01
研究背景
儘管免疫療法如過繼細胞療法（ACT）和免疫檢查點阻斷（ICB）在癌症治療中顯示出顯著的臨床益處，但大多數實體瘤患者並未獲得持續的臨床反應。CD8 T細胞在癌症免疫迴圈和免疫治療效果中起重要作用，主要透過釋放細胞毒性顆粒和產生促炎細胞因子，特別是干擾素γ（IFNγ）。IFNγ透過增加腫瘤抗原呈遞和化學趨化因子產生來調節腫瘤微環境（TME），從而有助於腫瘤控制。然而，許多癌症透過不明機制逃避免疫監視，尤其是對IFNγ和CD8 T細胞誘導的細胞毒性作用的抵抗。因此，研究如何克服腫瘤對IFNγ和CD8 T細胞的抵抗機制，以增強抗腫瘤效果和最大化免疫治療反應，具有重要意義。
此外，腫瘤微環境的特徵是癌細胞與免疫細胞之間的營養競爭和代謝通訊，這也促進了腫瘤的免疫逃逸。儘管針對代謝相關過程如線粒體複合物I的電子流動或自噬的治療可以重新啟用抗腫瘤免疫和ICB，但我們對腫瘤細胞中介免疫逃逸的分子或通路的系統理解仍然不足。透過CRISPR–Cas9基因篩選，研究確定了電壓依賴性陰離子通道2（VDAC2）作為一種免疫訊號依賴的檢查點，限制了IFNγ介導的腫瘤破壞和腫瘤微環境的炎症重程式設計。靶向VDAC2可以增強IFNγ誘導的細胞死亡和cGAS–STING啟用，顯著改善抗腫瘤效果和免疫治療反應。
02
研究發現
研究揭示了電壓依賴性陰離子通道2（VDAC2）在腫瘤免疫逃逸中的作用。透過體內和體外CRISPR-Cas9基因篩選，研究人員發現VDAC2作為一種免疫訊號依賴的檢查點，限制了干擾素-γ（IFNγ）介導的腫瘤破壞和腫瘤微環境的炎症重程式設計。靶向VDAC2可以增強IFNγ誘導的腫瘤細胞死亡和cGAS-STING訊號通路的啟用，從而顯著改善抗腫瘤效果和免疫治療反應。
研究還發現，VDAC2缺失透過BAK蛋白介導了IFNγ刺激下的線粒體損傷，導致線粒體DNA異常釋放到細胞質中，激活了cGAS-STING訊號通路和I型干擾素反應。重要的是，STING訊號通路的共缺失減弱了VDAC2缺失在腫瘤細胞中的治療效果，表明靶向VDAC2可以整合CD8 T細胞和IFNγ介導的適應性免疫與腫瘤內在的先天免疫樣反應。
03
臨床意義
增強免疫治療效果：VDAC2的缺失增加了腫瘤細胞對CD8 T細胞和IFNγ的敏感性，透過啟用cGAS-STING訊號通路，提升了抗腫瘤免疫反應。這表明，透過靶向VDAC2可以增強現有免疫治療（如ICB和ACT）的療效。 克服免疫逃逸：研究表明，VDAC2的缺失可以克服腫瘤的免疫逃逸機制。這對於提高免疫治療的成功率，尤其是對那些對傳統治療耐藥的腫瘤患者，具有重要意義。 促進腫瘤微環境的炎症重塑：VDAC2缺失引發了腫瘤微環境的炎症重程式設計，增加了腫瘤內CD8 T細胞的積累和效應功能。這種重塑可能進一步增強免疫系統對腫瘤的識別和攻擊能力。 聯合治療策略的潛力：研究還指出，VDAC2與其他分子（如PTPN2）的聯合靶向可能進一步提高治療效果，為開發新的聯合治療策略提供了基礎。 總體而言，這項研究揭示了VDAC2作為癌症治療靶點的潛力，透過促進腫瘤細胞死亡和炎症反應，增強免疫系統的抗腫瘤能力。這為未來的癌症治療策略提供了新的思路和方向。
04
實驗策略
