癌细胞的恒久生命与导致人死亡的衰老过程看起来似乎是相对立的。但令人吃惊的是，癌细胞和衰老过程的生物学基础却是相合的。线粒体代谢似乎可以对这两个问题进行合理解释。线粒体代谢异常在肿瘤细胞增殖和衰老过程中发挥重要作用。

在20世纪初，Warburg提出肿瘤细胞有独特的代谢特征。这些细胞利用糖酵解提供能量并产生大量的乳酸。同时，Warburg推测线粒体代谢异常是肿瘤发生的基础。最近研究证实，肿瘤中糖酵解和乳酸增加。糖酵解产生丙酮酸，线粒体利用后者产生ATP为肿瘤细胞的生长提供动力。肿瘤细胞代谢的变化表现为从有氧氧化向无氧糖酵解的转化，即使在有氧条件下肿瘤细胞也应用这种代谢方式。无氧糖酵解提供了肿瘤细胞的生存优势。线粒体失去功能与异常增加的线粒体复制有关，其机制是线粒体单链DNA连接蛋白过高表达。因此，线粒体代谢抑制剂可用于癌症治疗。