(57)【要約】対象における癌の診断または予後予測の方法が提供され、対象から生体試料を取得する工程、生体試料に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基でのリン酸化量を決定する工程、そして、試料中のリン酸化の量を対照レベルと比較し、それによって癌を診断する工程を含む。酸化的リン酸化から好気的解糖への代謝スイッチの検出方法も提供され、１以上の細胞を含む生体試料が得られ、Na/K ATPアーゼのY260残基でのリン酸化量が１以上の細胞で決定される。【選択図】図１A
2020533572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料の取得、
生体試料に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基でのリン酸化量の決定、及び
試料中のリン酸化が存在する場合、その量と対照レベルと比較することを含み、ここで対照レベルと比較して試料中のリン酸化量に減少がある場合、対象が癌またはそのリスクを有すると診断される、
対象における癌の診断または予後予測のための方法。
【請求項２】
前記Na/K ATPアーゼがα1 Na/K ATPアーゼアイソフォームである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生体試料が１以上の癌細胞を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記生体試料が腫瘍生検を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記癌が前立腺癌または乳癌である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記癌が転移性癌である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
Y260残基でのリン酸化量を決定することが、質量分析（MS）法、イムノアッセイ分析、またはその両方を使用してリン酸化量を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記生体試料が対象から得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記対象がヒトである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
Y260残基の決定されたリン酸化量に基づいて、癌の治療法を選択しまたは治療法を改変することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記生体試料中のSrc活性の量を測定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
対象に癌またはそのリスクを有すると診断した後に、化学療法剤を対象に投与することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
１以上の細胞を含む生体試料の取得、及び
１以上の細胞に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基のリン酸化量を決定すること
を含む、酸化的リン酸化から好気的解糖への代謝スイッチの検出方法。
【請求項１４】
前記Na/K ATPアーゼがα1 Na/K ATPアーゼアイソフォームである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記１以上の細胞が癌細胞を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
癌細胞が前立腺癌細胞、腎臓癌細胞、または乳癌細胞である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
Y260残基でのリン酸化量を決定することが、質量分析（MS）法、イムノアッセイ分析、またはその両方を使用してリン酸化量を決定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記生体試料が対象から得られる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記対象がヒトである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記１以上の細胞で産生される乳酸量を決定する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、2017年９月６日に出願された米国仮特許出願第62/544,669号からの優先権を主張し、その全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
ここに開示される主題は、癌の診断及び予後予測のためのNa/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達の検出方法に関する。特に、ここに開示する主題の特定の実施形態は、Na/K-ATPアーゼリン酸化に基づく癌の診断及び予後予測のための、Na/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
癌細胞は、エネルギー利用のための好気性解糖への依存性の増加を示し、これはワールブルク効果として知られる現象である。この代謝スイッチは、癌細胞にとって重要な代謝物を提供する。癌原遺伝子Srcキナーゼは、代謝酵素をリン酸化することにより癌細胞のワールブルク効果を促進することが知られており、癌では頻繁に過剰活性化される。Src活性の構造的調節については多くのことが知られているが、癌におけるこの明らかな過剰活性化を説明するには十分ではない。現在まで、Srcが複数の細胞表面受容体からのシグナル伝達に関与しているSrcの原形質膜調節因子は特定されていない。
【０００４】
Na/K-ATPアーゼは高度に発現された膜タンパク質であり、ほとんどのヒト細胞の原形質膜に１００万個以上含まれている。興味深いことに、原形質膜Na/K-ATPアーゼの約30％のみがイオンポンプに関与している。最近の研究により、α1Na/K-ATPアーゼはSrcと相互作用して受容体複合体を形成し、この複合体は、内因性強心ステロイド（CTS）が上皮成長因子（EGF）受容体／活性酸素種（ROS）経路を介してタンパク質及び脂質キナーゼカスケードを開始することを可能にし、それにより一連の細胞活動が調節される。ただし、この相互作用がSrcの原形質膜プールの調節に重要かどうかは不明である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
ここに開示される主題は、上で同定したニーズのいくつかまたは全てに合致し、この書面で提供される情報を研究することにより、当業者にとって明らかになる。
【０００６】
この概要は、ここに開示される主題のいくつかの実施形態について記載し、多くの場合、これらの実施形態の変形及び入れ替えを列挙する。この概要は、多くの変動した実施形態の単なる例示である。ある実施形態の１以上の代表的な特徴への言及は、同様に例示的である。このような実施形態は、言及する特徴とともにまたはなしで典型的に存在できる。同様に、これらの特徴は、この概要に列挙するかしないかにかかわらず、ここに開示される主題の他の実施形態に適用できる。過剰な反復を避けるために、この概要では、このような特徴の全ての可能な組み合わせを列挙も示唆もしない。
【０００７】
ここに開示される主題は、癌の診断及び予後予測のためにNa/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達を検出する方法を含む。特に、ここに開示される主題の特定の実施形態は、Na/K-ATPアーゼリン酸化に基づく癌の診断及び予後予測のためのNa/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達を検出する方法を含む。いくつかの実施形態では、生体試料を取得する工程、生体試料に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基でのリン酸化量を決定する工程、及び試料中のリン酸化が存在する場合、その量と対照レベルとを比較する工程を含み、ここで対照レベルと比較して試料中のリン酸化量に減少がある場合、対象が癌またはそのリスクを有すると診断される、対象における癌の診断または予後予測のための方法が提供される。いくつかの実施形態において、Na/K ATPアーゼはα1Na/K ATPアーゼアイソフォームである。いくつかの実施形態では、癌は前立腺癌、腎臓癌、または乳癌、あるいは他の種類の癌である。いくつかの実施形態では、癌は転移性癌である。
【０００８】
いくつかの実施形態では、Y260残基のリン酸化を決定するために使用される生体試料に関して、生体試料は血液、血漿、または血清を含む。いくつかの実施形態では、生体試料は、１以上の癌または腫瘍細胞（例えば、特定の実施形態では、腫瘍生検からの１以上の腫瘍細胞）を含む。いくつかの実施形態では、生体試料は、ヒト対象などの対象から得られる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、Na/K ATPアーゼにおけるY260残基でのリン酸化量を決定することは、質量分析（MS）法、イムノアッセイ分析（例えばELISA）、またはその両方あるいは前述のすべてを使用してリン酸化量を決定することを含む。いくつかの実施形態では、癌の治療法は、Y260残基の決定されたリン酸化量に基づいて、選択または改変することができる。いくつかの実施形態では、対象に癌またはそのリスクを有すると診断した後に、化学療法剤または他の抗癌剤を対象に投与することができる。いくつかの実施形態では、Src活性の量は、追加の診断または治療指標として生体試料で測定することもできる。
【００１０】
