美國(guó)圣裘德兒童研究醫(yī)院遲洪波教授等研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞一種名為VDAC2（電壓依賴性陰離子通道2）的線粒體蛋白可破壞T細(xì)胞的干擾素γ（IFNγ）攻擊過(guò)程，成為腫瘤免疫逃逸的幫兇，既能防止腫瘤細(xì)胞凋亡，又能抑制免疫應(yīng)答。敲除腫瘤細(xì)胞的VDAC2基因，CD8+ T細(xì)胞的殺傷效率升高6倍，小鼠腫瘤體積縮小70%，生存期延長(zhǎng)3倍以上。（Nature. 2025年3月19日在線版）

這種策略對(duì)傳統(tǒng)療法無(wú)效的耐藥性實(shí)體瘤同樣有效，在TNFR（腫瘤壞死因子受體）缺陷的黑色素瘤模型中，VDAC2缺失使免疫細(xì)胞浸潤(rùn)量增加，成功將冷腫瘤轉(zhuǎn)化為熱腫瘤。該研究揭示了VDAC2的雙重作用，當(dāng)T細(xì)胞釋放IFNγ發(fā)動(dòng)攻擊時(shí)，VDAC2通過(guò)抑制BAK蛋白的激活，阻止腫瘤細(xì)胞凋亡。而一旦關(guān)閉VDAC2，線粒體DNA會(huì)泄漏至細(xì)胞質(zhì)，觸發(fā)cGAS-STING信號(hào)通路的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，形成致命的炎癥風(fēng)暴。

免疫療法用于治療實(shí)體瘤常出現(xiàn)耐藥性、腫瘤抵抗現(xiàn)象。為找出哪些蛋白與上述現(xiàn)象有關(guān)，研究者借助CRISPR/Cas9技術(shù)對(duì)腫瘤細(xì)胞中的3000多個(gè)代謝相關(guān)基因進(jìn)行了大規(guī)模地毯式篩選。將這些經(jīng)過(guò)基因編輯的腫瘤細(xì)胞暴露在干擾素γ或T細(xì)胞的攻擊下，觀察哪些基因缺失會(huì)減少腫瘤生長(zhǎng)或促進(jìn)其死亡，最終鎖定關(guān)鍵靶點(diǎn)VDAC2。VDAC2相當(dāng)于線粒體的守門員，控制線粒體內(nèi)外物質(zhì)交換，VDAC家族主要與細(xì)胞能量代謝相關(guān)。

該研究結(jié)果顯示，VDAC2缺失的腫瘤細(xì)胞更容易因T細(xì)胞毒性而死亡。而在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，相較于對(duì)照組，移植了VDAC2缺失腫瘤細(xì)胞的小鼠不僅腫瘤生長(zhǎng)速度顯著減緩，小鼠的生存期也延長(zhǎng)。

研究者發(fā)現(xiàn)，VDAC2缺失的腫瘤細(xì)胞對(duì)INFγ誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡更敏感，腫瘤微環(huán)境的炎癥反應(yīng)更活躍。腫瘤細(xì)胞失去VDAC2后，似放大了腫瘤與免疫系統(tǒng)的INFγ信號(hào)強(qiáng)度。原本的信號(hào)干擾功能失效，但VDAC2是如何幫助腫瘤實(shí)現(xiàn)這一保護(hù)作用的？

VDAC2是一種位于線粒體外膜的蛋白質(zhì)，在細(xì)胞的能量代謝和信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。據(jù)IFNγ的抗腫瘤機(jī)制，IFNγ會(huì)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中促凋亡蛋白的表達(dá)。如BAK是受影響的蛋白之一，它在IFNγ的刺激下激活表達(dá)，繼而增加線粒體外膜的通透性。但VDAC2的存在會(huì)干擾這一過(guò)程，因VDAC2會(huì)抑制BAK蛋白的激活，阻止線粒體膜電位崩潰（這是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵步驟）。當(dāng)腫瘤表達(dá)過(guò)高的VDAC2時(shí)，IFNγ的促凋亡信號(hào)就不靈敏了。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，正常腫瘤細(xì)胞在IFNγ刺激下僅10%發(fā)生死亡，而VDAC2缺陷的腫瘤細(xì)胞死亡率升至60%。通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序和ATAC-seq技術(shù)，研究者發(fā)現(xiàn)VDAC2缺失導(dǎo)致BAK蛋白過(guò)度活化，觸發(fā)線粒體DNA（mtDNA）泄漏至細(xì)胞質(zhì)。這些逃逸的mtDNA如同警報(bào)信號(hào)，激活了cGAS-STING通路，引發(fā)強(qiáng)烈的Ⅰ型干擾素反應(yīng)。

