為了能夠發揮功能，細胞線粒體會利用名為線粒體丙酮酸載體（Mitochondrial pyruvate carrier, MPC）的蛋白來輸入“燃料”。為了確定MPC在惡性細胞中是否仍然起作用，由瑞士日內瓦大學的Jean-Claude Martinou領導的一個研究小組，開發出了一種生物傳感器來測量它的實時活性。生物學家們觀察發現相比于健康細胞，MPC在腫瘤細胞系中顯示極低的活性。隨后他們用一種新型的抗腫瘤產品來處理癌細胞，恢復了MPC的正常活性。這些研究結果發布在《分子細胞》（Molecular Cell）雜志上。

腫瘤細胞消耗異常高數量的葡萄糖來保證它們的快速生長。為了將這一營養物質轉換為能量，相比健康細胞它們較少利用線粒體——這一胞質細胞器通過細胞呼吸作用在能量的生成和儲存中發揮至關重要的作用。

當前的一種治療方法就是迫使癌細胞去利用它們的線粒體。日內瓦大學科學學院細胞生物學系教授Jean-Claude Martinou說：“為了能夠發揮功能，這些細胞器借助于我們在2012年發現的一種載體MPC來輸入丙酮酸‘燃料’。”

在惡性細胞中無活性的載體

研究人員在癌細胞中詳細查看了MPC的活性，他們將MPC改造成了能夠表明自身實時活性的一種復雜的生物傳感器。論文的第一作者Vincent Compan解釋說：“我們對MPC進行了遺傳改造，因此它能夠根據自身的活性水平發出不同強度的熒光信號。”

與瑞士聯邦理工學院和法國尼斯大學合作，研究人員構建出了表達這一生物傳感器的各種人類細胞系。“相比于健康細胞，我們檢測到所有腫瘤細胞系都具有極低的MPC活性。因此，線粒體對丙酮酸燃料的獲得使用在這一載體水平上受到了抑制，”Jean-Claude Martinou說。

可逆的效應

為了能夠迫使癌細胞去利用它們的線粒體，必須要評估一下MPC在這些細胞中是否仍然具有功能。因此，研究人員讓這些細胞接受了一種處理來誘導胞質中的丙酮酸增高。“這種處理恢復了惡性細胞中正常的MPC活性，表明是由于缺乏燃料，而非載體功能障礙，影響了這一過程，”Vincent Compan詳細描述道。

科學家們選擇的這種治療方法采用的是一組靶向細胞膜中另一種載體——乳酸載體的小化合物。其中的一個藥物事實上當前已作為一種候選療法進入臨床試驗測試階段。Jean-Claude Martinou說：“我們開發的這一生物傳感器也可充當一種工具，來鑒別能夠調節MPC活性，由此作為新潛在療法的化合物。”