さらに提供されるのは、ここに開示される主題のいくつかの実施形態において、酸化的リン酸化から好気的解糖への代謝スイッチを検出する方法である。いくつかの実施形態では、そのような検出方法は、１以上の細胞を含む生体試料を取得する工程、及び１以上の細胞に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基のリン酸化量を決定する工程を含む。いくつかの実施形態では、前記検出方法は、１以上の細胞で生産された乳酸の量を決定する工程、及び／または、存在する場合に、リン酸化量を対照レベルと比較する工程をさらに含み、ここでリン酸化量の減少は代謝スイッチを示す。いくつかの実施形態において、Na/K ATPアーゼはα1Na/K ATPアーゼアイソフォームである。いくつかの実施形態において、１以上の細胞は、癌細胞（例えば、特定の実施形態において、前立腺癌細胞、腎臓癌細胞、または乳癌細胞）を含む。
【００１１】
ここに開示される主題のさらなる特徴及び利点は、この書面の記載、図面及び非限定的な実施例を詳細に理解すれば、当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１A−１Eは、Src結合部位としてのα1Na/K-ATPアーゼにおけるY260の同定を示す画像、表、及びグラフを含み、以下を含む。
【図１Ａ】異なるヒトNa/K-ATP1アーゼアイソフォームの第2細胞質ドメイン（CD2）における配列を含むY260の比較を示す表。
【図１Ｂ】代表的なブロットが示されている、異なる細胞株におけるCD2とSrcとの間の相互作用を示す画像。
【図１Ｃ】ERK活性化に対するウアバインの効果を示す画像及びグラフ（*同じ細胞株のビヒクル処理対照と比較してp <0.05（スチューデントのT検定）；＃異なる細胞株間で比較したp <0.05（一元配置分散分析））。
【図１Ｄ】代表的なブロットが示されている、CD2におけるY260リン酸化の検出を示す画像。
【図１Ｅ】代表的なブロットが示されている、マウス組織におけるY260リン酸化とα1Na/K-ATPアーゼの発現を示す画像。
【図２】図２A−２Hは、Y260リン酸化とSrcを示す画像とグラフを含み、以下を含む。
【図２Ａ】Mg2+-ATPによるY418及びY529部位でのSrcリン酸化を示す対照ブロットと代表的なブロットが示されている、2mM Mg2+の存在下で10分間、Src（4.5単位）による精製ブタ腎臓α1Na/K-ATPアーゼ（2μg）におけるY260リン酸化を示す画像。
【図２Ｂ】代表的な免疫ブロットが示されている、LLC-PK1細胞におけるα1Na/K-ATPアーゼのチロシンリン酸化に対するPP2の効果（5μM、30分）を示す画像。
【図２Ｃ】細胞溶解物をSrc、Yes、FynノックアウトSYF、及びSrcレスキューSYF細胞から調製したY260リン酸化に対するSrcファミリーキナーゼノックアウトの効果及び代表的なブロットを示す画像。
【図２Ｄ】LLC-PK1細胞における時間の関数としてのY260リン酸化に対するウアバインの効果を示す画像及びグラフ（**ビヒクル処理対照と比較してp <0.01）。
【図２Ｅ】LLC-PK1細胞におけるY260リン酸化に対する異なる濃度のウアバインの効果を示す画像。図２F−２G：代表的なイムノブロットが示されている、LLC-PK1細胞でのY260リン酸化に対する、時間（図２F）及び用量（図２G）に依存性の組換えEGFの効果を示す画像。
【図２Ｆ】代表的なイムノブロットが示されている、LLC-PK1細胞でのY260リン酸化に対する、時間（図２F）及び用量（図２G）に依存性の組換えEGFの効果を示す画像。
【図２Ｇ】代表的なイムノブロットが示されている、LLC-PK1細胞でのY260リン酸化に対する、時間（図２F）及び用量（図２G）に依存性の組換えEGFの効果を示す画像。
【図２Ｈ】代表的なブロットが示されている、細胞付着誘導インテグリンシグナル伝達が、フィブロネクチン被覆皿に細胞を播種することにより測定され、Y260リン酸化に対するインテグリンシグナル伝達の効果を示す画像。
【図３】図３A−３Eは、Src媒介シグナル変換に対するY260A変異の効果を示す画像とグラフを含み、以下を含む。図３A−３C：AAC-19（対照）及びY260A変異細胞を異なる濃度のウアバインで10分間処理し、細胞溶解物を収集してSrc活性化（pY418Src/c-Src）（図３A）、ERK活性化（pERK1/2/ERK1/2）（図３B）、及びAkt活性化（pS473Akt/Akt）（図３C）（*及び**ビヒクル処理AAC-19対照と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、##ビヒクル処理Y260A対照と比較してp <0.01、及び‥示されているような同じ治療用量で異なる細胞株間でp <0.01（二元配置分散分析）。n= 4-5）について分析された、ウアバイン誘発シグナル伝達に対するY260A変異の効果を示す画像とグラフ。
【図３Ａ】AAC-19（対照）及びY260A変異細胞を異なる濃度のウアバインで10分間処理し、細胞溶解物を収集してSrc活性化（pY418Src/c-Src）（図３A）、ERK活性化（pERK1/2/ERK1/2）（図３B）、及びAkt活性化（pS473Akt/Akt）（図３C）（*及び**ビヒクル処理AAC-19対照と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、##ビヒクル処理Y260A対照と比較してp <0.01、及び‥示されているような同じ治療用量で異なる細胞株間でp <0.01（二元配置分散分析）。n= 4-5）について分析された、ウアバイン誘発シグナル伝達に対するY260A変異の効果を示す画像とグラフ。
【図３Ｂ】AAC-19（対照）及びY260A変異細胞を異なる濃度のウアバインで10分間処理し、細胞溶解物を収集してSrc活性化（pY418Src/c-Src）（図３A）、ERK活性化（pERK1/2/ERK1/2）（図３B）、及びAkt活性化（pS473Akt/Akt）（図３C）（*及び**ビヒクル処理AAC-19対照と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、##ビヒクル処理Y260A対照と比較してp <0.01、及び‥示されているような同じ治療用量で異なる細胞株間でp <0.01（二元配置分散分析）。n= 4-5）について分析された、ウアバイン誘発シグナル伝達に対するY260A変異の効果を示す画像とグラフ。
【図３Ｃ】AAC-19（対照）及びY260A変異細胞を異なる濃度のウアバインで10分間処理し、細胞溶解物を収集してSrc活性化（pY418Src/c-Src）（図３A）、ERK活性化（pERK1/2/ERK1/2）（図３B）、及びAkt活性化（pS473Akt/Akt）（図３C）（*及び**ビヒクル処理AAC-19対照と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、##ビヒクル処理Y260A対照と比較してp <0.01、及び‥示されているような同じ治療用量で異なる細胞株間でp <0.01（二元配置分散分析）。n= 4-5）について分析された、ウアバイン誘発シグナル伝達に対するY260A変異の効果を示す画像とグラフ。
【図３Ｄ】免疫沈降により分析されたα1Na/K-ATPアーゼ/Src相互作用を示す画像とグラフ（**AAC-19と比較してp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図３Ｅ】代表的なブロット及び定量化が示され、（図３A−３C）と同じ統計記号が使用されている、Src活性化及びEGFR活性化によって評価されるEGFシグナル伝達に対するY260A変異の効果を示す画像及びグラフ。
【図４】図４A−４Hは、細胞代謝に対するY260A変異の効果を示すグラフを含み、以下を含む。
【図４Ａ】AAC-19及びY260A変異細胞の培養培地からの乳酸の生産を示すグラフ（**対照AAC-19細胞と比較してp <0.01）。
【図４Ｂ】細胞ATP含量の2-DGの異なる濃度の効果を示すグラフ（*及び**ビヒクル処理対照（同じ細胞株）と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01）（一元配置分散分析）。
【図４Ｃ】細胞数を数え、変化の倍数として表した（*及び**同じ細胞株での0時間と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.05（一元配置分散分析））、細胞増殖に対するグルコース除去の効果を示すグラフ。
【図４Ｄ】４〜７の別測定の代表的な実際のトレースが提示されている、AAC-19及びY260A細胞の生体エネルギーパラメータECAR測定値を示すグラフ。
【図４Ｅ】図４Dに示された実験から計算された解糖予備能及び乳酸関連ECARを示すグラフ（**AAC-19細胞と比較してp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図４Ｆ】OCR測定から予備能が計算された、AAC-19及びY260A変異細胞の生体エネルギーパラメータOCR測定を示すグラフ（*AAC-19細胞と比較してp ＜0.05（スチューデントのT検定））。
【図４Ｇ】5μMのPP2の存在下または非存在下で４時間、Y260A細胞の培地からの乳酸の生産を示すグラフ（**Y260A対照と比較してp <0.01）。
【図４Ｈ】5μMのPP2の存在下または非存在下で４時間培養したY260A細胞のECAR測定を示すグラフ。
【図５】図５A−５Fは、ヒト癌におけるY260リン酸化とα1Na/K-ATPアーゼ /Src相互作用を示すグラフと画像を含み、以下を含む。
【図５Ａ】Na/K-ATPアーゼα1発現及びY260リン酸化について、前立腺パネル（LNCAP、DU145、及びPC3）及び乳房パネル（MCF7、MDAMB231、及びBT-20）からの細胞溶解物を、対応する対照細胞（前立腺RWPE1及び乳房MCF10A）と比較した、癌細胞株におけるY260リン酸化の測定を示す画像とグラフ（**それぞれの正常細胞株と比較してp <0.01（独立T検定、ウェルチ検定））。
