Молочный фактор Биттнера (1936): опухоли молочной железы у мышей, передача с молоком и открытие MMTV
В этой статье
Фактор в молоке: Джон Биттнер и опухоль молочной железы у мышей
В конце 107-го дня остался открытым вопрос: могут ли гормон из 105-го дня и вирус из 106-го встретиться в молоке одной мыши? Ответ начался в лаборатории на побережье штата Мэн, с мышат, которых пересаживали от одной матери к другой. В 1936 году Джон Биттнер на одной странице предположил, что предрасположенность к опухолям молочной железы может передаваться не только генами, с которыми рождается животное, но и через вскармливание. Ниже мы сначала проследим этот «фактор молока», затем посмотрим, как он работает вместе с гормонами и генами. В конце скажем, чего эта находка для человека не означает.
Мать или наследственность?
Представьте новорождённого мышонка, которому несколько часов от роду: глаза ещё закрыты, он розовый и голый. Его переносят из одной клетки в другую, к совсем другой матери. Для стороннего наблюдателя это незначительное движение. Но ему предстояло поколебать господствовавшую тогда гипотезу о происхождении болезни. Эксперимент в центре этого текста опирается на столь тихое действие.
В Лаборатории Джексона в Бар-Харборе мыши принадлежали к линиям, которые поколениями поддерживали чистыми скрещиванием братьев и сестёр. В одних линиях большинство самок с возрастом заболевали опухолями молочной железы, в других они были редки. Разница была очевидной, и, по вторичному изложению, большинство исследователей считали её генетической: все хотели изучать гены.
Скрещивания смазали эту картину. Основатель и директор лаборатории Кларенс Литтл 17 ноября 1933 года сообщил в Science о внехромосомном влиянии; в Амстердаме в те же годы Кортевег описывал похожий фактор. Мюррей и Литтл в 1935 году опубликовали результаты реципрокных скрещиваний. По одному историческому обзору, судьба потомства зависела от линии матери больше, чем от линии отца, а вес внехромосомного фактора был в шесть раз больше веса хромосомного. Влияние матери могло прийти двумя путями: через яйцеклетку или после рождения, через нечто, переходившее от её тела к детёнышам. Второй путь проверил Биттнер.
Детёнышей забирают у матерей
Биттнер забрал детёнышей линии с очень высокой частотой рака у их собственных матерей и отдал их на вскармливание самкам линии, в которой рак молочной железы встречался редко. Он проделал и обратное. Результат в обоих направлениях был слишком отчётлив, чтобы объясняться одной наследственностью: детёныши линии высокого риска, вскормленные матерями низкого риска, во взрослом возрасте в основном оказались защищены; детёныши линии низкого риска, вскормленные матерями высокого риска, развили много опухолей. Статья занимала одну страницу в 84-м томе Science (страница 162), а её название было осторожным: «некоторые возможные эффекты вскармливания». Биттнер назвал агент в молоке «молочным фактором» (milk factor).
По резюме его более поздней работы, цифры были поразительными. Когда детёнышей линии A высокого риска в первые 24 часа после рождения передавали матери низкого риска, частота опухолей снижалась с 90 процентов до 8 процентов. При более поздней передаче она оставалась около 87 процентов. Время имело значение: агент усваивался рано, во время вскармливания. Смена клетки могла привести две группы мышей с одинаковыми генами к двум разным судьбам.
ЧТО БЫЛО МОЛОЧНЫМ ФАКТОРОМ? —
«Внехромосомный» значит «вне генов». Агент передавался не с яйцеклеткой и сперматозоидом, а с молоком матери. Тем не менее гены оставались важны: то же молоко почти не вызывало опухолей в невосприимчивой линии. Возникла триада: гены линии, гормональная среда и молочный агент.
Гормональное звено тоже здесь. В более поздней работе Биттнер предположил, что влияние молока может быть необходимо и для опухолей, вызванных эстрогеном. Это не отменяет находки Лакассаня из 105-го дня; оно лишь показывает, насколько решающим может быть фон мышиной линии при толковании результата. Так что ответ на вопрос 107-го дня таков: гормон, ген и молочный агент могли встретиться в одной мыши. Искать единственную «причину» значило бы смотреть лишь на одну ножку этой триады. Так наука ловит скрытую переменную за находкой.
Пока у агента не появилось имя
Чем был агент? По одному источнику, в 1945 году Андервонт первым предположил, что это может быть вирус. В 1947 году Мюльбок употребил то же слово в годовом отчёте, со знаком вопроса. Первый видимый след появился в 1948 году. Портер и Томпсон исследовали под электронным микроскопом эпителиальные клетки, выращенные из опухолей молочной железы мышей линии C3H, линии с высокой частотой опухолей. В трёх из шести опухолей они увидели сферическую частицу, связанную с клетками: плотный центр около 75 миллимикрон, вся частица в среднем 130. Авторы были осторожны: находки «совместимы» с мыслью, что частицы представляют молочный агент. Это была совместимость, а не доказательство; результаты ещё предстояло проверить в тканях без агента.
