Mitocondria (mitochondrion) yw "ffatri ynni" y gell. Mae'r mitocondria yn cynnwys set o ddeunydd genetig, -- DNA mitocondriaidd (mtDNA), sy'n annibynnol ar y cnewyllyn. Oherwydd rôl bwysig mitocondria mewn homeostasis ynni, gall anhwylderau mitocondriaidd arwain at glefydau lluosog, gan gynnwys anhwylderau datblygiadol, clefydau niwrogyhyrol, clefydau metabolaidd, dilyniant canser, ac ati.
Er bod gwyddonwyr wedi gwybod ers tro bod mitocondria yn chwarae rhan hanfodol ym metabolaeth a chynhyrchu ynni celloedd canser. Fodd bynnag, hyd yn hyn, ychydig a wyddys am y berthynas rhwng trefniadaeth strwythurol y rhwydwaith mitocondriaidd a'i weithgaredd bio-ynni swyddogaethol ar y lefel tiwmor yn gyffredinol.
Yn ddiweddar, cyhoeddodd ymchwilwyr ym Mhrifysgol California, Los Angeles, bapur ymchwil yn y cyfnodolyn Nature, o'r enw: Mapio gofodol o rwydweithiau mitocondriaidd a bio-ynni mewn canser yr ysgyfaint.
Mae'r astudiaeth hon yn defnyddio tomograffeg allyriadau positron (PET) ynghyd â microsgopeg electron i gynhyrchu map cydraniad uwch 3- o'r rhwydwaith mitocondriaidd mewn tiwmorau ysgyfaint llygoden sydd wedi'u peiriannu'n enetig. Defnyddiodd y tîm ymchwil dechnoleg dysgu dwfn (Dysgu dwfn) i ddosbarthu tiwmorau yn seiliedig ar weithgaredd mitocondriaidd a ffactorau eraill i feintioli strwythur mitocondriaidd cannoedd o gelloedd a miloedd o mitocondria yn y tiwmor cyfan.
Archwiliodd y tîm ddau is-deip mawr o -- adenocarsinoma yr ysgyfaint (LUAD) a charsinoma celloedd cennog yr ysgyfaint (LUSC) mewn canser yr ysgyfaint celloedd nad yw'n fach (NSCLC) a nododd is-setiau gwahanol o rwydweithiau mitocondriaidd yn y tiwmorau hyn. Yn bwysig, canfuwyd bod mitocondria yn aml yn cael eu trefnu gyda defnynnau lipid i greu strwythurau isgellog unigryw sy'n cefnogi metaboledd celloedd tiwmor a gweithgaredd mitocondriaidd.
Mae mitocondria yn hanfodol ar gyfer rheoli metaboledd a bio-ynni mewn celloedd canser, gan ffurfio rhwydweithiau hynod drefnus lle mae eu strwythurau pilen fewnol ac allanol yn pennu eu gallu bio-ynni. Fodd bynnag, mae astudiaethau sy'n disgrifio trefniadaeth strwythurol rhwydweithiau mitocondriaidd a'u gweithgaredd bio-egni in vivo yn gyfyngedig o hyd.
Yn yr astudiaeth hon, defnyddiodd y tîm ymchwil lwyfan integredig yn cynnwys delweddu tomograffeg allyriadau positron, resbirometreg a microsgopeg electron arwyneb bloc sganio tri dimensiwn i berfformio dadansoddiad strwythurol a swyddogaethol in vivo o'r rhwydwaith mitocondriaidd a ffenoteip bio-ynni o ganser yr ysgyfaint celloedd nad ydynt yn fach. (NSCLC).
Mae'r gwahanol ffenoteipiau bio-ynni a dibyniaeth metabolaidd a nodwyd gan y tîm ymchwil mewn tiwmorau NSCLC yn gyson â threfniadaeth strwythurol gwahanol y rhwydwaith mitocondriaidd sy'n bresennol. At hynny, datgelodd yr astudiaeth fod y rhwydwaith mitocondriaidd wedi'i drefnu'n ranbarthau gwahanol mewn celloedd tiwmor.
Darganfuwyd rhwydwaith mitocondriaidd o amgylch defnynnau sy'n cysylltu ac yn amgylchynu defnynnau lipid mewn tiwmorau â ffosfforyleiddiad ocsideiddiol uchel a chyfraddau ocsidiad asid brasterog. Tra mewn tiwmorau â chyfraddau ffosfforyleiddiad ocsideiddio isel, mae fflwcs glwcos uchel yn rheoleiddio lleoleiddio periniwclear mitocondria, ailfodelu adeileddol cristae, a chynhwysedd anadlol mitocondriaidd. Mae'r canlyniadau hyn yn awgrymu bod y rhwydwaith mitocondriaidd wedi'i rannu'n is-boblogaethau gwahanol sy'n rheoli gallu bio-ynni tiwmorau.
Dywed y tîm fod yr astudiaeth yn cynrychioli'r cam cyntaf ar gyfer cynhyrchu map tri dimensiwn cydraniad uchel o ganser yr ysgyfaint gan ddefnyddio model llygoden wedi'i beiriannu'n enetig. Gan ddefnyddio'r mapiau hyn, mae'r tîm ymchwil wedi dechrau creu mapiau strwythurol a swyddogaethol o diwmorau'r ysgyfaint ymhellach, a all helpu i ddeall sut mae celloedd tiwmor yn trefnu eu strwythurau cellog yn strwythurol mewn ymateb i ofynion metabolaidd uchel twf tiwmor. Mae'r canfyddiadau hyn hefyd yn darparu gwybodaeth allweddol am swyddogaeth mitocondriaidd mewn celloedd canser, gan addo darparu gwybodaeth newydd a dulliau gwell ar gyfer strategaethau trin canser presennol, tra'n pwyntio cyfeiriad newydd ar gyfer targedu canser yr ysgyfaint.
Dywedodd Dr Han Mingqi, prif awdur y papur, fod yr astudiaeth wedi dod o hyd i newydd yn y fflwcs metabolig canser yr ysgyfaint, gan ddatgelu y gallai dewisiadau maethol celloedd canser yr ysgyfaint gael eu pennu gan adraniad isgellog eu mitocondria ac organynnau eraill, naill ai glwcos neu asidau brasterog rhad ac am ddim. Mae gan y canfyddiad hwn oblygiadau pwysig ar gyfer datblygu therapïau gwrthganser effeithiol sy'n targedu dewisiadau maethol tiwmor-benodol. Mae'r dull delweddu amlfodd yn ein galluogi i ddatgelu'r agwedd anhysbys hon ar fetaboledd canser, a chredwn y gellir ei chymhwyso hefyd i fathau eraill o ganser, gan baratoi'r ffordd ar gyfer ymchwil pellach yn y maes hwn.