在VDAC2缺陷的腫瘤中，IFNγ顯示雙重效應(yīng)：一方面通過(guò)上調(diào)促凋亡蛋白BIM、BID和BAK表達(dá)，直接推動(dòng)腫瘤細(xì)胞死亡；另一方面激活STING信號(hào)，招募更多CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)腫瘤。共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)顯示，將VDAC2缺陷細(xì)胞與正常細(xì)胞混合后，僅用IFNγ處理即可特異性清除前者。這種選擇性殺傷在人類結(jié)腸癌細(xì)胞系LoVo中也存在，當(dāng)VDAC2被敲除后，IFNγ誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡率從15%升至55%。阻斷IFNγ信號(hào)完全消除VDAC2缺失的治療效果。

VDAC2缺失導(dǎo)致線粒體膜完整性破壞，mtDNA涌入細(xì)胞質(zhì)。熒光共聚焦顯微鏡觀察到，在IFNγ刺激下，VDAC2缺陷細(xì)胞的線粒體DNA定位信號(hào)減弱3倍，胞質(zhì)mtDNA含量增加5倍。游離mtDNA被cGAS蛋白識(shí)別，觸發(fā)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，磷酸化STING蛋白招募TBK1激酶，進(jìn)而激活I(lǐng)RF3轉(zhuǎn)錄因子。炎癥風(fēng)暴會(huì)產(chǎn)生大量趨化因子（如CCL5）和Ⅰ型干擾素，將冷腫瘤轉(zhuǎn)化為熱腫瘤。單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)顯示，VDAC2缺陷的腫瘤中，殺傷性T細(xì)胞數(shù)量激增2.5倍，免疫抑制性Treg細(xì)胞銳減40%。

研究者進(jìn)行了全基因組遺傳互作篩選，從2萬(wàn)個(gè)基因中鎖定BAK。當(dāng)BAK與VDAC2共敲除時(shí)，IFNγ誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡被完全抑制。結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)揭示，VDAC2通過(guò)其172位丙氨酸與BAK蛋白特異性結(jié)合，限制BAK的寡聚化。當(dāng)VDAC2缺失時(shí)，IFNγ誘導(dǎo)的BAK激活失去控制。通過(guò)化學(xué)交聯(lián)技術(shù)，研究者觀察到BAK二聚體和三聚體形成速度加快4倍。這種過(guò)度活化導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔持續(xù)開(kāi)放，細(xì)胞色素C大量釋放，激活下游的Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

VDAC2缺失后，BAK不再受限制并持續(xù)放大線粒體外膜通透性，這促使細(xì)胞色素C和mtDNA的釋放。前者會(huì)引發(fā)細(xì)胞凋亡，后者激活cGAS-STING信號(hào)通路，進(jìn)而觸發(fā)Ⅰ型干擾素反應(yīng)——這種反應(yīng)不僅能直接導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，還通過(guò)釋放趨化因子CCL5，招募更多的CD8+ T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

單細(xì)胞RNA測(cè)序分析顯示，VDAC2缺失腫瘤中的CD8+ T細(xì)胞的比例顯著增加，且這些T細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的效應(yīng)功能。黑色素瘤患者數(shù)據(jù)庫(kù)分析顯示，VDAC2高表達(dá)與CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)呈顯著負(fù)相關(guān)。而在VDAC2缺陷的腫瘤中，免疫抑制性的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例下降40%，CD8+/Treg比值提升3倍。此外，VDAC2缺失還增加了腫瘤中促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，使得免疫細(xì)胞的殺傷作用大大增強(qiáng)。

這種微環(huán)境重塑有持久記憶效應(yīng)。當(dāng)治愈小鼠再次接種腫瘤時(shí)，90%表現(xiàn)出完全抵抗，提示形成了長(zhǎng)效免疫記憶。在聯(lián)合治療實(shí)驗(yàn)中，VDAC2敲除使抗PD-L1抗體的響應(yīng)率從20%提升至65%，且這種協(xié)同效應(yīng)在STING信號(hào)缺陷的腫瘤中依然存在。

盡管目前尚無(wú)針對(duì)VDAC2的抑制劑，但這些新研究結(jié)果讓研究者非常期待VDAC2靶向療法的實(shí)際效果。研究者指出，VDAC2能以特殊的“信號(hào)干擾”方式保護(hù)腫瘤，而破壞這種保護(hù)機(jī)制可激發(fā)抗腫瘤免疫以及細(xì)胞凋亡。這可能可有效增強(qiáng)其他免疫療法的作用，形成聯(lián)合抗腫瘤的效應(yīng)。研究者正著力開(kāi)發(fā)小分子抑制劑，以期特異性阻斷VDAC2-BAK相互作用。隨著CRISPR基因編輯技術(shù)和單細(xì)胞組學(xué)的進(jìn)步，個(gè)性化VDAC2靶向治療有望改觀腫瘤免疫治療。

（編譯 張俊熙）