Следующие двадцать лет были годами наименований и сортировки. В 1962-1969 годах Бентвельзен разделил эти вирусы на MTV-S (вирус Биттнера), MTV-L и MTV-P (вирус Мюльбока). В 1969 году он также показал, что инфекционный вирус может передаваться через половые клетки; то есть вирус мог закрепляться в ДНК хозяина в виде копии, называемой «провирус», и передаваться из поколения в поколение. Вопрос 1930-х «гены или молоко?» получил ответ «и то, и другое»: один и тот же вирус мог путешествовать с молоком и наследоваться. В начале 1970-х открытие обратной транскриптазы позволило отнести агент к ретровирусам. Сегодня он называется вирусом опухоли молочной железы мыши, сокращённо MMTV.
Детёныши меняют мать. Эксперимент Биттнера с перекрёстным вскармливанием: мало опухолей, когда детёныш линии высокого риска вырос у матери низкого риска, много опухолей, когда детёныш линии низкого риска вырос у матери высокого риска.
ГРАНИЦА: ОТ МЫШИ К ЧЕЛОВЕКУ ВЫВОДОВ НЕ ДЕЛАЮТ —
Эти эксперименты проводились на мышах. Нет доказательств, что грудное молоко передаёт рак молочной железы. Исследования, ищущие в образцах человека последовательности, похожие на MMTV, остаются спорными. В 2017 году группа нашла MMTV-подобную последовательность env в 10 из 86 образцов молочной железы (11,6 процента). Но доля в образцах рака молочной железы (4 из 49, 8,2 процента) оказалась ниже, чем в нормальной ткани железы (6 из 37, 16,2 процента); разница не была значимой (p=0,249). Авторы сочли, что часть положительных результатов связана с мышиной ДНК в здании, и не смогли подтвердить причинную роль.
Важнее другое: данные о людях говорят обратное. В повторном анализе 47 исследований из 30 стран (50 302 женщины с раком молочной железы, 96 973 в контроле) каждые 12 месяцев кормления грудью были связаны с примерно на 4,3 процента более низким относительным риском рака молочной железы (доверительный интервал 2,9-5,8; Lancet 2002). Это относительное снижение; абсолютный эффект зависит от исходного риска человека. Находка Биттнера у мышей не повод отказываться от грудного вскармливания.
Что остаётся
- Идея, что гены, гормоны и вирус могут действовать вместе
- Перекрёстное вскармливание как метод отделить унаследованное от приобретённого
- Ценность MMTV как модели опухоли молочной железы
Что отпадает или никогда не было показано
- Допущение, что различия между линиями вызваны одними генами
- Ожидание, что у рака молочной железы одна причина
- Утверждение, что женское молоко передаёт рак (никогда не доказано)
1982: когда вирус селится рядом с геном
В 1982 году в журнале Cell Нюссе и Вармус сообщили, что многие вызванные MMTV опухоли мыши несут ДНК вируса, встроенную в один и тот же участок генома хозяина. Эта деталь была большой подсказкой: вирус садился не случайно, а рядом с одним из общих для опухолей генов хозяина и влиял на него. Проще говоря, вирус мог оказаться рядом с геном и заставить его работать сильнее нормы. В последующие годы ген стал известен как Wnt1. Агент, которого в 1936 году искали в молоке, спустя полвека привёл и к открытию гена рака: вирус был не только причиной опухоли, но и сигнальной ракетой, показавшей, где лежит ген. Всю историю эпохи онкогенов мы расскажем в последующие дни серии.
Что от этой истории остаётся сегодня?
У этой истории нет подтверждённой особой связи с Турцией; общий урок таков: тревога «может ли рак передаваться через молоко?» может возникнуть заново в любом обществе. Пациенты и их близкие часто спрашивают: «этот рак наследственный или заразный?» История Биттнера показывает и то, почему на этот вопрос нельзя ответить простым «да» или «нет»: наследственность, гормоны и среда могут переплетаться. Ответ в том, что исследование на мышах нельзя переносить на человека. Рекомендации по грудному вскармливанию опираются не на опыты на мышах, а на обширные данные о людях, приведённые выше: грудное вскармливание входит в число факторов, снижающих риск рака молочной железы.
ОТ МЫШИНОЙ КЛЕТКИ К ГЕНУ РАКА
ЧТО В ЭТОМ ТЕКСТЕ ПРОВЕРЕНО И ЧТО ОСТАЁТСЯ ОТКРЫТЫМ
- Ссылка: Bittner JJ. Science 1936;84(2172):162 (одна страница); doi:10.1126/science.84.2172.162. Текст самой статьи получить не удалось; подробности эксперимента опираются на вторичные изложения (исторический материал Нидерландского общества медицинской микробиологии, записи Лаборатории Джексона, научный блог).
- Little 1933, Murray-Little 1935, Korteweg: даты и соотношение «в шесть раз» взяты из одного вторичного обзора (NVMM); первичные работы здесь не читались. Имя Кортевега и его ссылка не проверялись.
