無法從粒線體代謝取得生存所需時，透過其他分子機制獲得生長優勢。

也就是說，透過粒線體轉錄因子(TFAM)及粒線體DNA調控癌細胞的特性，可讓粒線體基因分子有成爲偵測頭頸癌標記的潛力。

免疫螢光分析顯示粒線體轉錄因子(TFAM)大量表現，可抑制頭頸癌細胞傳遞路徑。(圖/陽明交大提供)

謝宜達博士表示，若將粒線體當作獨立個體而非胞器，粒線體不僅擁有自身的遺傳物質和獨特的外觀構造，且陸續證實許多遺傳疾病與粒線體的缺陷息息相關，種種現象表明粒線體在疾病中扮演舉足輕重的角色。然而在癌症發展過程中，卻始終無法釐清粒線體與癌細胞的關連，也許從不一樣角度來看待粒線體，能發現有別於過往的成果可應用於癌症檢測或治療。

這項研究成果刊登在《Cell Death and Disease》(細胞死亡與疾病)，並獲選爲該系列期刊的每月精選。