正常的細胞為什麼會癌化？科學家迄今仍在瞭解癌症發生的原因。最新針對頭頸癌的研究中，科學家從細胞的發電廠──粒線體──中找到蛛絲馬跡，證實粒線體轉錄因子（TFAM）及粒線體DNA調控癌細胞特性，讓粒線體基因分子有成為偵測頭頸癌標記的潛力。
有別於從基因突變的觀點，陽明交大口腔生物研究所黎萬君教授與謝宜達博士針對細胞代謝的角度切入，研究粒線體基因調控對頭頸癌細胞特性的影響，獲得重大成果。發現頭頸癌細胞異常粒線體生理的重要性，也再次證實所謂的「瓦氏效應」（Warburg effect）。這項研究成果，已刊登在去年底的《Cell Death and Disease》（細胞死亡與疾病），並獲選為該系列期刊的每月精選。
粒線體是細胞內除細胞核外也有DNA的特殊胞器，透過粒線體轉錄因子來調控粒線體DNA（mtDNA）。研究團隊在一系列研究中發現，與正常細胞相較，癌細胞內的粒線體轉錄因子及其下游基因表現特別低下，也提升了癌細胞成長、分化、轉移等惡性程度，證實癌細胞不喜歡粒線體的呼吸作用。
黎萬君教授表示，這項研究可以證實癌細胞存活的關鍵在於對不同環境的代謝適應。他說，正常細胞透過粒線體的呼吸作用來獲得能量，但癌細胞卻不喜歡粒線體，間接證實癌細胞在「變壞」過程中會透過許多不同的代謝改變，來迎合惡劣環境，如缺氧環境的挑戰，讓自身存活。
在缺氧環境中，為了取代粒線體的呼吸作用，應付大量能量的快速需求，癌細胞會透過重塑中心碳代謝（Central Carbon Metabolism）機制取得生存所需能量及生物質（Biomass）。在此研究中，團隊證實粒線體基因組造成的代謝改變，在頭頸癌細胞造成的癌化生理，可透過活化細胞內的ERK與Akt訊息傳遞路徑，讓癌細胞在無法從粒線體代謝取得生存所需時， 透過其他分子機制獲得生長優勢，雖然詳細機制仍需進一步作探討。
研究團隊利用舌頭、口腔及下咽等頭頸癌常見部位的細胞，結合動物及臨床人類頭頸癌組織，都獲得粒線體轉錄因子及mtDNA與癌細胞惡性呈現相反關係的結論，證實了粒線體轉錄因子是頭頸癌的抑制因子。目前已有藥物針對抑制ERK與Akt路徑正在開發中，這項研究提供粒線體基因組是另一個可以作為預測頭頸癌腫瘤的指標。
謝宜達博士表示，我們可將粒線體當作獨立個體而非胞器所看待，粒線體不僅擁有自身的遺傳物質和獨特的外觀構造，且陸續證實許多遺傳疾病與粒線體的缺陷息息相關，種種的現象表明粒線體扮演著舉足輕重的角色。然而在癌症發展過程中，卻始終無法釐清粒線體與癌細胞之間的關連，也許我們能從不一樣的角度來看待粒線體，期待能發現有別於過往的研究成果可以應用於癌症檢測或治療。