【図５Ｂ】免疫沈降により分析された対照DU-P1及びノックダウンA4-7細胞におけるSrcとα1Na/K-ATPアーゼ間の相互作用を示す画像及びグラフ（**DU-P1と比較してp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図５Ｃ】代表的な免疫ブロットが示され、４〜５の別実験の定量データが提示されている、免疫ブロット法により分析された、Src活性、FAK活性、及びMycに対するα1Na/K-ATPアーゼノックダウンの効果を示す画像及びグラフ（*及び**DU-P1と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図５Ｄ】DU-P1及びA4-7細胞培養の培地（左パネル）及び5μMPP2の存在下または非存在下で4時間培養したA4-7細胞の培地（右パネル）における、乳酸の測定を示すグラフ（*DU-P1（左パネル）またはPP2処理なしのA4-7（右パネル）と比較してp <0.05（スチューデントのT検定））。
【図５Ｅ】48時間での細胞増殖速度におけるDU-P1対A4-7（左パネル）及び48時間時点でのA4-7増殖のPP2阻害（右パネル）を示すグラフ（*及び**DU-P1 24時間と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、## A4-7 24時間と比較してp <0.01、及び‥同じ時点での異なる細胞株間でp <0.01、**未処理の対照と比較してp <0.01）。
【図５Ｆ】DU-P1及びA4-7細胞をNOD/SCIDマウスに異種移植し、異なる時点での腫瘍体積の測定により評価された腫瘍成長であり、異種移植されたマウスから採取された腫瘍の写真が上のパネルに示され、異種移植されたDU-P1及びA4-7細胞からの腫瘍重量及び体積の定量データが下のパネルに示されている、腫瘍成長に対するα1Na/K-ATPアーゼノックダウンの効果を示す画像及びグラフ。（*基礎腫瘍体積と比較して*p <0.05及び** p <0.01、##同じ時点でのDU-P1異種移植片とA4-7異種移植片とを比較してp <0.01（二元配置分散分析）、及び**DU-P1異種移植片重量と比較してp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図６】図６A−６Eは、原発腫瘍及び転移性病変におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現の測定を示す画像及びグラフを含み、以下を含む。図６B−６C：左パネルは正常組織、癌及びAのような転移病変におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現パターンを示し、右パネルはα1染色の定量データを示す（** p <0.0001（一元配置分散分析、バートレット検定）、乳癌及び腎臓癌におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現を示す画像及びグラフ。
【図６Ａ】左パネルは、ヒト正常前立腺組織のペア（左）、癌腫（中央）、骨転移（右）におけるα1発現パターンを示しており、ヒト組織配列（array）はα1モノクローナル抗体で免疫染色され（茶色）、ヘマトキシリンが細胞核の対比染色に使用され（青色）、定量データが右側に示されている、前立腺癌におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現を示す画像及びグラフ。**p <0.0001（一元配置分散分析、バートレット検定）、及び前立腺癌におけるα1Na/K-ATPアーゼのダウンレギュレーションがペア組織の分析によってさらに検証された場合（右端のパネル）** p <0.001、対応のあるT検定（ウィルコクソンの符号順位検定）。
【図６Ｂ】左パネルは正常組織、癌及びAのような転移病変におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現パターンを示し、右パネルはα1染色の定量データを示す（** p <0.0001（一元配置分散分析、バートレット検定）、乳癌及び腎臓癌におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現を示す画像及びグラフ。
【図６Ｃ】左パネルは正常組織、癌及びAのような転移病変におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現パターンを示し、右パネルはα1染色の定量データを示す（** p <0.0001（一元配置分散分析、バートレット検定）、乳癌及び腎臓癌におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現を示す画像及びグラフ。
【図６Ｄ】図６A−６AのNa/K-ATPアーゼα1発現の定量測定値を表に示す、3つの異なるヒト癌におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現の比較を示す表。
【図６Ｅ】左のパネルは、ヒト腎癌におけるα1発現の減少を示し（TCGA-KIRCデータベース、n = 530）、対応のあるT検定（ウィルコクソンの符号順位検定）、及び右のパネルはα1遺伝子発現と患者の生存（ログ・ランク生存期間検定）との逆相関を示す、Na/K-ATPアーゼα1（ATP1A1）遺伝子発現及び腎臓癌患者の生存の転写ダウンレギュレーションを示すグラフ。
【図７】図７は、確立されたシグナル伝達経路は黒塗りの実線矢印で表され、推測されるシグナル伝達経路は破線の黒矢印で表されており（NKA = Na/K-ATPアーゼ、Cav =カベオリン1、FAK =焦点接着キナーゼ、RTK =受容体チロシンキナーゼ、PI3K =ホスファチジルイノシトール3キナーゼ、ROS =活性酸素種、PLC =ホスホリパーゼC、PKC =プロテインキナーゼC、PKM2 =ピルビン酸キナーゼアイソザイムM2、PDH =ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、ERK =細胞外調節キナーゼ）、及び丸で囲まれた文字Pはリン酸化と活性化を示す、正常細胞及び癌細胞におけるα1Na/K-ATPアーゼ媒介Src調節を示す概略図である。
【図８】図８A−８Eは、画像、概略図、及びグラフを含み、以下を含む。
【図８Ａ】異なる細胞株が生成され、細胞溶解物が調製され、抗GFP抗体を使用したウエスタンブロットに供した、異なる細胞株でのα1及びα2CD2の発現を示すグラフ。
【図８Ｂ】であり、N末端断片は、CD2Nとして示され、最初の線で標識付けされており、とC末端断片は、CD2Cとして示され、さらに線で標識付けされ、予測されたSrc結合領域がボックスに表示されている、α1Na/K-ATPアーゼのCD2（第2の細胞質ドメイン）のアミノ酸配列を示す概略図。
【図８Ｃ】YFP-CD2N及びYFP-CD2C細胞株を調製し、示されたように各細胞株から細胞溶解物を作製し、ウエスタンブロットに供した、異なる細胞株におけるCD2N及びCD2C断片の発現を示す画像。
【図８Ｄ】示されたように細胞をウアバインで処理し、細胞溶解物を作製し、ERK活性化のウエスタンブロット分析にかけた（pERK1/ 2 / ERK 1/2）（*同じ細胞株のビヒクル処理対照と比較してp <0.05、#同じ処理下の異なる細胞株間での比較p <0.05）、ERK活性化に対するウアバインの効果を示すグラフ。
【図８Ｅ】上部パネルpY260α1ブロットを示し、下のパネルは同じ膜のポンソーS染色を示す、2 mM Mg2 + -ATの存在下での精製組換えSrcまたはLyn（4.5単位）による精製GSTまたはGST-α1 CD2（5μg）のY260リン酸化を示すインビトロアッセイを示す画像。
【図９】図９A−９Gは以下を示すグラフと画像を含む。
【図９Ａ】Y260A変異細胞株が生成され、３つの異なるクローンからの細胞溶解物が、ラットα1-特異抗体（NASE）を用いてラットα1Na/K-ATPアーゼについて分析され、ブタLLC-PK1及びラットα1レスキューAAC-19細胞をネガティブ及びポジティブ対照として使用し、チューブリンを同じ膜上の負荷対照としてプローブされた、異なる細胞株におけるラットα1Na/K-ATPアーゼの発現。
【図９Ｂ】ブタ及びラットα1の両方を認識するアルファ6F抗体を使用して、変異体クローン21を対照AAC-19及びα1ノックダウン細胞株PY-17と比較した（**AAC-19と比較してp <0.01（一元配置分散分析））、Y260Aでのα1及びβ1サブユニットの発現。
【図９Ｃ】AAC-19及びY260A変異体クローン21細胞の原形質膜におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現を示す免疫蛍光染色。
【図９Ｄ】親α1ノックダウン細胞株PY-17と比較した場合のY260A変異体クローン21における内因性（ブタ）α1Na/K-ATPアーゼ発現を示す3Hウアバイン結合試験（** PY-17と比較してp <0.01（スチューデントのT検定））。
【図９Ｅ】Na/K-ATPアーゼ活性アッセイ。
【図９Ｆ】総Srcも負荷対照としてプローブされ、定量データが右側に示され（**AAC-19細胞に対してp <0.01（スチューデントのT検定））、総タンパク質チロシンリン酸化ブロットが下部に示されている、SrcキナーゼのY418及びY529リン酸化を示すウエスタンブロットを含む、AAC-19細胞とY260A細胞との間のタンパク質リン酸化の比較。
【図９Ｇ】Src活性（pY418）の代表的なブロットと定量化が示されている（**対照に対してp <0.01（スチューデントのT検定））、PP2によるSrc阻害に応答したタンパク質リン酸化。
【図１０】図１０A−１０Bは、以下を示す画像及びグラフを含む。
【図１０Ａ】対照AAC-19と比較した、Y269変異体クローン24における総α1及びβ1サブユニット発現。
【図１０Ｂ】AAC-19及びY260Aクローン24細胞におけるウアバイン誘導ERK活性化（pERK1/ 2 / ERK 1/2）を示すウエスタンブロット（**ビヒクル処理対照（同じ細胞株）と比較してp <0.01）、##異なる細胞株と比較してp <0.01、‥示されているように同じ治療用量で異なる細胞株間でp <0.01（二元配置分散分析）。
【図１１】図１１A−１１Eは、以下を示すグラフ、画像、及び表を含む。
