放射疗法是一种常见的癌症治疗方法，是破坏癌细胞和缩小肿瘤的最有效方法之一。大约50%位于胃肠腔(肝脏，胰腺，结肠，前列腺等)的肿瘤患者接受这种治疗，这种治疗在过去几十年中提高了癌症存活率。然而，强化放射治疗不仅损害肿瘤细胞，而且还损害健康的肠细胞，导致60%的治疗患者产生毒性。尽管在放射治疗结束后观察到这种毒性的逆转，但10%的治疗患者出现胃肠综合征，这是一种以肠细胞死亡为特征的疾病，导致整个肠道破坏和患者死亡。
健康肠细胞的损伤是放射疗法的主要缺点，导致有效癌症治疗的中止和失败，可能导致肿瘤快速复发。现在，来自西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的生长因子，营养素和癌症组的科学家在科学上发表的一项发现可能有助于保护健康的肠道细胞免受辐射损伤。他们在老鼠身上发现的后果可能会彻底改变人类接触高水平辐射的方式; 既可用于癌症研究和治疗，也可用于其他领域，如太空探索，核战争或核事故。
该小组的工作重点是URI，这是一种功能尚未完全理解的蛋白质。然而，该小组先前的研究发现，某些器官中该蛋白质的异常表达水平可导致癌症。现在发表在“ 科学”杂志上的这项研究表明，高水平的URI蛋白可以保护小鼠免受辐射诱导的肠道损伤，而低蛋白质或没有检测到的蛋白质水平可以导致胃肠道综合征和死亡。
“还没有确定URI的确切功能，”CNIO营养与癌症小组成长因素负责人，研究负责人Nabil Djouder说。“就像生物体需要维持在一定范围内的pH或温度一样，URI水平也必须保持在一个非常狭窄的窗口内，以调节其他蛋白质的正常功能。当URI水平高于或低于最佳值时，它们可能根据具体情况，促进或预防肿瘤发展以及其他疾病。“
长期研究URI的Djouder开发了第一个遗传小鼠模型来研究这种蛋白质在哺乳动物中的功能。他的团队观察到，在培养中生长时，高URI水平可保护肠道细胞免受DNA损伤。因此，Djouder和博士生Almudena Chaves-Pérez建议他们应该研究URI的保护功能是否在体内也是有效的，以及它是否能够减轻高剂量辐射的影响，从而减轻胃肠综合症的影响。为了解决这些问题，开发了三种遗传小鼠模型。它们是第一个专门研究URI的作用和辐射对肠道的影响的实验性遗传小鼠模型。其中一个用作控制模型，以确定在肠道中确切表达URI的位置;
对照小鼠显示URI在位于肠隐窝中的特定休眠干细胞群中表达(称为Lieberkühn的隐窝)。URI保护这些细胞免受高剂量辐射诱导的毒性。“我们发现，当放射治疗结束时，这些是再生受损组织的细胞，”该论文的第一作者Chaves-Pérez说。“最近有很多关于干细胞种群负责这项工作的争论，”她补充道。
在经受高剂量辐射后，100%设计为在肠道中表达高水平URI的小鼠在胃肠综合征中存活，而在正常条件下，高达70%的小鼠死亡。相反，所有遗传基因的小鼠死于胃肠道综合征。
Chaves-Pérez解释了这些结果：“这种特异性干细胞群体的区别在于，在正常条件下(当它们表达URI时)，这些细胞是静止的，即它们不会增殖。因此，它们不会受到辐射损伤，但是，当这些干细胞中不存在URI时，众所周知的致癌基因c-MYC过表达，导致细胞增殖并增加这些细胞对辐射损伤的易感性。结果，这些细胞死亡，肠道不会自我修复，随后鼠标死亡。“
虽然他们的研究结果必须通过进一步的研究证实，但Djouder认为c-MYC抑制剂可能有助于缓解患者的放射性胃肠道综合征。“我们的工作开辟了通过抑制或消除c-MYC来治疗和预防胃肠道综合征的新途径。这种抑制剂将减少高剂量放射治疗的致命副作用，允许增加辐射剂量以有效治疗癌症并保护患者免受胃肠综合症，“Djouder解释道。“除了防止辐射的致命副作用外，c-MYC抑制剂还用于癌症治疗，这意味着它们可能具有双重功效，”他补充道。
现在，了解具有再生能力的其他器官(例如皮肤)是否具有具有高水平URI的某些干细胞群将是有趣的。Djouder和他的团队目前正在研究这个主题。
Djouder认为，除了它在癌症领域的重要性之外，“这一发现可能对高剂量辐射防护具有重要意义，例如在核事故，核战争或长期太空探索中接触宇宙辐射的情况下。”