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《自然》:一举两得!华人科学家发现,线粒体上有个防止癌细胞凋亡和抑制免疫应答的“干扰器”

AI划重点 · 全文约1546字,阅读需5分钟

1.美国圣裘德儿童研究医院的研究人员在《自然》期刊发表了关于癌细胞线粒体外膜蛋白VDAC2的研究结果。

2.研究发现,VDAC2缺失会使癌细胞对IFNγ诱导的细胞凋亡和cGAS-STING信号激活产生抵抗,从而保护癌细胞免受杀伤。

3.敲除VDAC2可显著增强现有免疫治疗的效果,并在多种实体瘤中有效克服免疫治疗耐药。

4.通过靶向VDAC2,研究者们认为可以同时激活固有免疫和适应性免疫,有效消灭癌细胞。

5.未来任务是为设计出精准干预VDAC2的抗癌药物,以拆除癌细胞自带的信号干扰器。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

*仅供医学专业人士阅读参考


信息传递不畅导致误事的案例,古往今来可以说是数不胜数。如果是通讯手段落后的时代,比如古希腊传递打胜仗的消息,得靠两条腿跑出个马拉松,倒还能说是情有可原,但今天还能看到的信息不畅,往往就是传递流程中有什么东西“作梗”了,比如本来该在免疫系统面前束手就擒的癌细胞,就总能搞出点怪招来阻碍免疫应答激活,进而逃之夭夭继续作妖。


今天,美国圣裘德儿童研究医院迟洪波团队就在《自然》发表了最新研究成果,首次揭示癌细胞线粒体外膜蛋白之一——电压依赖性阴离子通道2(VDAC2),会阻碍IFNγ诱导的细胞凋亡和cGAS-STING信号激活,从而保护癌细胞免受杀伤;针对VDAC2进行干预则有望将固有免疫和适应性免疫串联起来,里应外合有效消灭癌细胞。


研究发现,VDAC2缺失会使癌细胞内响应IFNγ刺激,表达上调的促凋亡蛋白BAK激活达到“失控”的程度,并导致癌细胞线粒体损伤,使大量线粒体DNA被释放到胞质中,从而同时激活cGAS–STING信号和I型IFN应答;实验显示,敲除VDAC2可显著增强现有免疫治疗的效果,并在多种实体瘤中有效克服免疫治疗耐药,这“干扰器”没了就是好啊。


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论文首页截图


借助CRISPR Drop-out筛选,研究者们从3000多个代谢相关基因中,筛选发现Vdac2表达水平与黑色素瘤细胞免疫逃逸相关,敲除Vdac2会使癌细胞在增殖速率不变的前提下,更易被CD8+T细胞杀伤,肿瘤生长速度明显减慢,原本耐药的癌细胞对PD-1/L1抑制剂治疗也更敏感。问题来了,敲除Vdac2为什么能带来这一连串好消息?它咋这么能耐呢?


为了弄清这个问题,研究者们将缺失穿孔素、肿瘤坏死因子(TNF)或IFNγ的肿瘤特异性CD8+T细胞与VDAC2缺陷型癌细胞共培养,发现仅有缺失IFNγ的CD8+T细胞无法杀伤癌细胞,敲除癌细胞编码IFNγ相应受体的基因也有相同效果,通过靶向PTPN2放大IFNγ信号,则可增强对癌细胞的杀伤;进一步实验显示,IFNγ导致癌细胞死亡的机制主要是促凋亡,与细胞铁死亡等其它细胞死亡机制关系不大。


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癌细胞缺失VDAC2时更易死亡,肿瘤也对免疫治疗更敏感


而从肿瘤微环境这个更高一层的视角来看,癌细胞的VDAC2缺失不仅使CD8+T细胞浸润增多,它们的细胞毒效应功能也明显增强,让微环境整体转向炎性更强、更有利于抗肿瘤免疫的状态,而上述效应都依赖于IFNγ的存在,CD8+T细胞也是IFNγ的主要来源;而相应地,癌细胞内则发生了主要由IFNγ介导的I型干扰素应答大幅增强。


一向诡计多端的癌细胞,怎么缺了VDAC2就束手就擒呢?研究者们进行的逐步“溯源”探索首先发现,VDAC2缺陷型癌细胞内的STING激活显著增强,这是癌细胞响应IFNγ刺激、发生I型干扰素应答的必要条件,敲除STING就会使上面的一连串正向作用消失;呈现类似关系的还有趋化因子CCL5,它可能是敲除VDAC2后募集免疫细胞的关键。


由于VDAC2是线粒体外膜蛋白,结合cGAS-STING通路的激活机制,研究者们推测缺失VDAC2后,癌细胞的线粒体内DNA可能被释放到了胞质内,被cGAS感受进而激活STING通路,并通过实验确认了这一点;此外,VDAC2还会与促凋亡蛋白BAK直接发生相互作用并抑制其功能,因此在VDAC2缺失时,IFNγ刺激会先使BAK等促凋亡蛋白表达上调,然后激活BAK到“彻底疯狂”的状态,让癌细胞更容易被IFNγ诱导发生凋亡。


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VDAC2缺失激活STING通路和影响BAK的机制


因此总体来看,靶向VDAC2可以通过双重机制,即使免疫微环境炎性化和癌细胞更易被诱导凋亡,助力现有免疫治疗,接下来留给科研工作者们的任务,就是设计出精准干预VDAC2的抗癌药物了,早点把癌细胞自带的这个信号干扰器拆掉,免疫应答就能早点松绑

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参考文献:

Yuan S, Sun R, Shi H, et al. VDAC2 loss elicits tumour destruction and inflammation for cancer therapy[J]. Nature, 2025.

本文作者丨谭硕

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