미토콘드리아는 암세포의 신진대사 및 생물에너지학의 거버넌스에 매우 중요합니다. 미토콘드리아는 외부 및 내부 막 구조가 생체 에너지 능력을 정의하는 고도로 조직화된 네트워크를 형성합니다. 그러나 미토콘드리아 네트워크의 구조적 구성과 생체 에너지 활성 사이의 관계를 설명하는 생체 내 연구는 제한적이었습니다.

이 연구에서는 양전자 방출 단층 촬영 이미징, 호흡계 및 3차원 스캐닝 블록-페이스 전자 현미경으로 구성된 통합 플랫폼을 사용하여 비소세포 폐암 (NSCLC)에서 미토콘드리아 네트워크 및 생체 에너지 표현형의 생체 내 구조적 및 기능적 분석을 제시합니다. NSCLC 종양에서 확인된 다양한 생체 에너지 표현형 및 대사 의존성은 존재하는 미토콘드리아 네트워크의 뚜렷한 구조적 조직과 일치합니다. 또한, 우리는 미토콘드리아 네트워크가 종양 세포 내에서 별개의 구획으로 구성되어 있음을 발견했습니다. 산화적 인산화 (OXPHOSHI) 및 지방산 산화의 비율이 높은 종양에서 우리는 미토콘드리아가 지질 방울과 접촉하고 둘러싸는 액적 주위 미토콘드리아 네트워크를 확인했습니다. 대조적으로, 우리는 OXPHOS (OXPHOSLO) 비율이 낮은 종양에서 높은 포도당 플럭스가 미토콘드리아의 핵주위 국소화, 크리스타의 구조적 리모델링 및 미토콘드리아 호흡 능력을 조절한다는 것을 발견했습니다.

우리의 연구 결과는 NSCLC에서 미토콘드리아 네트워크가 종양의 생체 에너지 능력을 지배하는 별개의 하위 집단으로 구획화되어 있음을 시사합니다.