1. CRISPR-Cas9基因篩選：研究人員使用CRISPR-Cas9技術對代謝相關基因進行體內和體外的基因篩選。透過靶向3017個代謝相關基因，他們確定VDAC2是一個免疫訊號依賴的檢查點，抑制了干擾素-γ（IFNγ）介導的腫瘤破壞和腫瘤微環境的炎症重塑。
2. 基因相互作用篩選：研究人員進行了全基因組尺度的基因相互作用篩選，以識別VDAC2缺失誘導效應的介導因子。他們發現BAK（Bcl-2相關的X蛋白）是VDAC2缺失效應的關鍵介導因子。
3. 功能驗證實驗：透過轉導Cas9表達的B16-OVA黑色素瘤細胞和MC38-OVA腫瘤細胞，研究人員驗證了VDAC2缺失如何增強腫瘤細胞對CD8 T細胞介導的細胞毒性的敏感性。此外，他們在免疫健全和免疫缺陷小鼠模型中進行了體內實驗，進一步驗證了VDAC2缺失對腫瘤生長的影響。
4. 訊號通路分析：透過轉錄組分析和ATAC-seq（轉座酶可及染色質測序）分析，研究人員揭示了VDAC2缺失如何影響IFNγ訊號傳導以及cGAS-STING訊號通路的啟用，導致I型干擾素響應增加。
5. 細胞死亡和炎症反應測定：透過LDH釋放、即時成像和細胞死亡標誌物的檢測，研究人員測定了IFNγ誘導的細胞死亡和VDAC2缺失導致的炎症反應。
6. 小鼠腫瘤模型：為了評估VDAC2在腫瘤發展的影響，研究人員使用了多種小鼠模型，包括皮下和肺轉移模型，研究VDAC2缺失對腫瘤生長和免疫治療反應的影響。
05
資料解讀
圖1：VDAC2缺失使腫瘤對IFNγ誘導的細胞死亡和免疫治療更加敏感
Figure 1 探討了VDAC2缺失對腫瘤細胞在IFNγ誘導下的死亡敏感性及其對免疫治療的影響。A. 為了研究VDAC2缺失對腫瘤細胞死亡的影響，對VDAC2缺失的腫瘤細胞進行了IFNγ處理，透過細胞存活率分析，結果顯示VDAC2缺失的腫瘤細胞在IFNγ處理後存活率顯著降低。B. 為了驗證VDAC2缺失是否增強了腫瘤對免疫治療的敏感性，在小鼠模型中進行了免疫治療實驗，結果表明VDAC2缺失的小鼠腫瘤體積顯著減小，顯示出對免疫治療的增強反應。結論：VDAC2缺失能夠增強腫瘤細胞對IFNγ誘導的細胞死亡的敏感性，並提高腫瘤對免疫治療的響應效果。
圖2：VDAC2缺失引發的腫瘤微環境炎症重程式設計需要IFNγ
Figure 2 A. 為了探討VDAC2缺失對腫瘤微環境中炎症因子的影響，對VDAC2缺失的小鼠模型進行分析，結果顯示，IFNγ的表達顯著增加。B. 為了驗證IFNγ在VDAC2缺失引起的炎症重程式設計中的作用，使用IFNγ中和抗體處理小鼠，結果表明，IFNγ中和後，炎症因子的表達水平顯著下降。C. 為了進一步確認IFNγ的作用，在VDAC2缺失的小鼠中敲除IFNγ基因，結果顯示，敲除IFNγ後，炎症因子表達恢復至正常水平。結論：VDAC2缺失引發的腫瘤微環境炎症重程式設計依賴於IFNγ的存在。
圖3：VDAC2缺失促進IFNγ誘導的線粒體DNA釋放和干擾素基因刺激因子啟用
