在发育转变过程中，细胞常常会重塑代谢网络，这其中就包括改变对葡萄糖、谷氨酰胺等代谢物的依赖，以此为细胞内代谢途径供能。本研究以胚胎干细胞（Embryonic Stem，ES）为模型系统，探究细胞状态转变时细胞内代谢网络的变化，如何影响细胞对外源营养物质的依赖。研究发现，处于多能性初始状态的 ES 细胞，会通过单羧酸转运蛋白 1（MCT1）增加对外源性丙酮酸的摄取和依赖。即便存在丰富的其他丙酮酸来源（如葡萄糖、乳酸），初始态的 ES 细胞仍依赖外源性丙酮酸，而分化程度更高的细胞则不会。初始态 ES 细胞对丙酮酸的依赖，源于其线粒体丙酮酸消耗增加，这是以牺牲胞质中 NAD⁺再生为代价的。实际上，在多种细胞类型中，线粒体丙酮酸消耗的增加足以促使细胞对外源丙酮酸产生需求。相应地，恢复胞质中 NAD⁺的再生，能让初始态 ES 细胞在多种营养微环境中耐受丙酮酸的缺乏。这些数据共同表明，细胞内代谢梯度决定了细胞对外源性丙酮酸的摄取和依赖，同时也凸显了线粒体丙酮酸代谢是初始态 ES 细胞的代谢弱点。