【図１１Ａ】AAC-19及びY260A細胞の細胞増殖速度の比較（*及び**同じ細胞株での0時間と比較してそれぞれp <0.05及びp <0.01、及び‥同じ時点での2つの細胞株間で比較してp <0.01（二元配置分散分析））。
【図１１Ｂ】最大呼吸及びプロトンリークデータが生成され、OCAR測定から計算され、呼吸調節率が示されている式に基づいて計算される、AAC-19及びY260AのOCAR測定。
【図１１Ｃ】OCAR測定値から計算された結合効率（**対照AAC-19と比較してp <0.01）。
【図１１Ｄ】アップレギュレーションがLog2比として表されるAAC-19と比較して、Y260A変異細胞の代謝スイッチに関与するアップレギュレートされた遺伝子を示すRNAシーケンス解析。
【図１１Ｅ】5μMのPP2で一晩処理し、qPCRを使用して異なる遺伝子のmRNA発現レベルを測定したY260A細胞（**未処理の対照と比較してp <0.01）。
【図１２】図１２A−１２Eは、以下を示す画像及びグラフを含む。
【図１２Ａ】正常前立腺RWPE1対前立腺癌細胞株DU145（左側）及び正常乳房MCF10A対乳癌細胞株MDAMB231（右側）における、α1Na/K-ATPアーゼ／Srcキナーゼ相互作用を比較するための共免疫沈降。
【図１２Ｂ】DU145、DU-P1（対照）及びα1-ノックダウン細胞株（A4-3及びA4-7）におけるα1Na/K-ATPアーゼ発現を示すウエスタンブロット。
【図１２Ｃ】細胞を異なる濃度のEGFに5分間暴露し、Src活性化（pY418 Src/c-Src）及びSrc媒介リン酸化部位でのEGFR活性化（pY845 EGFR/EGFR）がウエスタンブロットにより測定された、DU-P1及びA4-7細胞のEGF刺激。
【図１２Ｄ】5μMのPP2で90分間処理したA4-7細胞、ならびに対照及び処理細胞からの溶解物をSrc、ERK及びEGFRの活性化についてアッセイし、同じ溶解物もMyc発現についてプローブされた（**未処理の対照と比較してp <0.01）。
【図１２Ｅ】PP2の存在下または非存在下で培養したA4-7細胞のECAR測定（5μM、4時間）。
【図１３】図１３A−１３Bは、以下を示すグラフを含む。
【図１３Ａ】TCGA-PRADデータベースにおける正常前立腺と比較して、前立腺癌においてNa/K-ATPアーゼα1（ATP1A1）遺伝子発現が減少した、n=495。
【図１３Ｂ】最大のカットオフ値に基づく同じデータベースでのα1遺伝子発現における減少は、患者の生存と相関していなかった。
【図１４】図１４は、図９Fの総タンパク質リン酸化レベルの全長ブロットを示すグラフである。
【００１３】
ここに開示される主題の１以上の実施形態の詳細は、この書面に記載されている。この書面に記載された実施形態及び他の実施形態に対する変更は、この書面で提供される情報を詳細に理解すれば、当業者に明らかになる。この書面で提供される情報、及び特に記載された例示的実施形態の特定なる詳細は、主として、明瞭な理解のために提供され、そこから不必要な制限が解釈されるべきでない。矛盾が生じた場合、定義を含むこの文書の明細書が統制する。
【００１４】
本明細書で用いる用語は、当業者により十分に理解されると考えられるが、ここに開示される主題の説明を容易にするために特定の定義が示されている。
【００１５】
そうでないと定義されない限り、本明細書で用いる全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により通常理解されるものと同じ意味を有する。
【００１６】
別途記載がない限り、本明細書中の全開示を通して言及される全ての特許、特許出願、公開出願及び刊行物、GenBank配列、データベース、ウェブサイト及び他の公表された資料は、その全体が参照により組み込まれる。
【００１７】
URLまたは他のそのような識別子あるいはアドレスが参照される場合、その識別子は変更されることがあり、インターネット上の特定の情報も追加され削除されることがあると理解されるが、インターネットを検索することによって同等の情報を見つけることができる。それらへの言及は、そのような情報の入手可能性及び一般公開を証明している。
【００１８】
本明細書で用いられる場合、任意の保護基、アミノ酸及び他の化合物の略語は、別途示されない限り、それらの一般的な使用法、認識された略語、またはIUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature（Biochem.(1972）11（9）：1726-1732参照）に従う。
【００１９】
本明細書に記載されたものと類似または同等な任意の方法、装置、及び材料は、ここに開示される主題の実施または試験において用いられ得るが、代表的な方法、装置、及び材料は本明細書に記載されている。
【００２０】
特定の例において、本明細書に開示されるヌクレオチド及びポリペプチドは、GENBANK（登録商標）及びSWISSPROTなどの公的に利用可能なデータベースに含まれる。そのような公に利用可能なデータベースに含まれるそのようなヌクレオチド及びポリペプチドに関連する配列や他の情報を含む情報は、参照により明示的に組み込まれる。別途示されないかまたは明白でない限り、そのような公衆が利用可能なデータベースへの言及は、本出願の提出日現在のデータベースの最新版への言及である。
【００２１】
本出願は、本発明の構成要素及び本明細書に記載の他の成分または要素を「含む」（comprise）（制約なく）またはそれらから「本質的になる」ことが可能である。本明細書で使用される場合、「含む」には制約がなく、列挙された要素、またはその構造的もしくは機能的同等物、それに加えて列挙されていない任意の他の要素を意味する。別途文脈が示唆しない限り、用語「有す」及び「含む（include）」もまた制約なしと解釈されるべきである。
【００２２】
長年にわたる特許法の慣習に従い、用語「a」、「an」及び「the」は、特許請求の範囲を含む本出願において用いられる場合、「１または複数」を指す。従って、例えば、「一細胞（a cell）」への言及は、複数の当該細胞を含むといった具合である。
【００２３】
別途示されない限り、明細書及び特許請求の範囲で用いられる成分の量、反応条件などの特性を表す全ての数字は、全ての場合において用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。従って、そうでないと示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、ここに開示される主題によって得ることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。
【００２４】
本明細書で用いられる場合、値または質量、重量、時間、容量、濃度またはパーセンテージに言及するときの用語「約」は、開示された方法を実施するのに適切であるように、いくつかの実施形態では±20％、いくつかの実施形態では±10％、いくつかの実施形態では±5％、いくつかの実施形態では±1％、いくつかのの実施形態では±0.5％、いくつかの実施形態では±0.1％の指定された量からの変動を包含することを意味する。
【００２５】
本明細書で用いられる場合、範囲は、「約」が付されたある特定値から、及び／または「約」が付された別の特定値までを表し得る。また、本明細書に開示されているいくつかの値があり、各値は、当該値自体ならびに「約」が付された当該特定値として開示されていることも理解されよう。例えば、値「10」が開示されている場合、「約10」も開示される。２つの特定のユニット間の各ユニットもまた開示されることも理解されるであろう。例えば、10及び15が開示されている場合、11、12、13、及び14もまた開示される。
【００２６】
本明細書で用いられる場合、「任意選択の」または「任意選択的」は、その後に記載される事象または状況が起こるかまたは起こらないことを意味し、該記載は、前記事象または状況が起こる場合及び起こらない場合を含む。例えば、任意選択的に変形した部分は、その部分が変形体または非変形体であることを意味する。
【００２７】
Na/K-ATPアーゼのα1サブユニットはSrcキナーゼと結合して受容体複合体を形成し、その活性化／不活性化は立体構造依存的に調節されることが理解されている。さらに、インビトロ及びインビボの研究により、α1Na/K-ATPアーゼは２組のドメイン相互作用の仕組みを介してSrcを調節できることが示されている。α1サブユニットの第２のサイトゾルドメインはSrc SH2リガンドのように作用し、α1のヌクレオチド結合ドメインはキナーゼドメインに結合し、Srcを不活性状態に保つ。さらに、αサブユニットには４つのアイソフォームがあるが、他のアイソフォームでの研究から明らかなように、α1のみがSrcキナーゼの動的調節因子として機能する。これに関して、ここに開示される主題は、少なくとも部分的に、そのアイソフォーム特異的なSrc調節及びSrc相互作用部位としてのα1Na/K-ATPアーゼのY260アミノ酸残基の同定に基づいている。特に、Y260はSrc特異的リン酸化部位であり、Src媒介シグナル変換の動的調節を可能にする構成的機能性受容体複合体の形成に重要であると判断されている。さらに、その相互作用の破壊は細胞の代謝スイッチをもたらし、癌細胞で観察される代謝の再プログラミングにおける、ウォーバーグ効果としても知られる現象の寄与因子であることも発見されている。以下でさらに詳細に記載されるように、多くの癌細胞はα1Na/K-ATPアーゼの発現低下とY260リン酸化の低下を示し、α1Na/K-ATPアーゼのY260はSrc特異的リン酸化及び結合部位であるとされている。これは、Na/K-ATPアーゼ/ Src媒介シグナル変換に必要であり、さらに、Y260のリン酸化の減少で好気性解糖の動的制御を可能にし、細胞の好気性解糖及び乳酸生産の増加につながり、同時に解糖能及び予備能の低下による解糖阻害に細胞を感作させることにもつながる。
【００２８】
