Во время беременности в молочных железах женщины происходят масштабные перестройки: клетки эпителия расширяются, появляется множество протоков, в которых накапливается молоко. Когда лактация заканчивается, железы возвращаются в исходное состояние, однако на молекулярном уровне некоторые изменения остаются навсегда. Регуляция транскрипции ряда генов в молочных железах женщин, которые рожали хотя бы один раз, отличается; в клетках происходят эпигенетические изменения, которые лежат в основе молекулярной памяти, — при последующих беременностях клетки молочных желез быстро перестраивают работу своих генов.

Лактация — не единственное направление перестройки эпителиальных клеток молочных желез во время беременности. Известно, что после родов у женщин изменяется риск развития рака груди: в первые годы он увеличивается, но в долгосрочной перспективе снижается. Подавление онкогенеза в молочных железах после беременности наблюдали и у грызунов, однако объяснение этому эффекту до сих пор не нашли.

Ученые из США под руководством Камилы Дос Сантос (Camila dos Santos) из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор анализировали экспрессию генов (по их РНК-транскриптам) в эпителиальных клетках молочных желез у нерожавших мышей и после беременности. Кроме того, для имитации двух последовательных беременностей животным вводили гормоны. Чтобы проверить, связана ли экспрессия генов с эпигенетическими изменениями, в тех же группах животных исследовали количество активных гистонов (ядерных белков, ответственных за эпигенетическую регуляцию молекулярных процессов) по специфическим меткам.

После беременности активность ряда генов была повышена, хотя в целом транскрипционные программы до и после беременности были схожими. На ранних стадиях второй «искусственной беременности» паттерн экспрессии генов был схож с таковым на более поздних этапах второго гормонального цикла. Значит, после первой беременности действительно возникает молекулярная память, и на второй раз геном перестраивается быстрее.

После беременности в клетках молочных желез произошли эпигенетические перестройки: число активных гистонов увеличилось в 10 раз, и располагались они в участках генома, которые отвечают за другие клеточные процессы.

Чтобы проверить влияние беременности на развитие опухоли, у мышей индуцировали экспрессию гена cMYC, который запускает рост новообразований. В результате у нерожавших животных в молочных железах за несколько дней развилось предопухолевое состояние; после восьми дней активации cMYC мыши умирали. После беременности же cMYC не вызывал отклонения в морфологии тканей — срезы молочных желез рожавших животных на пятый день экспрессии этого гена выглядели так же, как и у контрольных мышей.

Фото: Развитие опухоли молочной железы у нерожавших мышей. Mary Feigman et al. / Nature Communications, 2020