생화학분자생물학회

Hemodynamic Forces Tune the Arrest, Adhesion, and Extravasation of Circulating Tumor Cells

박태은(울산과학기술원 생명과학과)

암 전이는 원발종양으로부터 나온 혈액순환 종양세포(Circulating Tumor Cell; CTC)가 혈관을 통과하여 이차종양을 형성하는 현상이다. CTC는 혈액 유동에 의한 전단응력이 비교적 약한 부위를 찾아 내피세포에 부착하고, 내피세포의 리모델링을 통해 혈관외유출(Extravasation)이 일어난다고 알려져 있으나 이와 관련한 생체역학적 기전은 잘 알려져 있지 않았다. 본 논문에서 저자들은 혈액 유동이 CTC의 혈관외유출 과정에 어떤 영향을 미치는지에 대해 여러 생체 모델(Microvessel-on-a-chip, Zebrafish 및 Mouse)을 이용해 밝혀냈다. 첫째, 혈류 속도가 400-600 mm/s (Flow Force: ~80 pN)로 낮은 부위에서 CTC가 안정적으로 혈관 내피세포에 부착할 수 있으며, 이는 혈관의 구조와는 무관한 현상이다. 둘째, 혈관외 유출이 일어나는 초기 과정에서 혈관 내피세포의 리모델링이 일어나면서 CTC를 포켓 형태로 감싸게 되는데, 이는 혈류 속도에 의존적인 현상이다. 셋째, 저자들은 더 나아가 뇌전이 환자 샘플을 분석하여 혈류 속도가 낮은 부위에서 집중적으로 뇌전이가 일어남을 밝혀냄으로써 임상에서도 적용될 수 있음을 제시하였다.

본 논문을 통해서 암 전이와 관련된 물리적 요인들로 알려진 CTC의 크기와 강도 및 혈관의 직경과 더불어 혈류속도 패턴이 암 전이 형성에 중요한 요소이며, 암 전이 부위를 예측하는데 중요한 단서임을 제시하고 있다.

논문출처: Developmental Cell 2018 9;45(1):33-52.

저자: Follain G, Osmani N, Azevedo AS, Allio G, Mercier L, Karreman MA, Solecki G, Garcia Leòn MJ, Lefebvre O, Fekonja N, Hille C, Chabannes V, Dollé G, Metivet T, Hovsepian F, Prudhomme C, Pichot A, Paul N, Carapito R, Bahram S, Ruthensteiner B7, Kemmling A, Siemonsen S, Schneider T, Fiehler J, Glatzel M, Winkler F, Schwab Y, Pantel K, Harlepp S, Goetz JG

(Modified from Developmental Cell 2018;45(1):33-52.)