Figure 3 研究了VDAC2缺失對IFNγ誘導的線粒體DNA釋放和干擾素基因刺激因子（STING）啟用的影響。A. 為了研究VDAC2在IFNγ誘導的線粒體DNA釋放中的作用，對VDAC2敲除細胞和對照細胞進行了IFNγ處理，並使用qPCR分析線粒體DNA的釋放情況。結果顯示，與對照組相比，VDAC2敲除細胞中線粒體DNA釋放顯著增加。B. 為了驗證VDAC2缺失是否影響STING的啟用，對VDAC2敲除細胞和對照細胞進行了IFNγ處理，並透過免疫印跡分析STING訊號通路的啟用狀態。結果表明，VDAC2敲除細胞中STING訊號通路的啟用顯著增強。結論：VDAC2缺失能夠促進IFNγ誘導的線粒體DNA釋放，並增強STING訊號通路的啟用。
圖4：BAK在VDAC2缺失條件下介導對IFNγ的響應效應
Figure 4 探討了在干擾素γ（IFNγ）刺激下，BAK在VDAC2缺失條件下的作用機制。A. 為了研究VDAC2缺失對細胞凋亡的影響，使用免疫印跡分析了在IFNγ處理後，VDAC2缺失細胞中BAK的活化情況。結果顯示，VDAC2缺失導致BAK的活化增加。B. 為了驗證BAK在VDAC2缺失條件下對細胞凋亡的影響，在VDAC2缺失細胞中敲除BAK，使用流式細胞術檢測細胞凋亡率。結果表明，BAK的敲除顯著降低了VDAC2缺失引起的細胞凋亡。C. 為了進一步確認BAK在VDAC2缺失條件下的作用，在VDAC2缺失細胞中過表達BAK，並使用免疫印跡分析檢測BAK的活化。結果顯示，過表達BAK進一步增強了VDAC2缺失引起的BAK活化。結論：BAK在VDAC2缺失條件下介導了對IFNγ的響應效應，VDAC2缺失透過增加BAK的活化促進細胞凋亡，而BAK的敲除可以減弱這一效應。
06
主要結論
這項研究揭示了電壓依賴性陰離子通道 2 (VDAC2) 在腫瘤免疫逃逸中的關鍵調節作用。研究表明，VDAC2 缺失能夠增強幹擾素-γ (IFNγ) 誘導的腫瘤細胞死亡，並激活 cGAS-STING 通路，顯著改善抗腫瘤效果和免疫治療反應。透過基因相互作用篩選，研究發現 BAK 是介導 VDAC2 缺失效應的關鍵因子。IFNγ 刺激增加了 BIM、BID 和 BAK 的表達，VDAC2 缺失導致 BAK 的不受控啟用和線粒體損傷，進而釋放線粒體 DNA 到細胞質中，啟用 cGAS-STING 訊號和 I 型干擾素反應。VDAC2 的靶向將 CD8 T 細胞和 IFNγ 介導的適應性免疫與腫瘤內在的固有免疫樣反應結合，表明 VDAC2 是克服腫瘤免疫逃逸的雙重作用靶點。
07
討論總結
該研究強調了 VDAC2 在腫瘤免疫逃逸和抗 IFNγ 介導的細胞毒性中的重要作用。VDAC2 的缺失不僅促進了 IFNγ 誘導的腫瘤破壞，還透過線粒體損傷和 cGAS-STING 通路的啟用，增強了腫瘤微環境的炎症轉變。研究表明，靶向 VDAC2 可以有效克服腫瘤免疫逃逸，提高免疫治療的效果。透過與 BAK 的相互作用，VDAC2 調節 IFNγ 誘導的線粒體外膜通透化和細胞死亡，同時觸發 cGAS-STING 介導的炎症訊號。研究建議，VDAC2 的靶向可能為改善免疫檢查點阻斷療法提供新策略，並可能與其他治療方法聯合使用以增強抗腫瘤免疫反應。在臨床應用中，VDAC2 作為治療靶點的潛力需要進一步探索，特別是在選擇性靶向策略以最小化潛在不良影響方面。總體而言，該研究為癌症治療提供了一種透過啟用“炎症性凋亡”以增強腫瘤免疫反應的新思路。
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