Clarification of the characteristics of circulating tumor cell cluster from the perspective of mechanobiology

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K21019
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0907:Oral science and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Maeshiro Manabu 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特定研究員 (40906145)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: CTCs / 転移 / CTCクラスター / メカノトランスダクション / DTCs

Outline of Final Research Achievements

Tumor cells that disseminate from the primary lesion to distant organs as circulating tumor cells (CTCs) and engraft, remain dormant for a certain period of time and become seeds for the formation of metastatic lesions. We applied a high-resolution tracking method to a xenograft mouse model that recapitulates metastatic dormancy. We found that only specific tumor cell populations can efficiently engraft distant organs by forming CTC clusters that can adapt to fluid shear stress in blood. Based on this knowledge, he was the first in the world to propose the existence of clonal selection based on differences in the ability of tumor cells to respond to force during metastasis. We named this process "mechanoselection" and understood the pathology of tumor metastasis from the perspecive of mechanobiology.

Free Research Field

癌の浸潤転移

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々の知見は、転移過程でのクローン選択の基盤にメカノバイオロジカルな機構が存在することを示している。近年、足場の硬さや力といった力学的環境が癌細胞の悪性形質と関連することが示されている。また本研究結果から、特殊な力覚応答性は原発巣で既に付与されている可能性が示された。特に癌細胞におけるゲノム異常のメカノセレクションへの関与は診断学的に重要であると考える。近年、医用画像の撮影解析技術の発展から，心血管系や臓器・組織の微細な力学的特性の違いを捉えることが可能となりつつある。今後は，臨床レベルでもメカニカルな観点で病態を捉えていくことが癌の診断治療を開発していく上で重要な一つの課題であると考える。