したがって、ここに開示される主題は、癌の診断及び予後予測のためのNa/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達のバイオマーカーとしてY260リン酸化を利用するシステム及び方法を含む。いくつかの実施形態では、生体試料を取得する工程と、生体試料中に存在するNa/K-ATPアーゼ中のY260残基のリン酸化量を決定する工程とを含む、Na/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達を検出する方法が提供される。いくつかの実施形態では、Na/K-ATPアーゼはα1Na/K-ATPアーゼアイソフォームである（例えば、Official Symbol／遺伝子：ATPA1、遺伝子ID：476、SWISSPROTエントリーID：P05023（ヒト）を参照）。
【００２９】
いくつかの実施形態では、生体試料を取得する工程、生体試料に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基でのリン酸化量を決定する工程、及び存在する場合に、試料中のリン酸化量を、対照レベルと比較する工程を含み、ここで対照レベルと比較して試料中のリン酸化量に減少がある場合、対象が癌またはそのリスクを有すると診断される、対象における癌の診断または予後予測のための方法が提供される。いくつかの実施形態では、ここに開示される主題は、対象の生体試料中のNa/K ATPアーゼにおけるY260残基のリン酸化量を決定することによって、対象の癌を診断するための、及び対象の癌の予防または治療を開始または継続するかどうかを決定するための方法及びシステムを含む。いくつかの実施形態では、Na/K ATPアーゼはα1Na/K ATPアーゼアイソフォームである。
【００３０】
本明細書で用いられる用語「診断する」及び「診断」は、対象が所定の疾患または病的状態を患っているかどうかを当業者が推定し、さらに判断することができる方法を指す。当業者は、例えば、Na/K ATPアーゼ中のY260残基のリン酸化量などの１以上の診断指標に基づいて診断を行うことが多く、それらの量（存在または非存在を含め）はその病的状態の存在、重症度、または非存在の指標となる。
【００３１】
診断に加えて、臨床的疾患の予後予測も関心の高い分野である。最も効果的な治療法を計画するためには、癌の進行のステージと速さを知ることが重要である。より正確な予後予測が得られれば、適切な治療法、場合によっては患者にとってより過酷でない治療法を選択できる。本明細書に開示されるリン酸化レベルの測定は、癌の進行に従って、特定の治療から恩恵を受けるであろう対象を分類するために、及び代替療法または追加療法がより適切となり得る他の対象と区別するために有用であり得る。
【００３２】
このように、本明細書で用いられる「診断を行う」または「診断する」は本明細書に開示される診断バイオマーカーレベルの測定値（例：Na/K ATPアーゼ中のY260残基のリン酸化量）に基づいて、（医学的治療を伴うまたは伴わない）臨床転帰の予測を提供することができる予後予測を判定すること、適切な治療を選択すること（または治療が有効かどうか）、または現行の治療を監視し、場合により治療を変更することをさらに含む。
【００３３】
本明細書で用いられる語句「予後予測を特定する」は、当業者が対象の病的状態の経過または転帰を予測することができる方法を指す。用語「予後予測」は、試験バイオマーカーの存在、非存在またはそのレベルに基づいて、病的状態の経過または転帰を100％の精度で予測する能力をいうものでも所定の経過または転帰が生じる可能性が高いまたは低いと予測することをいうものでもない。代わりに、当業者は、用語「予後予測」が、特定の経過または転帰を生じる可能性が増加していること、つまり、所定の病的状態を示していない対象と比較した場合、その病的状態を示している対象にある経過または転帰が生ずる可能性が高いことを指すことを理解するだろう。例えば、その病的状態を示さない（例えば、Y260リン酸化の減少がない）個体では、所定の転帰の可能性は約3％であり得る。特定の実施形態では、予後予測は、所定の転帰の約5％の可能性、約7％の可能性、約10％の可能性、約12％の可能性、約15％の可能性、約20％の可能性、約25％の可能性、約30％の可能性、約40％の可能性、約50％の可能性、約60％の可能性、約75％の可能性、約90％の可能性、または約95％の可能性である。
【００３４】
当業者であれば、予後予測指標を有害な転帰の疾病素因と関連付けることは、統計的分析であることを理解するであろう。例えば、いくつかの実施形態において、対照レベル未満のY260リン酸化レベルは、統計的有意水準によって決定されるように、対照レベル以上のリン酸化レベルを有する被験者よりも、被験者が癌に罹患する可能性が高いことを知らせることができる。さらに、ベースラインレベルからのリン酸化レベルの変化は、被験者の予後予測を反映することができ、リン酸化レベルの変化の程度は、有害事象の重症度に関連付けられる。統計的有意性は、しばしば、２以上の集団を比較し、信頼区間及び／またはp値を決定することによって決定される。例えば、Dowdy and Wearden, Statistics for Research, John Wiley & Sons, New York, 1983を参照のこと。本主題の好ましい信頼区間は、90％、95％、97.5％、98％、99％、99.5％、99.9％及び99.99％であり、一方、好ましいp値は、0.1、0.05、0.025、0.02、0.01、0.005、0.001、及び0.0001である。
【００３５】
他の実施形態では、予後予測または診断指標のレベル変化度の閾値が確立され、生体試料中の指標のレベル変化度は、単にレベル変化度の閾値と比較され得る。本明細書に記載されるY260リン酸化に関するレベル変化度の好ましい閾値は、約5％、約10％、約15％、約20％、約25％、約30％、約50％、約75％、約100％、及び約150％である。さらに他の実施形態では、「ノモグラム」を確立することができ、それによって、予後予測または診断指標のレベルを、所与の転帰に向けた関連する素因（disposition）に直接関連させることができる。当業者は、集団平均ではなく、個々のサンプル測定値が参照されるので、この測定の不確かさは、マーカー濃度の不確かさと同じであることを理解した上で、２つの数値を関連付けるためにこのようなノモグラムを使用することに精通している。
【００３６】
ここに開示される主題のいくつかの実施形態では、１以上の診断指標または予後予測指標の複数の決定を行うことができ、Na/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化量の時間的変化を、疾患の進行及び／または疾患に対して指示された適切な治療の有効性を監視するために使用することができる。そのような実施形態では、例えば、有効な治療の経過中に、時間の経過とともにNa/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化の増加を見ることを期待するかもしれない。このように、ここに開示される主題は、いくつかの実施形態において、対象における癌の治療効果及び／または進行を決定するための方法を提供する。いくつかの実施形態では、その方法は、複数の異なる時点で対象から収集された生体試料中のNa/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化量を決定することと、異なる時点で収集された試料中のNa/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化量を比較することとからなる。例えば、第１の時点は、治療の開始前に選択することができ、第２の時点は、治療の開始後のある時点で選択することができる。次いで、異なる時点から採取された試料のそれぞれにおいて、１以上のY260リン酸化レベルを測定し、定性的及び／または定量的な違いを記録することができる。第１及び第２の試料からのバイオマーカーレベルの量の変化は、対象における治療の有効性及び／または疾患の進行を決定することと相関させることができる。
【００３７】
診断及び予後予測バイオマーカーの使用に関して、本明細書で用いられる用語「相関される」及び「相関する」は、対象におけるバイオマーカーの存在または量を、特定の病的状態（例えば、癌）に罹患していることが知られているか、またはそのリスクがあることが知られている対象におけるバイオマーカーの存在または量と、もしくは特定の病的状態に罹患していないことが知られている対象、すなわち「正常な個体」におけるバイオマーカーの存在または量とを比較することを意味する。例えば、生体試料中のY260リン酸化レベルを、特定のタイプの癌に関連することが知られているレベルと比較することができる。試料のY260リン酸化レベルは、診断と相関していると言われている、すなわち、当業者は、対象が特定のタイプの癌に罹患しているかどうかを判断するためにリン酸化レベルを用いて、それに応じて対応することができる。あるいは、試料のY260リン酸化レベルは、良好な転帰（例えば、癌の不在）に関連することが知られている対照マーカーレベル、例えば、正常な対象の集団に見られる平均レベルと比較することができる。
【００３８】
特定の実施形態では、診断または予後予測のバイオマーカーは、その存在または不在のみによって、病的状態または疾患と相関している。他の実施形態では、診断または予後予測のY260リン酸化の閾値レベルを確立することができ、対象試料中のY260リン酸化のレベルを閾値レベルと単純に比較することができる。
【００３９】
前述したように、いくつかの実施形態では、１以上の診断または予後予測のバイオマーカーの複数回の測定を行うことができ、マーカーの時間的変化を診断または予後予測を決定するために使用することができる。例えば、診断用のリン酸化レベルは、最初の時点で決定することができ、第２の時点で再度決定することができる。そのような実施形態では、最初の時間から２回目の時間までのY260リン酸化の減少は、特定のタイプの癌の診断または所与の予後予測の診断であり得る。さらに、１以上のマーカーの変化の程度は、以下にさらに記載するように、癌の重症度及び転移を含む将来の有害事象に関連し得る。
【００４０】
当業者は、特定の実施形態では、複数の時点で同一の診断マーカーの比較測定を行うことができ、ある時点では所定のマーカーを測定し、第２の時点では第２のマーカーを測定し、これらのマーカーの比較が診断情報を提供することができることを理解するであろう。
【００４１】
