新西兰马拉格汉研究中心的迈克·贝里奇教授领导的团队首次在动物肿瘤模型中发现，线粒体DNA（mtDNA）能够在肿瘤细胞与周围健康细胞之间转移。这一开创性成果发表在《细胞-代谢》（Cell Metabolism）杂志上，颠覆了传统认为线粒体基因仅限于细胞内的观点。
贝里奇教授指出，线粒体DNA在细胞间的传递可能是一种普遍存在的生物学现象，这为理解包括癌症在内的多种疾病提供了新的视角。线粒体DNA缺陷已知与近200种疾病相关，研究团队的发现为未来合成线粒体DNA替代缺陷基因的个性化治疗奠定了基础。
研究中，去除线粒体DNA的乳腺癌和黑色素瘤小鼠模型的肿瘤细胞能够从周围正常组织中获取线粒体DNA，恢复线粒体功能后，癌细胞继续增殖并发生转移。此前虽有体外实验观察到线粒体DNA的细胞间转移，但这是首次在体内肿瘤模型中得到证实。
左图为暗场荧光染色显示的线粒体传递，右图为明场下观察到的连接纳米管道。图片来源：malaghan.org.nz
贝里奇教授强调，研究团队的耐心观察是关键，因多数研究者在实验初期未见肿瘤复苏即停止实验，而该团队持续监测超过一个月，才捕捉到肿瘤恢复生长的现象。
通过分子生物学、蛋白质组学及基因测序技术，团队确认新获得的线粒体DNA来自非肿瘤细胞，且与肿瘤原有线粒体DNA不同，证明了细胞间线粒体DNA的转移。
这一发现揭示了体内可能存在的基础生理机制，提示线粒体DNA转移不仅限于肿瘤，初步证据显示该机制在大脑等组织中也普遍存在。
线粒体DNA为环状小型基因组，编码线粒体呼吸链关键蛋白，负责将营养物质转化为细胞能量，尤其对脑和肌肉功能至关重要。与核DNA不同，线粒体DNA仅通过母系遗传，科学家利用其追溯人类祖先。
参考文献：
- Tan, An S., et al. "Mitochondrial Genome Acquisition Restores Respiratory Function and Tumorigenic Potential of Cancer Cells without Mitochondrial DNA." Cell Metabolism 21.1 (2015): 81-94.