近年來,以 PD-1/PD-L1 抑制劑為代表的免疫檢查點療法徹底改變了癌癥治療格局,然而,相當一部分癌癥患者對這些癌癥免疫治療“無動于衷”,癌細胞究竟用了什么“隱身術(shù)”來逃避免疫系統(tǒng)的追殺?
近日,國際頂級學術(shù)期刊 Nature 發(fā)表的一項新研究給出了一個答案:一種名為 VDAC2 的線粒體“守門員”竟是腫瘤免疫逃逸的“幫兇”,它既能防止癌細胞凋亡,又能抑制免疫應答。而關(guān)掉它,癌細胞不僅會自毀,還會主動暴露位置,讓免疫系統(tǒng)“精準爆破”!
該論文來自圣裘德兒童研究醫(yī)院遲洪波教授團隊(袁素靜博士、孫仁強博士為共同第一作者),論文題為:VDAC2 loss elicits tumour destruction and inflammation for cancer therapy,該論文于 2025 年 3 月 19 日發(fā)表在了 Nature 期刊。
腫瘤的“隱身術(shù)”與科學家的“火眼金睛”
面對免疫系統(tǒng)的追殺,癌細胞練就了多種“隱身術(shù)”:有的抑制 T 細胞活性,有的偽裝成正常細胞,導致免疫治療對部分患者失效。為了破解這一難題,研究團隊利用 CRISPR 篩選技術(shù),對 3000 多個代謝相關(guān)基因進行大規(guī)模“地毯式搜索”,最終鎖定了一個關(guān)鍵靶點——VDAC2。
VDAC2是什么?它像線粒體的“守門員”,控制著線粒體內(nèi)外物質(zhì)交換。過去研究認為,VDAC 家族(例如VDAC1)主要與細胞能量代謝相關(guān),但這項研究發(fā)現(xiàn),VDAC2 竟是腫瘤免疫逃逸的“幕后黑手”!
關(guān)掉VDAC2,癌細胞“自爆”并“拉響警報”
當研究團隊使用 CRISPR 基因編輯技術(shù)敲除VDAC2后,腫瘤細胞發(fā)生了兩件大事:
1、線粒體“崩壞”——啟動自毀程序
VDAC2 缺失后,線粒體膜上的“死亡開關(guān)” BAK 蛋白被激活,導致線粒體破裂,釋放細胞色素 c,觸發(fā)“凋亡程序”。此時,免疫細胞分泌的干擾素-γ(IFNγ)成了“催化劑”,讓腫瘤細胞死得更快!
2、線粒體DNA泄漏——觸發(fā)全身“警報系統(tǒng)”
線粒體破裂后,其內(nèi)部的 DNA(mtDNA)泄漏到細胞質(zhì)中,激活天然免疫的 cGAS-STING 通路。這條通路相當于細胞的“警報器”,會釋放干擾素-β(IFNβ)和趨化因子 CCL5,吸引大量 CD8+ T 細胞“增援”,形成“免疫大軍”圍攻腫瘤。
因此,VDAC2 的缺失,讓癌細胞在“自爆”的同時“拉響警報”,免疫系統(tǒng)聽到警報后火速集結(jié),把殘余癌細胞一網(wǎng)打盡!
雙重暴擊:讓“冷腫瘤”變“熱”,破解耐藥難題
VDAC2 的缺失不僅直接殺傷腫瘤,還會重塑腫瘤微環(huán)境:
友軍增多:殺傷性 T 細胞浸潤增加,抑制性的 Treg 細胞減少;
記憶強化:治療后的小鼠體內(nèi)形成長期免疫記憶,防止腫瘤復發(fā);
逆轉(zhuǎn)耐藥:對 PD-1 抑制劑無效的腫瘤,在 VDAC2 缺失后會重新響應 PD-1 抑制劑的治療。
研究團隊進一步揭示了臨床證據(jù):在黑色素瘤患者中,VDAC2 高表達的患者的腫瘤內(nèi) T 細胞浸潤少、預后差;反之則生存期延長。在 CAR-T 細胞治療中,VDAC2 缺陷的結(jié)腸癌細胞對 CAR-T 殺傷更敏感。
為什么說這是一項“里程碑式”發(fā)現(xiàn)?
1、全新機制:首次揭示 VDAC2 通過“凋亡+免疫警報”的雙通路協(xié)同殺傷癌細胞,提出“炎癥性凋亡”的新概念。
2、全新靶點:VDAC2 作為一種免疫信號依賴性檢查點,是一個全新的免疫治療靶標,尤其對 PD-1/PD-L1 耐藥患者意義重大。
3、高度安全:VDAC2 的缺失對正常細胞影響小,BAK 僅在腫瘤中響應 IFNγ 激活,從而避免“誤傷”健康組織。
論文共同第一作者袁素靜博士表示,我們證明了線粒體在抗腫瘤免疫中的作用比之前認為的重要得多,這為研究人員開辟了新途徑——通過改變腫瘤中的線粒體功能,使其更容易受到免疫療法和其他治療的影響。
論文共同第一作者孫仁強博士表示,通常情況下,IFN-I是作為早期先天免疫系統(tǒng)的一部分產(chǎn)生的,并且在適應性免疫細胞(例如 T 細胞)到達之前發(fā)揮作用。我們感到興奮和驚訝的是,這一過程可以反向進行,即 T 細胞通過 IFN-γ,導致癌細胞中類似先天免疫的激活增加,進而產(chǎn)生更強的抗癌效果。這些觀察結(jié)果可能有助于我們找到改進免疫療法的新方法。
論文通訊作者遲洪波教授表示,我們在腫瘤潛在藥物靶點方面發(fā)現(xiàn)了一個新主題——靶向 VDAC2 這樣以多種方式保護腫瘤細胞的信號分子,是探索治療干預的一個令人興奮的方向,通過這種方式能讓腫瘤對 T 細胞更敏感,并提高免疫療法的效果。
總的來說,研究團隊從“代謝暗河”中挖出的 VDAC2,是一個雙重作用靶點,能夠克服腫瘤免疫逃逸,并確立了協(xié)同破壞和激發(fā)腫瘤炎癥對于實現(xiàn)有效癌癥免疫治療的重要性。這一發(fā)現(xiàn)為免疫治療打開了一扇全新的大門。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08732-6
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