- С 90 до 8 процентов: из резюме более поздней работы Биттнера («Further studies on active milk influence in breast cancer production in mice»). Год и том в записи журнала (вероятно, Proc Soc Exp Biol Med, 1940) проверить не удалось; цифры приведены «по резюме».
- «Первое предположение о вирусе»: различие между Андервонтом 1945 и Мюльбоком 1947 опирается на один источник; поэтому слово «первым» смягчено. Утверждение Википедии, что в 1966 году доказано, что это вирус, не использовано, так как не согласуется с этой хронологией.
- Porter-Thompson: J Exp Med 1948;88(1):15. Три из шести опухолей, 75 и 130 миллимикрон и слово «совместимы» взяты из резюме. Последняя страница не проверялась.
- Bentvelzen 1962-69 и обратная транскриптаза: по обзору NVMM; этот источник датирует обратную транскриптазу 1971 годом, общепринятая точка зрения около 1970, поэтому написано «начало 1970-х».
- MMTV-подобные последовательности у человека: Perzova et al., Virol J 2017 (doi:10.1186/s12985-017-0862-x). Цифры взяты из этой работы; авторы резюмируют результат как «возможно, но вероятнее всего нет». Тема остаётся спорной.
- Грудное вскармливание: Collaborative Group on Hormonal Factors in Breast Cancer, Lancet 2002;360:187-195; около 4,3 процента на каждые 12 месяцев (доверительный интервал 2,9-5,8). Абсолютный эффект здесь не рассчитывался.
- 1982: Nusse R, Varmus HE. Cell 1982;31:99-109; название работы проверено. То, что ген позднее назвали Wnt1, отдельно здесь не проверялось.
- Биттнер: 1904-1961; научный сотрудник Лаборатории Джексона, в 1940 году заместитель директора, в 1943 году Университет Миннесоты (Википедия).
Онкологический институт нации: закон о Национальном институте рака 1937 года
У мышей Биттнера и операционной Грэма было нечто общее: и то и другое переставало быть делом одного любопытного учёного. В 1937 году Конгресс США стал рассматривать исследование рака как дело национального учреждения и основал National Cancer Institute. В 109-й день мы спросим, почему это решение приняли именно в тот год, что было сделано и чего не было сделано в первые годы и что значило быть «онкологическим институтом нации».
Заметка автора: Этот текст связывает нить «причины» в серии: смола (день 99), гормон (день 105) и вирус (день 106) встречаются здесь в молоке одной мыши. Поскольку подробности эксперимента Биттнера взяты из вторичных источников, цифры помечены «по резюме». Эти находки относятся к мышам; их нельзя напрямую переносить на рак молочной железы у человека.
Источники и дополнительное чтение
- Bittner JJ. Some possible effects of nursing on the mammary gland tumor incidence in mice. Science 1936;84(2172):162.
- Bittner JJ. The milk-influence of breast tumors in mice. Science 1942;95(2470):462.
- Porter KR, Thompson HP. A particulate body associated with epithelial cells cultured from mammary carcinomas of mice of a milk-factor strain. Journal of Experimental Medicine 1948;88(1):15.
- Nusse R, Varmus HE. Many tumors induced by the mouse mammary tumor virus contain a provirus integrated in the same region of the host genome. Cell 1982;31:99-109.
- Perzova R, Abbott L, Benz P, et al. Is MMTV associated with human breast cancer? Maybe, but probably not. Virology Journal 2017; doi:10.1186/s12985-017-0862-x.
- Collaborative Group on Hormonal Factors in Breast Cancer. Breast cancer and breastfeeding: collaborative reanalysis of individual data from 47 epidemiological studies in 30 countries. The Lancet 2002;360:187-195.
- Nederlandse Vereniging voor Medische Microbiologie (NVMM). Thema Geschiedenis van de medische microbiologie: muizenstammen (исторический обзор, онлайн).
- Mukherjee S. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner, 2010. (Общая рамка для обсуждения вирусов и рака.)
Этот текст — 108-й день серии «365 дней истории рака». В 1936 году в Лаборатории Джексона Джон Биттнер менял детёнышей между линиями мышей высокого и низкого риска и показал, что предрасположенность к опухолям молочной железы может передаваться не только генами, но и агентом, передающимся при вскармливании. Позднее этот агент был признан вирусом опухоли молочной железы мыши (MMTV). Эти находки получены на мышах; нет доказательств, что женское молоко передаёт рак, а по данным о людях грудное вскармливание связано с более низким риском рака молочной железы. Текст подготовлен с историко-популярной точки зрения; он не содержит рекомендаций по диагностике или лечению, по вопросам собственного здоровья обращайтесь к врачу. Данные и сведения опираются на Bittner 1936, Porter-Thompson 1948, Nusse-Varmus 1982, Collaborative Group 2002 и связанные источники; подробности, опирающиеся на вторичные источники, отмечены в заметках о проверке фактов.
Эта статья была полезна?
Ваш отзыв помогает нам улучшать материалы.
