高线粒体ATP是赋予癌细胞过度增殖、干性、非锚定依赖性、抗氧化能力和多药抗性的代谢特征。在本方法下，细胞内ATP水平可以用作鉴别、分离和纯化侵袭性和过度增殖癌症干细胞(“CSC”)表型的代谢生物标志物。此外，可以将ATP与其他CSC标志物(例如CD44或ALDH活性)组合，以有益地将CSC群分级成亚群。例如，高ATP/高CD44CSC亚群表现出的非锚定依赖性生长水平是低ATP/高CD44CSC亚群的两倍。还公开了表明线粒体ATP合成牵涉循环肿瘤细胞(“CTC”)的干性、转移和检测有关联的补充性生物信息学数据，以及五员ATP相关转移基因特征(ABCA2、ATP5F1C、COX20、NDUFA2和UQCRB)。本方法的基因特征可以用于鉴别体外细胞迁移和侵袭能力以及体内自发转移显著增加的CSC。本方法还为系统靶向癌细胞的干性、多药抗性和转移提供了细胞平台。