来自西奈山和IBM的研究人员发现了一种新的线索，用于解释具有相同基因组的癌细胞如何对同一疗法产生不同的反应。在今天发表的一篇Nature Communications论文中，研究人员首次发现，细胞中线粒体的数量在很大程度上与癌症对药物治疗的反应有关。

癌症是全球第二大死亡原因，全球约有六分之一死于该病。虽然随着技术的进步，癌症治疗方法继续得到改善，但研究人员和临床医生未能成功解释癌细胞对肿瘤疾病治疗的反应多样性。在许多情况下，具有匹配遗传构成的癌细胞对相同的治疗将有不同的反应。西奈山和IBM的研究人员将计算和生物学方法相结合，以揭示这种行为的线索。

细胞遇到细菌，营养不良或病毒时会死亡。而且，为了促进正常功能，我们的身体每天消除数十亿个细胞 - 这个过程被称为“程序性细胞死亡”或细胞凋亡。线粒体通常被称为细胞的能量，因为它们能够产生细胞能量，它还可以作为激活程序性细胞死亡的催化剂，并且某些抗癌药物通过激活该过程起作用。该功能鼓励研究人员探索这样的假设，即具有相同基因组成但具有不同数量线粒体的癌细胞，如果暴露于促进细胞凋亡的相同药物，则可能具有不同的死亡易感性。

在将各种类型的细胞暴露于六种浓度的促凋亡药物并测量存活细胞内线粒体的丰度时，西奈山和IBM的研究人员发现，存活的细胞比未处理的细胞具有更多的线粒体。这有力地表明线粒体较少的细胞更有可能对某些药物治疗产生反应。

为了分析这些数据，研究人员使用了一种名为DEPICTIVE的数学框架(通过方差解释推断，确定参数对细胞间变异性的影响的首字母缩写)，以量化由线粒体丰度引起的细胞存活或死亡的变异性。总体而言，该框架确定线粒体的可变性解释了对促凋亡药物的不同反应的高达30%。

“加强我们对线粒体变异性和药物反应之间关系的理解可能会导致更有效的靶向癌症治疗，使我们能够找到解决耐药性问题的新方法，”Pablo Meyer博士，遗传学和基因组学兼职助理教授说。科学，西奈山伊坎医学院，IBM研究院转化系统生物学团队负责人，以及该出版物的共同通讯作者。“这项研究的结果是真正的多学科，只有通过西奈山和IBM之间建立的强有力的科学合作才能实现。”