许多肿瘤的特征是 OXPHOS 水平低。然而,这种病理的原因在不同的癌症类型中有所不同。一些肿瘤携带线粒体 DNA 编码复合物 I 亚基(例如肾嗜酸细胞瘤)或核编码复合物 II 亚基(例如嗜铬细胞瘤和副神经节瘤)的致病突变;其他肿瘤则显示所有 OXPHOS 复合物减少,线粒体 DNA 拷贝数减少;还有一些肿瘤的线粒体质量较低 [9–13]。在许多情况下,这种下调的遗传原因仍然难以捉摸。许多肿瘤均显示 OXPHOS 水平均匀降低,例如嗜酸细胞瘤、神经母细胞瘤、肾细胞癌和星形细胞脑瘤 [10,11,14]。然而,只有一小部分癌和黑色素瘤缺乏 OXPHOS,其他肿瘤仍保留有功能性 OXPHOS 系统 [15–20]。某些癌症亚型的 OXPHOS 依赖性受基因改变和/或肿瘤微环境的影响。例如,肺癌中 KRAS 驱动的三羧酸 (TCA) 循环中葡萄糖的贡献比正常肺组织高 [21]。此外,肺癌中经常检测到 SWI/SNF 染色质复合物成分(包括 SMARCA4)的改变。SMARCA4 突变的肿瘤以 OXPHOS 和呼吸能力增强为特征,因此对 OXPHOS 抑制敏感 [22]。与磷酸酶和张力蛋白同源物 (PTEN) 野生型前列腺癌细胞相比,PTEN 缺陷细胞的线粒体通过复合物 V 消耗 ATP,而不是产生 ATP,这导致体外对复合物 I 抑制的基因型特异性敏感性 [23]。