雌激素和乳腺癌

可以说，迄今为止在乳腺癌领域最重要的发现之一是发现许多肿瘤对雌激素敏感;事实上，随后使用激素疗法对乳腺癌的预后有显著的影响。但是，当科学家们第一次观察肿瘤细胞对雌激素的反应时，似乎发现了一种非常特定和保守的反应模式，这表明它对肿瘤细胞来说一定是至关重要的。但是，正如Andrew Holding向Chris Smith解释的那样，当他试图重现结果以便在整个基因组的水平上理解它们时，他开始认为也许他应该重新评估他作为一名科学家的职业抱负……

五年前，我受雇研究雌激素受体是如何导致乳腺癌的。因此，在70%的乳腺癌病例中，这是最常见的癌症形式，雌激素驱动肿瘤的生长和增殖。我们有大量的文献表明当你给肿瘤提供激素时，肿瘤会以脉冲的方式开始生长，以45分钟的脉冲为周期，所以这些有点像日常节律——昼夜节律——但每隔45分钟发生一次。所以确实是一种快速的反应，我们认为这将是一个非常有趣的模型，如果我们可以尝试在系统中投入很多东西，看看它是如何改变这些时间的，也许这对我们如何开发乳腺癌患者的治疗方法有很大的影响。

Chris -当你说它是周期性的，字面意思是荷尔蒙进入细胞;进入细胞内部-因为类固醇激素的工作方式是它们与基因组物理接触，打开和关闭基因组的不同部分-你说文献告诉我们这是通过这些有趣的脉冲发生的:它持续45分钟的活动，然后又停止。这听起来有点不寻常!为什么人们会得出这样的结论呢?

安德鲁:是的。所以当它第一次出现的时候，这是非同寻常的，因为，正如你提到的，这些受体——雌激素受体——它们实际上与它们打开的基因结合在一起。有人展示的是，一个特定的基因，在我们拥有所有这些全基因组技术之前就被研究过了，它是跳动的;这让每个人都感到震惊。从那以后，有几篇论文发表，人们说:“看，我们看到了同样的东西!”这是一个非常严格控制的机制，它被看作是这个领域的教条，这就是信号的工作方式。

很明显，如果雌激素在癌症中起着如此重要的作用，而且它有这种严格控制的周期性活动，那一定很重要;因此，它可能是一个重要的治疗途径，你是这么认为的吗?

安德鲁:没错。当我们着手解决这个问题时，全基因组技术出现了。因此，我们认为我们可以研究基因组中雌激素受体开启基因的所有20,000个位置，而不是研究一个基因。

克里斯:你是五年前被录用的;你要试着解开正在发生的事情。你是如何处理这个问题的?你是怎么研究它的。

所以我做的第一件事就是试着重复那些原始的结果，用这些技术观察那个基因看看受体是否参与了那个基因并激活了它。我发现在某些日子或几周我得到了类似的东西，而其他日子我发现它非常不同。我以为那就是我我个人认为我没能重现这项工作因为我在实验室里的表现不如我希望的那么好。

克里斯-哦，哎哟!换句话说，整个拆解周期性活动的宏伟计划看起来不会成功?

安德鲁:不;看起来我们面临着巨大的挑战。最初，你不会到处假设其他人都是错的;另一个挑战是我们使用的方法没有很好的控制;在这个过程中有一些步骤你不知道基因上的接合是不是因为你做错了实验，还是因为它不存在。所以我不得不开始思考到底是我搞错了还是雌激素受体并没有发挥我们认为的作用。

Chris:那么你是如何建立正确的控制机制，使你能够解开这个问题，弄清楚是否真的存在周期性的活动，或者像你说的那样，这个领域是错的?

所以我们开发的技术实际上是我们决定在基因组中寻找与DNA位置有关的其他东西，我们可以用它作为控制，我们认为它会一直存在。我们选择的是一种叫做CTCF的蛋白质。CTCF是你能在基因组中找到的最稳定的东西之一。然后我们去检查这在乳腺癌中是否成立。所以我们有一个非常坚实的标记说我们做的实验是正确的。

这意味着你可能会问，如果我进去，如果控制标记在某些时候没有出现，以类似的频率，我们一直看到雌激素信号的出现和消失，也许实际上发生的是我们的系统没有很好地工作。事实上，人们之前就被误导了?

安德鲁:是的。所以我们的想法是，我们有这种基准来了解发生了什么。我们做的另一件事是我们的决定是正确的，我们知道人们会有点担心我们使用了一种全新的技术，所以我们所做的是我们之前决定人们在他们的研究中使用一个或两个重复，在发表之前只做一两次。我们有足够的资源在10个不同的时间点试着做6次。我们讨论的是60个全基因组实验这些都是大实验。我们的想法是，我们也有可重复性，以表明无论你得到的是一致的，每次我们做的。

克里斯:底线是什么?这个循环是按照该领域所建议的方式进行的，还是不是?

所以答案似乎是，如果你把雌激素作为一种激素注入这些乳腺癌细胞它们会开启并保持。

克里斯:所以这和人们所说的完全不同。这是一种有趣的循环，可能会给我们带来新的治疗途径，这不是真的吗?

安德鲁-不!看起来，事实上，简单的答案才是正确的。我们唯一需要注意的是，当我们观察我们的控制时，它真的很好很稳定;当我们观察10分钟后雌激素受体的结合时，结果是零，什么也没发生;然后，在10分钟，我们发现它真的很吵。这个信号有很大的可变性;一些复制会有很多结合而另一些复制不会有很多。但它并没有受到严格控制。当你在所有基因和所有时间点上取平均值时，你会发现它是相当静态的。

Chris -那么这是否意味着人们所看到和理解的周期性变化是系统中的噪音;这只是随机的，他们将其解释为这是周期性结合活动吗?

安德鲁——因此有一千篇论文引用原来的纸,我经历了1000人的研究发现了完全相同的条件——这是只有四个——其中一些酒吧图表,我读过一个统治者,因为原始数据——我的意思是这些是20岁的报纸,人们不把原始数据——或者他们这些代表活动的照片,我是测量暗图像是如何使用图像分析软件,我们重新分析了这些数据，我们的发现正是如此。这只是系统中的噪音:系统反应的可变性。