导 读
线粒体是真核细胞物质和能量代谢的“超级工厂”，可全方位接收和处理应激信号，调整细胞内环境以应对外界环境的变化。近年来，诸多研究证实线粒体于细胞而言远远不止'细胞能量站'，其参与了各项细胞功能调控，与癌症等多种人类疾病存在着莫大的联系，但线粒体在癌细胞中的作用机制目前并未被完全阐明。近日，北海道大学的研究人员指出，线粒体的“叛变”是癌症扩散的元凶之一！只要将线粒体“捉拿归案”，就有望绝杀癌症！
其实，癌细胞的生存环境并非如我们想象中的舒适，往往“危机四伏”，除了五花八门的治疗手段，瞬息万变的微环境更是逼得癌细胞发生基因突变、细胞器功能大改，促使适应能力与日俱增。
在癌细胞适应性改变的过程中，第一个“叛变”的细胞器就是线粒体。在癌变过程中，癌细胞会重塑线粒体功能，进而将其收为己用，使其一步步变成“帮凶”。
线粒体在细胞边缘聚集对癌症侵袭和转移至关重要
线粒体在细胞的不同生命时相、生理过程和环境下，形态、数量和分布具有高度可变性，其往往集中于能量消耗更旺盛的区域，而这种动态变化与线粒体功能息息相关。研究发现，癌细胞中的线粒体大量集中于细胞边缘。为什么要集中于细胞边缘呢？
这就涉及攸关癌症转移的一个重要途径—伪足的形成。在伪足形成过程中，微管和微丝会发生动态变化，而这个过程需要消耗大量的ATP，所以，作为ATP主要供应商的线粒体自然要大量集中于此了。换句话说，通过控制和调节癌细胞中线粒体的数量和分布，就可以影响癌症的侵袭和转移。
整合素黏附复合物通过Arf6-AMAP1途径吸引线粒体聚集
问题来了，细胞中需要消耗大量ATP的生理过程不胜枚举，线粒体为什么偏偏“独宠”细胞边缘的伪足形成途径呢？研究人员发现，这要归功于细胞表面的整合素（Integrin）。这是一种可以介导细胞与细胞外基质（ECM）黏附，在恶性肿瘤中改变细胞黏附能力，从而调控肿瘤转移的跨膜受体。
细胞癌变后，整合素会在细胞膜大量累积形成黏附复合物，这些复合物可通过Arf6-AMAP1途径吸引线粒体聚集，禁受不住诱惑的线粒体迅速“叛变”，只顾着给伪足形成提供动力，无视其他生理进程了。而癌细胞在伪足和整合素的双重作用下，当然侵袭力大增，迅速转移了。所以说，要克制癌症转移，就得先把“叛变”的线粒体拉回正轨。
聚集于细胞中心的线粒体产生过量ROS导致线粒体消解，癌细胞死亡
什么是癌细胞线粒体的正轨呢？我们知道，线粒体是ATP的主要供应者，是动力中心，同时也是活性氧自由基（ROS）主要生产者，而且，线粒体也是ROS的主要杀伤对象。是的，线粒体会产生杀伤剂自我毁灭，但是ROS不是随便能伤到线粒体的，正常情况下的ROS都被各种生理过程消耗了。
研究人员发现，只要将癌细胞的线粒体重聚于细胞中心，线粒体就会过度触发ROS生产路径，产生大量ROS，使线粒体发生严重损伤，最终线粒体消解，而癌细胞也因功能不足无法转移甚至死亡。他们表示，这才是癌细胞线粒体最正确的“归宿”。
怎样让线粒体重聚于细胞中心呢？研究人员消解了部分乳腺癌细胞表面的整合素，而对剩下的癌细胞则直接修改了癌细胞内线粒体的分布，让线粒体聚集于细胞中心，最后发现两组癌细胞线粒体均产生过量ROS，细胞失去侵袭能力，癌细胞死亡。
这就说明，阻断线粒体在细胞边缘聚集的通路，重聚线粒体与细胞中心，是绝杀癌症的极佳途径。
当然，该研究尚未解决的问题是部分癌细胞在线粒体消解后并未死亡，而是转为依赖糖酵解为生的癌细胞，如何消灭这些癌细胞仍是必须解决的难题。但这项成果将细胞动力学引入癌症治疗领域，对高侵袭性癌症的侵袭活性和对活性氧物种的耐受性研究都至关重要，而这些研究，正是侵袭性癌症治疗研究的重中之重。
参考资料：
Mitochondria come together to kill cancer cells Arf6-driven cell invasion is intrinsically linked to TRAK1-mediated mitochondrial anterograde trafficking to avoid oxidative catastrophe
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