纠正代谢，提高化疗敏感性
帮助肿瘤从“糖酵解”回到“有氧代谢”
联合治疗下调肿瘤糖酵解与缺氧反应相关基因，上调三羧酸循环与氧化磷酸化相关基因；肿瘤组织乳酸减少，HIF-1α 及肿瘤干性标志物 CD44、CD133 降低。[1] 肿瘤由 Warburg 代谢转向氧化磷酸化，与肿瘤恶性程度降低相关。[3]
细胞 · 动物线粒体科学
从生命供能
到治疗探索
沿着科普片的三幕，认识线粒体的功能、肿瘤耐药的研究问题，以及治疗性线粒体制剂的探索方向。
科普影像 · 4 分钟
画面来自微震子线粒体科普片 · 科学示意
01线粒体科学
生命的能量工厂
线粒体有两层膜。内膜层层折叠形成“嵴”，在有限空间里展开更多参与能量代谢的膜结构。
在有氧代谢过程中，食物中的能量逐步释放，建立跨膜的氢离子梯度。氢离子回流驱动 ATP 合酶，生成细胞使用的 ATP，为心跳、思考和运动提供能量。
02线粒体科学
当工厂失灵
线粒体不只参与供能，也参与细胞凋亡等过程；免疫细胞发挥功能同样需要能量支持。
许多肿瘤细胞更多依赖糖酵解获取能量和原料。肿瘤微环境的酸化、缺氧，免疫功能受到抑制，以及凋亡调控异常，与肿瘤耐药相互关联。
03线粒体科学
重新点亮
以下为研究团队提出的作用机制，正在临床试验中评估。研究使用的健康线粒体提取自人脐带间充质细胞，经静脉输注，探索线粒体移植联合化疗的应用潜力。
这不是简单补充能量，而是以整个细胞器为研究单元，同时探索代谢、凋亡、微环境和免疫等相互连接的分子网络，即“多靶点群”的研究思路。相关机制、安全性与临床价值仍需验证。
纠正代谢 · 恢复化疗作用
拟验证健康线粒体能否改善肿瘤细胞的代谢状态，恢复化疗药物的作用。
自噬与凋亡
研究提示的方向是促进自噬、恢复凋亡信号，拟在进一步研究中验证。
改善微环境 · 唤醒免疫
探索改善酸化与缺氧微环境、支持免疫细胞功能的可能性。
04 —— 科学依据 · EVIDENCE
科学依据
线粒体是细胞的能量中心，也调控细胞凋亡与免疫功能。范理宏教授团队的前期研究提示：将功能完整的外源线粒体导入肿瘤，可能从代谢、凋亡与免疫三个方面影响肿瘤，并提高化疗的敏感性。以下结论来自细胞与动物实验，其在人体中的安全性与有效性，正在临床试验中评估。
肿瘤细胞能接收外源线粒体吗？
荧光标记实验显示，与肺癌细胞（LLC）共培养的外源线粒体可以被细胞摄取。[1]
给肿瘤送去线粒体，会不会帮它生长？
在 [1] 的细胞实验中，单独加入线粒体没有促进肺癌细胞增殖；与顺铂联合时，顺铂的半数抑制浓度（IC50）由 12.93 μM 降至 6.734 μM，也就是化疗敏感性提高。[1]
在动物体内效果如何、安全吗？
在小鼠皮下肺癌模型中，线粒体移植联合顺铂比单用顺铂更明显地抑制肿瘤生长；各组小鼠体重无显著差异，心、肝、脾、肺、肾的组织切片未见明显病理改变。[1] 以上为动物实验结果，不能直接外推到人体。
激活线粒体凋亡通路
让肿瘤细胞重新走向程序性死亡
联合治疗使肿瘤细胞活性氧（ROS）水平升高，促进线粒体细胞色素 c 释放，上调 Bax、下调 Bcl-2，肿瘤细胞凋亡增加。[1] 研究团队还提出，健康线粒体可能促进肿瘤细胞自噬。
细胞 · 动物
改善微环境，增强抗肿瘤免疫
让免疫细胞重新进入肿瘤、恢复战斗力
联合治疗抑制 Wnt/β-catenin 通路，肿瘤内 CD3+、CD4+、CD8+ T 细胞与 NK 细胞浸润增加，并改善单用顺铂对免疫细胞的损伤。[1] CD8+ T 细胞的抗肿瘤功能依赖线粒体，线粒体功能障碍是其功能耗竭的重要原因。[2]
动物 · 综述与针对单一分子靶点的药物不同，线粒体制剂递送的是一个完整的细胞器，研究团队称之为“多靶点群”的思路。这一思路是否能转化为患者获益，需要临床试验回答。
参考文献
[1] Lin S, Yuan L, Chen X, et al. Mitochondrial transplantation sensitizes chemotherapy to inhibit tumor development by enhancing anti-tumor immunity. Cancer Biol Med. 2025;22(6):648–671
细胞实验 · 小鼠肺癌模型DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2024.0596 ↗[2] Zhang L, Zhang W, Li Z, et al. Mitochondria dysfunction in CD8+ T cells as an important contributing factor for cancer development and a potential target for cancer treatment: a review. J Exp Clin Cancer Res. 2022;41:227
综述DOI: 10.1186/s13046-022-02439-6 ↗[3] Li M, Hao B, Zhang M, et al. Melatonin enhances radiofrequency-induced NK antitumor immunity, causing cancer metabolism reprogramming and inhibition of multiple pulmonary tumor development. Signal Transduct Target Ther. 2021;6:330
射频消融联合褪黑素 · 背景研究DOI: 10.1038/s41392-021-00745-7 ↗[4] Zheng T, Liu H, Hong Y, Cao Y, Xia Q, Qin C, Li M, Reiter RJ, Bai Y, Fan L. Promotion of liquid-to-solid phase transition of cGAS by Baicalein suppresses lung tumorigenesis. Signal Transduct Target Ther. 2023;8:133
黄芩素 · 小鼠模型 · 背景研究DOI: 10.1038/s41392-023-01326-6 ↗内容依据公司科普片及团队审定旁白整理，用于说明研究思路，不作为已证实的临床结论。
从实验室到临床 →继续阅读