Abstract Ribosomal RNA (rRNA) modifications, essential components of ribosome structure and function, significantly impact cellular proteomics and cancer biology. These chemical modifications transcend structural roles, critically shaping ribosome functionality and influencing cellular protein profiles. In this review, the mechanisms by which rRNA modifications regulate both rRNA functions and broader cellular physiological processes are critically discussed. Importantly, by altering the translational output, rRNA modifications can shift the cellular equilibrium towards oncogenesis, thus playing a key role in cancer development and progression. Moreover, a special focus is placed on the functions of mitochondrial rRNA modifications and their aberrant expression in cancer, an area with profound implications yet largely uncharted. Dysregulation in these modifications can lead to metabolic dysfunction and apoptosis resistance, hallmark traits of cancer cells. Furthermore, the current challenges and future perspectives in targeting rRNA modifications are highlighted as a therapeutic approach for cancer treatment. In conclusion, rRNA modifications represent a frontier in cancer research, offering novel insights and therapeutic possibilities. Understanding and harnessing these modifications can pave the way for breakthroughs in cancer treatment, potentially transforming the approach to combating this complex disease.

Abstract Mitochondria occupy a central role in the biology of most eukaryotic cells, functioning as the hub of oxidative metabolism where sugars, fats, and amino acids are ultimately oxidized to release energy. This crucial function fuels a variety of cellular activities. Disruption in mitochondrial metabolism is a common feature in many diseases, including cancer, neurodegenerative conditions and cardiovascular diseases. Targeting tumor cell mitochondrial metabolism with multifunctional nanosystems emerges as a promising strategy for enhancing therapeutic efficacy against cancer. This review comprehensively outlines the pathways of mitochondrial metabolism, emphasizing their critical roles in cellular energy production and metabolic regulation. The associations between aberrant mitochondrial metabolism and the initiation and progression of cancer are highlighted, illustrating how these metabolic disruptions contribute to oncogenesis and tumor sustainability. More importantly, innovative strategies employing nanomedicines to precisely target mitochondrial metabolic pathways in cancer therapy are fully explored. Furthermore, key challenges and future directions in this field are identified and discussed. Collectively, this review provides a comprehensive understanding of the current state and future potential of nanomedicine in targeting mitochondrial metabolism, offering insights for developing more effective cancer therapies.