Hematogenous metastasis is initiated by a subset of circulating tumor cells (CTC) shed from primary or metastatic tumors into the blood circulation. Thus, CTCs provide a unique patient biopsy resource to decipher the cellular subpopulations that initiate metastasis and their molecular properties. However, one crucial question is whether CTCs derived and expanded ex vivo from patients recapitulate human metastatic disease in an animal model. Here, we show that CTC lines established from patients with breast cancer are capable of generating metastases in mice with a pattern recapitulating most major organs from corresponding patients. Genome-wide sequencing analyses of metastatic variants identified semaphorin 4D as a regulator of tumor cell transmigration through the blood-brain barrier and MYC as a crucial regulator for the adaptation of disseminated tumor cells to the activated brain microenvironment. These data provide the direct experimental evidence of the promising role of CTCs as a prognostic factor for site-specific metastasis. SIGNIFICANCE: Interests abound in gaining new knowledge of the physiopathology of brain metastasis. In a direct metastatic tropism analysis, we demonstrated that ex vivo-cultured CTCs from 4 patients with breast cancer showed organotropism, revealing molecular features that allow a subset of CTCs to enter and grow in the brain.This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1.

中文翻译：

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循环肿瘤细胞表现出转移趋向性并揭示脑转移驱动因素。

血行转移是由一部分循环肿瘤细胞 (CTC) 从原发性或转移性肿瘤脱落到血液循环中引发的。因此，CTC 提供了一种独特的患者活检资源来破译启动转移的细胞亚群及其分子特性。然而，一个关键问题是 CTC 是否从患者体内衍生和扩展，在动物模型中重现了人类转移性疾病。在这里，我们表明从乳腺癌患者建立的 CTC 系能够在小鼠中产生转移，其模式概括了相应患者的大多数主要器官。转移性变体的全基因组测序分析确定 semaphorin 4D 是肿瘤细胞通过血脑屏障迁移的调节剂，而 MYC 是播散性肿瘤细胞适应激活的脑微环境的关键调节剂。这些数据提供了直接的实验证据，证明了 CTC 作为部位特异性转移的预后因素的有希望的作用。意义：对获得脑转移的病理生理学新知识的兴趣比比皆是。在直接转移趋向性分析中，我们证明来自 4 名乳腺癌患者的离体培养的 CTCs 表现出器官趋向性，揭示了允许一部分 CTCs 进入大脑并在大脑中生长的分子特征。本文重点介绍了本期杂志特征页 1. 这些数据提供了直接的实验证据，证明了 CTC 作为部位特异性转移的预后因素的有希望的作用。意义：对获得脑转移的病理生理学新知识的兴趣比比皆是。在直接转移趋向性分析中，我们证明来自 4 名乳腺癌患者的离体培养的 CTCs 表现出器官趋向性，揭示了允许一部分 CTCs 进入大脑并在大脑中生长的分子特征。本文重点介绍了本期杂志特征页 1. 这些数据提供了直接的实验证据，证明了 CTC 作为部位特异性转移的预后因素的有希望的作用。意义：对获得脑转移的病理生理学新知识的兴趣比比皆是。在直接转移趋向性分析中，我们证明来自 4 名乳腺癌患者的离体培养的 CTCs 表现出器官趋向性，揭示了允许一部分 CTCs 进入大脑并在大脑中生长的分子特征。本文重点介绍了本期杂志特征页 1. 我们证明了来自 4 名乳腺癌患者的离体培养的 CTC 表现出器官向性，揭示了允许一部分 CTC 进入并在大脑中生长的分子特征。这篇文章在本期特刊中突出显示，p。1. 我们证明了来自 4 名乳腺癌患者的离体培养的 CTC 表现出器官向性，揭示了允许一部分 CTC 进入并在大脑中生长的分子特征。这篇文章在本期特刊中突出显示，p。1.