対象からの生体試料を提供する工程に関して、本明細書で使用される用語「生体試料」は、潜在的にNa/K ATPアーゼを含む任意の体液または組織を指す。いくつかの実施形態では、例えば、生体試料は、血液試料、血清試料、血漿試料、またはそれらのサブフラクションであり得る。いくつかの実施形態では、生体試料は、腫瘍生検または他の供給源から得られた癌細胞などの１以上の細胞を含む。いくつかの実施形態では、癌細胞において観察される代謝の再プログラミングに寄与する因子としてのSrc及びNa/K ATPアーゼの破壊の観点から、ここに開示される主題の方法は、対象のY260残基のリン酸化の決定された量に基づいて、癌のための治療法を選択または修正する工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、化学療法剤または他の抗癌剤は、対象が癌またはそのリスクを有すると診断された後に、対象に投与され得る。いくつかの実施形態では、追加の診断または治療指標として、生体試料中のSrc活性の量を測定することもできる。
【００４２】
生体試料中に存在するNa/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化量またはSrc活性の量を同定する工程に目を向けると、当業者に知られている様々な方法が、提供される生体試料中のそのようなリン酸化及び活性を同定するために使用され得る。いくつかの実施形態では、他の方法も当業者にはよく知られているが、試料中のバイオマーカーの量を決定することには、試料中のY260リン酸化を測定するための質量分析及び／またはイムノアッセイ装置及び方法が含まれる。例えば、米国特許第6,143,576号、第6,113,855号、第6,019,944号、第5,985,579号、第5,947,124号、第5,939,272号、第5,922,615号、第5,885,527号、第5,851,776号、第5,824,799号、第5,679,526号、第5,525,524号、第5,480,792号を参照されたい。これらの各方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。イムノアッセイ装置及び方法は、関心のある分析物の存在または量に関連するシグナルを生成するために、サンドイッチ型、競合型、または非競合型の様々なアッセイ形式で標識分子を利用することができる。さらに、バイオセンサー及び光学的イムノアッセイなどの特定の方法及び装置は、標識分子を必要とせずに分析物の存在または量を決定するために採用することができる。例えば、米国特許第5,631,171号及び第5,955,377号を参照されたい。これらの各方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４３】
ここに開示される主題のいくつかの実施形態では、Y260リン酸化は、例えばα1アイソフォームなどのリン酸化されたNa/K ATPアーゼアイソフォームに特異的な抗体を利用することによって決定することができる。他の実施形態では、Y260リン酸化は、Src及びNa/K-ATPアーゼを共免疫沈降させることによって決定することができる。いくつかの実施形態では、Na/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達にY260リン酸化が必要であることを考慮すると、Y260リン酸化は、Srcの下流にあることが知られているタンパク質キナーゼ、例えば、ERK及びAktを含むがこれらに限定されないタンパク質キナーゼの活性化を評価することによって決定される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、質量分析（MS）法は、単独で、または他の方法（例えば、イムノアッセイ）と組み合わせて、生体試料中のNa/K-ATPアーゼにおけるY260リン酸化の存在及び／または量を決定するために使用することができる。いくつかの実施形態では、MS法は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（MALDI）飛行時間型（TOF）MS法（例えばダイレクトスポットMALDI-TOFまたは液体クロマトグラフィーMALDI-TOF質量分析法など）を含む。いくつかの実施形態では、MS法は、例えば液体クロマトグラフィー（LC）ESI-MSのようなエレクトロスプレーイオン化（ESI）を含む。質量分析は、例えばトリプル四重極質量分析装置のような市販の分光計を使用して達成することができる。生体試料中のバイオマーカーペプチドの存在及び量を検出するために、MALDI-TOF MS及びESI-MSを含むMS法を利用するための方法は、当技術分野で知られている。さらなる指針については、例えば米国特許第6,925,389号、第6,989,100号、及び第6,890,763号を参照されたい。これらの各々は参照により本明細書に組み込まれる。
【００４５】
本方法の特定の実施形態では、生体試料中のNa/K-ATPアーゼのY260リン酸化の有無の定性的評価のみを求めるが、本方法の他の実施形態では、生体試料中のNa/K-ATPアーゼのY260リン酸化量の定量的評価を求める。そのような定量的評価は、例えば、上述の方法のいずれかを用いて行うことができ、当業者によって理解されるであろう。
【００４６】
ここに開示される方法の特定の実施形態では、生体試料から得られる結果を対照試料から得られる結果と比較することができるように、生体試料と同時に分析される対照試料を含むことが好ましい場合がある。さらに、生体試料のアッセイ結果を比較できる標準曲線を提供することも考えられる。そのような標準曲線は、アッセイ単位の関数としてのリン酸化のレベル、すなわち蛍光信号が使用されている場合には蛍光信号強度を示す。複数のドナーから採取した試料を使用して、正常組織中の１以上のマーカーの対照レベルの標準曲線を提供することができる。
【００４７】
マーカーの分析は、１つの検査試料内の追加のマーカーと別々に、または同時に行うことができる。例えば、複数のマーカーは、複数のサンプルの効率的な処理のために、及びより高い診断精度及び／または予後予測精度を提供できる可能性のために、１つの検査に結合することができる。さらに、当業者は、同じ検査対象からの（例えば、連続した時点の）複数の試料を検査することの価値を認識するであろう。そのような連続した試料の検査は、経時的なマーカーレベルの変化を同定することを可能にし得る。マーカーレベルの増加または減少、ならびにマーカーレベルの無変化は、疾患状態に関する有用な情報を提供することができる。その情報には、事象の発症からのおおよその時間、救助可能な組織の存在及び量、薬物療法の適切性、様々な療法の有効性、及び将来の事象のリスクを含む対象の転帰の同定が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
マーカーの分析は、様々な物理的形式でも実施することができる。例えば、マイクロタイタープレートまたは自動操作の使用により、大量の検査試料の処理を容易になる。あるいは、例えば、外来搬送または救急治療室の設定において、時宜にかなった方法での迅速な治療及び診断を容易にするために、単一の試料形式を開発することができる。
【００４９】
上述したように、方法の実施形態によっては、Y260リン酸化または他のマーカーの量の同定は、マーカーの存在または不在の定性的な決定であり得るか、またはマーカーの濃度の定量的な決定であり得る。これに関して、いくつかの実施形態では、対象を癌またはそのリスクを有するものとして識別する工程は、特定の閾値測定が行われること、すなわち、生体試料中のNa/K-ATPアーゼにおけるY260リン酸化のレベルが対照レベル以下であることを必要とする。本方法の特定の実施形態では、対照レベルは、Na/K-ATPアーゼにおけるY260リン酸化または他のマーカーの任意の検出可能なレベルである。対照試料が生体試料と同時に検査される本方法の他の実施形態では、対照レベルは、対照試料における検出レベルである。本方法の他の実施形態では、対照レベルは、標準曲線に基づいているか、及び／または標準曲線によって同定される。本方法の他の実施形態では、対照レベルは、特異的に同定された濃度、または濃度範囲である。このように、対照レベルは、実施される方法の実施形態及び所望の特異性などに部分的に基づいて、当業者には明らかであろう許容可能な範囲内で、選択することができる。
【００５０】
ここに開示される主題に従って診断された癌について、本明細書で用いる場合、用語「癌」は、白血病、癌腫、黒色腫及び肉腫を含む動物において見いだされる全てのタイプの癌または新生物あるいは悪性腫瘍のことをいう。癌の例は、脳、膀胱、乳房、子宮頸部、結腸、頭頸部、腎臓、肺、非小細胞肺、中皮腫、卵巣、前立腺、肉腫、胃、子宮及び髄芽腫の癌である。いくつかの実施形態では、癌は、前立腺癌、腎臓癌、及び乳癌からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、癌は転移性癌である。
【００５１】
「白血病」により、血液形成臓器の広く進行性で悪性の疾患を意味し、一般的に、血液及び骨髄における白血球及びそれらの前駆体のゆがんだ増殖及び成長を特徴とする。白血病疾患は、例えば急性非リンパ球性白血病、慢性リンパ球性白血病、急性顆粒球白血病、慢性顆粒球白血病、急性前骨髄球性白血病、成人Ｔ細胞白血病、非白血性白血病、白血球血症性(leukocythemic)白血病、好塩基球性(basophylic)白血病、芽球性白血病、ウシ白血病、慢性骨髄性白血病、皮膚白血病、胚性白血病、好酸球性白血病、グロス白血病、有毛細胞白血病、血芽球性(hemoblastic)白血病、血球芽細胞性(hemocytoblastic)白血病、組織球性白血病、幹細胞白血病、急性単球性白血病、白血球減少性白血病、リンパ性白血病、リンパ芽球性白血病、リンパ球性白血病、リンパ向性白血病、リンパ様白血病、リンパ肉腫細胞白血病、肥満細胞白血病、巨核球性白血病、小骨髄芽球性白血病、単球性白血病、骨髄芽球性白血病、骨髄性白血病、骨髄性顆粒球性白血病、骨髄単球性白血病、ネーゲリ白血病、形質細胞白血病、形質細胞性白血病、前骨髄球性白血病、リーダー細胞白血病、シリング白血病、幹細胞白血病、亜白血性白血病及び未分化細胞白血病を含む。
