新發現的防護高劑量輻射損傷的新方法

放射治療是一種常見的治療癌症的方法，是破壞癌細胞和縮小腫瘤的最有效方法之一。大約50%的腫瘤患者位於胃腸道(肝臟、胰腺、結腸、前列腺等)接受這種治療，這在過去幾十年中提高了癌症的生存率。然而，強化放射治療不僅會損害腫瘤細胞，還會損害健康的腸道細胞，導致60%的患者中毒。雖然這種毒性的逆轉是在放療結束後觀察到的，但10%的接受治療的患者出現了胃腸綜合征，這種疾病的特點是腸道細胞死亡，導致整個腸道的破壞和病人死亡。

對健康腸道細胞的損傷是放射治療的主要缺點，導致有效的癌症治療中斷和失敗，有可能導致腫瘤的快速複發。現在，發表在科學由西班牙國家癌症研究中心(CNIO)的生長因子、營養物質和癌症小組的科學家提供的材料可能有助於保護健康的腸道細胞免受輻射損傷。他們在老鼠身上發現的結果可能會從根本上改變人類暴露在高水平輻射下的方式，無論是癌症研究和治療，還是太空探索、核戰爭或核事故等其他領域。

該小組的工作重點是URI，這是一種功能尚未完全了解的蛋白質。然而，該小組先前的研究發現，這種蛋白在某些器官中的異常表達水平可能導致癌症。這項研究現在發表在科學表明高水平的URI蛋白可保護小鼠免受輻射所致的腸道損傷，而較低或未檢測到的蛋白質水平可導致胃腸綜合症和死亡。

「URI的確切功能還沒有確定，」CNIO的生長因子、營養和癌症小組負責人、這項研究的負責人NabilDjouder說。「就像生物體需要在一定範圍內保持的pH或溫度一樣，URI水平也必須保持在非常狹窄的窗口內，以調節其他蛋白質的正常功能。當URI水平高於或低於最佳水平時，它們可能會促進或保護機體免受腫瘤發展和其他疾病的影響，這取決於具體情況。」

Djouder已經研究URI很長時間了，他開發了第一個遺傳小鼠模型來研究這種蛋白質在哺乳動物中的功能。他的研究小組觀察到，在培養過程中，高URI水平可以保護腸道細胞免受DNA損傷。因此，Djouder和博士生Almud ena Chaves-Pérez建議他們應該研究URI的保護作用在體內是否也有效，以及它是否能夠減輕高劑量照射的影響，從而減輕胃腸道綜合症。為了解決這些問題，開發了三種遺傳小鼠模型。這是第一個實驗小鼠模型，旨在專門研究URI的作用和輻射對腸道的影響。其中一種作為對照模型，以確定URI在腸道中的確切表達；另一種小鼠模型在腸道中有較高水平的蛋白表達，而在第三種模型中，該基因被刪除以降低腸上皮中的URI水平。

對照組小鼠表明，URI在位於腸隱窩(稱為Lieberkühn隱窩)的特定休眠幹細胞群中表達。URI保護這些細胞免受高劑量輻射誘導的毒性。「我們發現，當輻射治療結束時，這些細胞會再生受損的組織，」該論文的第一作者Chaves-Pérez說。她補充說：「最近有很多關於幹細胞群體負責這項工作的爭論。」

在接受高劑量輻射後，100%在腸道中表達高水平URI的小鼠存活於胃腸綜合征，而在正常情況下，多達70%的小鼠死亡。相反，所有基因被刪除的小鼠都死於胃腸綜合症。

Chaves-Pérez解釋了這些結果：「區別於這種特定幹細胞群體的是，在正常情況下(當它們表示URI時)這些細胞是靜止的，即它們不增殖。因此，它們不會受到輻射損傷，輻射只會影響增殖細胞。然而，當這些幹細胞中不存在URI時，眾所周知的癌基因c-MYC被過度表達，從而導致細胞增殖，增加這些細胞對輻射損傷的易感性。結果，這些細胞死亡，腸道無法自我修復，隨後小鼠死亡。「

儘管他們的發現還有待進一步的研究證實，Djouder認為c-MYC抑製劑可能有助於減輕患者的輻射引起的胃腸道綜合症。「我們的工作開闢了新的途徑，通過抑制或消除c-MYC來治療和預防胃腸道綜合症。這些抑製劑將減少高劑量放療的致命副作用，允許增加輻射劑量以有效治療癌症，並保護患者免受胃腸綜合症的影響，」Djouder解釋說。「除了防止輻射的致命副作用外，c-MYC抑製劑還被用於癌症治療，這意味著它們可能具有雙重功效，」他補充道。

現在，我們很想知道其他具有再生能力的器官，比如皮膚，是否有一個具有高URI水平的幹細胞群體。Djouder和他的團隊目前正在研究這個問題。

Djouder認為，除了其在癌症領域的重要性外，「這一發現可能對高劑量輻射防護有重大意義，例如核事故、核戰爭或長期太空探索中的宇宙輻射。」

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