화학요법은 종종 의도했던 표적(종양)에 도달하지 못하며 방사선요법 역시 항상 효과가 있는 것은 아닌데, 이는 종양에 혈액을 공급하는 혈관이 비정상적으로 뒤틀리고 누출이 심하기(twisty and leaky) 때문이다. 보스턴 소아병원의 연구진은 PNAS 8월 12일호에 실린 논문에서, 종양의 혈관을 정상화하여 화학요법제의 전달률을 향상시키는 새로운 방법을 개발하였다고 발표하였다. 종양의 모세혈관은 형태가 불규칙하여 어느 부분은 얇고 어느 부분은 두껍다. 이러한 기형적 형태는 혈액의 흐름을 불규칙하게 하여, 어느 부분에는 혈액이 너무 많이 공급되는 반면 어느 부분에는 혈액이 너무 적게 공급된다. 더욱이 종양의 모세혈관의 내피세포 사이에는 틈새가 많아 혈액의 누출이 심하다. 이처럼 비정상적인 종양의 혈관은 혈류 중의 화학요법제가 종양부위로 전달되는 것을 저해한다. 종양의 혈관을 정상화하여 화학요법제의 전달율을 향상시킨다는 아이디어는 이미 많은 연구자들에 의해 제시되었다. 그러나 선행연구들은 수용성 인자, 특히 VEGF만을 표적으로 하였다. 종양은 VEGF를 풍부하게 분비하여 혈관증식을 촉진할 뿐만 아니라 혈관의 투과성을 증가시킨다. 그러나 VEGF를 차단하면 혈관의 투과성을 감소시켜 혈관의 기능을 향상시킬 수 있지만, 그 효과가 일시적이라는 문제점이 있었다. 연구진은 선행연구과 다른 접근방법을 택하여, 종양혈관에 작용하는 기계적 힘(mechanical forces)을 집중적으로 연구하였다. 연구진은 선행연구에서, 모세혈관의 VEGF에 대한 감수성은 「세포의 내부적 장력(수축력)」과 「세포를 지지하는 주변구조(기질)의 지지력」 간의 기계적 균형에 의해 결정된다는 사실을 발견한 바 있다. 연구진은 후속연구를 통하여 이 힘들 간의 균형이 혈관의 정상적 패턴을 형성하는 기반이 된다는 사실을 알게 되었다. 연구진은 한 걸음 더 나아가, "종양의 혈관이 기질의 경직도(stiffness)와 왜곡(distortion)에 반응하는 능력을 상실하고, 기형적인 형태를 띠게 되는 원인이 무엇인가?"라는 의문을 갖게 되었다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위하여 마우스의 전립선암에서 채취된 모세혈관을 분석하였다. 연구진은 이 혈관을 주기적인 기계적 스트레스에 노출시켰다. 그 결과 정상적인 모세혈관세포는 가해지는 힘의 방향에 수직으로 균일하게 정렬하는 반면, 종양의 모세혈관세포는 그러지 못하고 지리멸렬한 상태를 보이는 것으로 나타났다. 이처럼 제대로 정렬하지 못하는 혈관내피세포 사이에는 틈이 생겨, 혈관의 투과성이 증가하였다. 연구진은 또한 종양의 모세혈관세포가 기질의 경직도를 감지하고 이에 반응하는 능력이 정상세포와 다르다는 것을 발견하였다. 경직된 표면에 놓인 종양세포는 퍼짐성(spreading)이 뛰어난 것으로 밝혀졌는데, 이러한 성질 때문에 종양의 혈관세포는 세포밀도가 매우 낮은 상황에서도 모세혈관을 만들 수가 있는 것이다. 그러나 세포밀도가 높은 경우 정상세포는 `훌륭한` 혈관을 형성하는 데 반하여, 종양세포는 서로 뭉쳐 덩어리를 형성하여 불규칙한 형태의 혈관을 만들었다. 한편 높은 세포밀도는 세포층 사이의 수축력을 증가시키는 것으로 나타났는데, 이는 종양의 모세혈관 세포의 수축력이 본래 강하다는 것을 시사하는 것이다. 연구진은 심층분석을 통하여 암세포의 높은 수축력이 ROCK(Rho-associated kinase)라는 단백질의 발현상승에 기인한다는 것을 발견하였다. ROCK는 세포 내의 장력을 조절하는 단백질이다. 연구진이 종양의 모세혈관 세포를 ROCK 저해제로 치료한 결과 종양의 모세혈관의 행태(behavior)를 정상화할 수 있었으며, 이에 따라 정상에 가까운 역학적 반응을 보이고 정상적인 형태의 원통형 혈관을 형성하였다. "이번 연구는 종양이 불규칙한 혈관을 형성하는 데 있어서 기계적 감응성(mechanosensing)과 수축력이 발휘하는 영향력을 최초로 설명하였으며, 혈관정상화요법(vascular normalization therapy)의 새로운 약물표적을 찾아냈다는 데 의의가 있다. 이번 연구가 임상에 적용될 날도 머지 않았다."고 연구진은 말했다.