【００５２】
用語「癌腫」は、周囲組織に浸潤して、転移を生じる傾向がある、上皮細胞でできた悪性新成長のことをいう。例示的な癌腫は、例えば、腺房(acinar)癌腫、小葉(acinous)癌腫、腺様嚢胞(adenocystic)癌腫、腺様嚢胞(adenoid cystic)癌腫、腺腫性癌腫(carcinoma adenomatosum)、副腎皮質の癌腫、肺胞癌腫、肺胞細胞癌腫、基底細胞癌腫(basal cellcarcinoma)、基底細胞癌腫(carcinoma basocellulare)、類基底癌腫、基底有棘細胞癌腫、気管支肺胞上皮癌腫、細気管支癌腫、気管支原性肺癌腫、大脳様癌腫、胆管細胞癌腫、絨毛癌腫、膠質癌腫、面皰癌腫、子宮体部(corpus)癌腫、篩状癌腫(cribriform carcinoma)、鎧状癌腫、皮膚癌腫、円柱状(cylindrical)癌腫、円柱状細胞癌腫、腺管癌腫、緻密癌腫(carcinoma durum)、胎児性癌腫、脳様癌腫、類表皮(epiennoid)癌腫、上皮性腺様癌腫(carcinoma epitheliale adenoides)、外方増殖性癌腫、潰瘍癌腫、線維性癌腫、膠様(gelatiniform) 癌腫、膠様(gelatinous)癌腫、巨細胞癌腫(giant cell carcinoma)、巨細胞癌腫(carcinoma gigantocellulare)、腺癌腫、顆粒膜細胞癌腫、毛母癌腫、血液様(hematoid)癌腫、肝細胞癌腫、ハースル細胞癌腫、硝子質癌腫、副腎様(hypemephroid)癌腫、乳児性胎児性癌腫、上皮内癌腫(carcinoma in situ)、表皮内癌腫、上皮内癌腫(intraepi
thelial carcinoma)、クロンペッカー(Krompecher's)癌腫、クルチッキー細胞(Kulchitzky-cell)癌腫、大細胞癌腫、レンズ状癌腫(lenticular carcinoma)、レンズ状癌腫(carcinoma lenticulare)、脂肪腫(lipomatous)癌腫、リンパ上皮癌腫、髄質癌腫(carcinoma medullare)、髄様癌腫(medullary carcinoma)、黒色性癌腫、モール癌腫(carcinoma molle)、粘液性癌腫(mucinous carcinoma)、粘液分泌性癌腫(carcinoma muciparum)、粘液細胞癌腫(carcinoma mucocellulare)、粘液性類表皮癌腫、粘液性癌腫(carcinoma mucosum)、粘膜癌腫、粘液腫癌腫(carcinoma myxomatodes)、上咽頭癌腫、燕麦細胞癌腫、骨化性癌腫(carcinoma ossificans)、類骨癌腫、乳頭癌腫、門脈周囲癌腫、前浸潤癌腫、有棘細胞癌腫、粥状(pultaceous)癌腫、腎臓の腎細胞癌腫、予備細胞癌腫、肉腫様癌腫(carcinomasarcomatodes)、シュナイダー(schneiderian)癌腫、硬性癌腫、陰嚢癌腫、印環細胞癌腫、単純癌腫、小細胞癌腫、ソラノイド(solanoid)癌腫、楕円体細胞(spheroidal cell)癌腫、紡錘細胞癌腫、海綿様癌腫(carcinoma spongiosum)、扁平上皮癌腫(squamous carcinoma)、扁平上皮癌腫(squamous cell carcinoma)、ストリング(string)癌腫、血管拡張性癌腫(carcinoma telangiectaticum)、毛細血管拡張性癌腫(carcinoma telangiectodes)、移行上皮癌腫、結節性癌腫(carcinoma tuberosum)、結節性癌腫(tuberous carcinoma)、疣状癌腫及び絨毛癌腫を含む。
【００５３】
用語「肉腫」は、一般的に、胚性結合組織のような物質でできており、一般的に繊維状または均質な物質中に包埋された密に詰まった細胞で構成される腫瘍のことをいう。肉腫は、例えば、軟骨肉腫、線維肉腫、リンパ肉腫、黒色肉腫、粘液肉腫、骨肉腫、アベメシー(Abemethy's)肉腫、脂肪性肉腫、脂肪肉腫、歯茎軟部肉腫、エナメル芽細胞肉腫、ブドウ状横紋筋肉腫、緑色腫肉腫、絨毛癌腫、胚性肉腫、ウィルムス(Wiln's)腫瘍肉腫、子宮内膜肉腫、間質肉腫、ユーイング肉腫、筋膜肉腫、線維芽細胞性肉腫、巨細胞肉腫、顆粒球性肉腫、ホジキン肉腫、特発性多発性色素性出血性肉腫、Ｂ細胞の免疫芽球性肉腫、リンパ腫、Ｔ細胞の免疫芽球性肉腫、イエンセン肉腫、カポジ肉腫、クッパー細胞肉腫、血管肉腫、白血肉腫、悪性間葉腫肉腫、傍骨性肉腫、網状赤血球性肉腫、ラウス肉腫、漿液嚢胞性肉腫、滑膜肉腫及び毛細血管拡張型肉腫を含む。
【００５４】
用語「黒色腫」は、皮膚及び他の器官の黒色細胞系から生じる腫瘍を意味する。黒色腫は、例えば、末端黒子型黒色腫、無色素性黒色腫、良性若年性黒色腫、クラウドマン黒色腫、S91黒色腫、ハーディング・パッセー黒色腫、若年性黒色腫、悪性黒子由来黒色腫、悪性黒色腫、結節性黒色腫爪下黒色腫及び表在拡大型黒色腫を含む。
【００５５】
さらなる癌は、例えば、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、神経芽腫、乳癌、卵巣癌、肺癌、横紋筋肉腫、原発性血小板増加症、原発性マクログロブリン血症、小細胞肺腫瘍、原発性脳腫瘍、胃癌、大腸癌、悪性膵インスリノーマ、悪性カルチノイド、前癌性皮膚病変、精巣癌、リンパ腫、甲状腺癌、神経芽腫、食道癌、泌尿生殖器癌、悪性高カルシウム血症、子宮頚癌、子宮内膜癌及び副腎皮質癌を含む。いくつかの実施形態において、癌は、前立腺癌及び／または乳癌から選択される。
【００５６】
さらに提供されるのは、ここに開示される主題のいくつかの実施形態において、酸化的リン酸化から好気的解糖への代謝スイッチを検出する方法及びアッセイである。いくつかの実施形態では、そのような検出方法は、１以上の細胞を含む生体試料を取得する工程、及び１以上の細胞に存在するNa/K ATPアーゼのY260残基のリン酸化量を決定する工程を含む。いくつかの実施形態では、前記検出方法は、１以上の細胞で生産された乳酸の量を決定する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、Na/K ATPアーゼはα1Na/K ATPアーゼアイソフォームである。いくつかの実施形態において、１以上の細胞は、特定の実施形態において、前立腺癌細胞、腎臓癌細胞、または乳癌細胞などの癌細胞を含む。
【００５７】
ここに開示される主題のいくつかの実施形態では、Na/K-ATPアーゼ媒介Srcシグナル伝達を検出するため、及び／またはNa/K ATPアーゼにおけるY260残基でのリン酸化の量を決定するためのシステムまたはアッセイが提供される。そのようなシステム及びアッセイは、例えば、対象からの生体試料、または一連の生体試料を検査するために使用することができる市販のキットとして提供され得る。システムはまた、対照として使用するための特定の試料を含み得る。システムは、アッセイ単位の関数としてのマーカーのレベルを提供する１以上の標準曲線をさらに含み得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、バイオマーカーの分析のためのシステムまたはアッセイが提供され、それらは、Na/K ATPアーゼにおけるY260リン酸化に対する特異性を有する抗体を含む。そのようなシステムまたはアッセイは、少なくとも１つの検査試料の分析のための装置及び試薬を含むことができる。そのシステムは、システムを使用し、対象から得られた試料で分析を実施するための指示書をさらに含むことができる。
【００５９】
ここに開示される主題に関して、好ましい対象は脊椎動物の対象である。好ましい脊椎動物は温血動物であり、好ましい温血動物は哺乳動物である。好ましい哺乳動物は、最も好ましくはヒトである。本明細書で用いる場合、用語「対象」は、ヒト及び動物対象の両方を含む。よって、ここに開示される主題に従う動物の治療的使用が提供される。よって、ここに開示する主題は、哺乳動物、例えばヒト及び絶滅の危機に瀕していることにより重要な哺乳動物、例えばシベリアトラ、経済的に重要な動物、例えばヒトによる消費のために農場で飼育されている動物、及び／またはヒトにとって社会的に重要な動物、例えばペットとしてもしくは動物園で飼育されている動物への診断を提供する。そのような動物の例は、それらに限定されないが、肉食動物、例えばネコ及びイヌ、ブタ類、例えばブタ（pig）、ブタ（hog）及びイノシシ、反芻動物及び／または有蹄動物、例えばウシ（cattle）、ウシ（oxen）、ヒツジ、キリン、シカ、ヤギ、バイソン及びラクダ、ならびにウマを含む。絶滅の危機に瀕している、かつ／または動物園で飼育されている種類の鳥類、ならびに家禽、より具体的には飼いならされた家禽、すなわち飼鳥類、例えばシチメンチョウ、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、ホロホロチョウなどの治療を含む、鳥類の治療も提供される。なぜならこれらもヒトにとって経済的に重要であるからである。よって、それらに限定されないが、家畜化ブタ類、反芻動物、有蹄動物、ウマ（競走馬を含む）、家禽などを含む家畜の治療にも提供される。
【００６０】
ここに開示する主題の実施は、そうでないと示さない限り、当該技術分野における技能の範囲内である細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA及び免疫学の通常の技術を用いることができる。このような技術は、文献に十分に説明されている。例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual (1989)、第２版、Sambrook、Fritsch及びManiatis編、Cold Spring Harbor Laboratory Press、16及び17章、米国特許第4,683,195号、DNA Cloning、Ｉ及びII巻、Glover編、1985、Oligonuclaotide Synthesis、M. J. Gait編、1984、Nucleic Acid Hybridization、D. Hames及びS. J. Higgins編、1984、Transcription and Translation、B. D. Hames及びS. J. Higgins編、1984、Culture Of Animal Cells、R. I. Freshney、Alan R. Liss, Inc.、1987、Immobilized Cells And Enzymes、IRL Press、1986、Perbal (1984)、A Practical Guide To Molecular Cloning; See Methods In Enzymology (Academic Press, Inc.、N.Y.); Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells、J. H. Miller及びM. P. Calos編、Cold Spring Harbor Laboratory、1987、Methods In Enzymology、154及び155巻、Wuら編、Academic Press Inc., N.Y.、Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer及びWalker編、Academic Press、London、1987、Handbook Of Experimental Immunology、Ｉ〜IV巻、D. M. Weir及びC. C. Blackwell編、1986を参照されたい。
【００６１】
ここに開示される主題を、以下の具体的であるが非限定的な実施例によりさらに説明する。
【実施例】
【００６２】
材料及び方法
【００６３】
抗体及びそれらの供給源。モノクローナル抗Src抗体（B12）、ポリクローナル抗ERK1/2（細胞外調節キナーゼ1/2）抗体、モノクローナル抗リン酸化ERK1/2抗体、ヤギ抗マウスIgG HRP及びヤギ抗ウサギIgG HRP二次抗体- Santa Cruz Biotechnology（Santa Crus、CA）。抗Src（Y418）ウサギポリクローナル抗体-Invitrogen（Carlsbad、CA）。抗Akt、抗リン酸化Akt（S473）、抗PKM2及び抗リン酸化PKM2（Y105）ウサギ抗体、リン酸化FAK576 / 7及びFAKウサギ抗体-Cell Signaling Technologies（Danver、MA）。モノクローナル抗α1Na/K-ATPアーゼサブユニット抗体（α6f）-Developmental Studies Hybridoma Bank at The University of Iowa（Iowa City、IA）。モノクローナル抗Src（GD-11）抗体、ポリクローナルウサギ抗α1Na/K-ATPアーゼ（06-520）、免疫沈降用のプロテインG-アガロースビーズ、PP2-Millipore（Billerica、MA）。抗GFP及び抗c-Mycウサギポリクローナル抗体-Abcam（Cambridge、MA）。抗リン酸化α1Na/K-ATPアーゼ（Y260）-Assay Biotech（Fremont、CA）。トランスフェクションキット（Lipofectamine 2000）はInvitrogenからのものであった。QuikChange変異誘発キットは、Stratagene（La Jolla、CA）からのものであった。ポリクローナルラットα1特異的抗体（抗NASE）は、Thomas Pressley博士（Texas Tech University、Lubbock、TX）から厚意で寄贈された。その他すべての試薬はSigma-Aldrich（St. Louis、MO）から購入した。
【００６４】
研究対象マウス。動物プロトコルは、アメリカ国立衛生研究所ガイドラインに従って、マーシャル大学の施設内動物管理使用委員会（IACUC）によって承認された。オスのC57/BL6Jマウス（8〜10週齢）を人道的に屠殺し、免疫ブロット用の組織溶解物を調製するために、種々の臓器を直ちに凍結した。腫瘍異種移植片は、6週齢のメスのNOD/SCIDマウス（Charles River）の左右の側腹部に5 x 106 DU-P1またはA4-7細胞を皮下注射することにより確立された。腫瘍の長さ（L）と幅（W）をキャリパーで測定し、腫瘍の体積をV =（L x W2）/ 2と推定した。
【００６５】
ヒト試料の免疫組織化学（IHC）染色分析。Na/K-ATPアーゼα1IHC染色は、ヒトの腎臓、前立腺、乳房組織のマイクロアレイを使用してUS Biomax（Rockville、MD）によって、前述のように行った。そのため、患者の詳細を記録することはできなかった。IHC-マウスモノクローナル抗Na/K-ATPアーゼα1抗体（Millipore）の抗体。核をヘマトキシリンで対比染色した。独立した２人の研究者が染色強度を調べ、各スライドを定義どおりに３回、0は不在、1は弱い、2は中程度、3は強い、で得点付けした。得点の平均が記録された。
【００６６】
細胞培養及び細胞株の生成。すべての細胞株はATCC（Manassas、VA）から購入され、維持された。LLC- PK1は、シグナル伝達実験に使用される前に血清涸渇させた。AAC-19、Y260A及びDU145、A4-7細胞株を、シグナル伝達実験に使用する前に、それぞれ0.5％及び1％血清の存在下で24時間培養した。LLC-PK1細胞を、α1CD2もしくはα2CD2を含むpEYFP-C1ベクターまたはpEYFP-C1空ベクターでトランスフェクトした（Lipofectamine 2000）。YFP発現を視覚的に確認した後、細胞を1 mg / ml G418で１週間かけて選択した。G418耐性クローンを選択して拡大した。次に、実験に使用する前に、細胞をG418なしで少なくとも３世代培養した。CD2N及びCD2C細胞は、同様の方法で生成された。Y260A細胞は、PY-17細胞を、Y260に変異を持つpRC/CMV-α1 AACm1ベクターでトランスフェクトすることによって生成され、ウアバイン（3μM）で選択された。ウアバイン耐性クローンを単離し、安定した細胞株に拡大した。任意の実験に使用する前に、細胞をウアバインなしで少なくとも３世代培養した。DU-P1、A4-7及びA4-3細胞株は、DU145細胞をα1Na/K-ATPアーゼ特異的siRNA含有ベクターでトランスフェクトし、上記のようにピューロマイシンで選択することにより生成された。すべての構築物は、DNA配列決定によって検証された。
【００６７】
イムノブロット、免疫沈降、及び免疫染色分析。以前に記載されたとおりにイムノブロットアッセイを行った。バンドの強度はImageJソフトウェア（NIH）で定量化した。 免疫沈降は、5μgの抗Src（Millipore カタログ番号05-184）抗体を500μgの細胞溶解物（1μg/μl濃度）に、または8μgの抗α1Na/K-ATPアーゼ抗体（Millipore カタログ番号06-520）を800μgの細胞溶解物（1μg/μl濃度）に加えることにより行った。次に、沈殿したタンパク質を以前に記載されたとおりに分析した。使用する免疫染色抗体として、抗α1Na/K-ATPアーゼ抗体（Millipore カタログ番号05-369）及びAlexa Fluor 488結合抗マウス二次抗体。
【００６８】
細胞増殖アッセイ及びMTTアッセイ。細胞増殖アッセイ及びMTTアッセイは、以前に記載されたとおりに行われた。
【００６９】
ATP及び乳酸の生化学的測定。ATP測定は、CellTiter-Glo発光細胞生存率アッセイキットを使用して行われた。ウェルあたり10,000個の細胞を96ウェル培養プレートで培養した。無血清DMEM中の指定濃度の2-DGで４５分間処理した後、アッセイ試薬を再構成し、培養プレートに添加した。反応物の発光カウントは、マイクロプレートリーダーを備えた不透明な壁の96ウェルプレートから決定した。乳酸測定は、以前に記載されたとおりに比色法によって行われた。PP2研究では、血清と5μMのPP2を含む培地を培養皿に入れ替え、４時間後に収集して測定した。
【００７０】
生体エネルギー学。細胞生物エネルギーの特性は、製造業者が提供するガイドラインに従って、酸素消費速度（OCR）と細胞外酸性化速度（ECAR）を測定することにより、Seahorse XFp細胞外フラックスアナライザーを使用して特徴付けられた。Seahorseアッセイを開始する前に、各細胞株の最適なFCCP濃度を滴定分析によって決定した。特に明記しない限り、ウェルあたり10,000個の細胞を培養培地と共に播種した。異なる基質（Cell Mitoストレス試験アッセイでは10 mMのグルコース、2 mMのグルタミン及び1mMのピルビン酸、解糖ストレス試験アッセイでは2 mMのグルタミン）を含む重炭酸塩不含培地（Agilent Technologies）をアッセイの１時間前に交換した。さまざまな阻害剤、刺激剤、基質、または化合物がドラッグデリバリーポートから添加される前に、ベースラインのOCR及びECAR速度が３回測定された。PP2研究では、細胞を5μMのPP2で４時間前処理し、分析した。
【００７１】
3Hウアバイン結合アッセイ及びATPアーゼ活性アッセイ。3H-ウアバイン結合アッセイ及びATPアーゼ活性アッセイを、以前に記載されたように行った。
【００７２】
細胞付着によって誘発されたインテグリンシグナル伝達。細胞付着によって誘発されたインテグリンシグナル伝達は、以前に記載されたように行われた。
【００７３】
RNAseq解析。RNAseq解析は、中国のBGI Techにより行われた。簡単に、RNAは細胞溶解物から抽出され、DNアーゼ 1で処理され、磁性Oligo d（T）ビーズを用いてmRNAを単離した。次に、mRNAを断片化バッファーで断片化し、それらをテンプレートとして用いてcDNAを合成した。アガロースゲル電気泳動の後、PCR増幅のテンプレートとして適切な断片を選択した。QCステップの間、Agilent 2100 バイオアナライザとABI StepOnePlusリアルタイムPCRシステムを使用して、試料ライブラリの定量と定性を行った。そのライブラリはHiSeqTM 2000シーケンサーを用いて配列が決定された。遺伝子発現の詳細な分析により、バイオインフォマティクス分析を実施した。
【００７４】
RNAの抽出、cDNA合成及び定量的PCR。トータルRNAはQIAGEN RNeasy Mini Kitを用いて単離された。SuperScript III First-Strand Synthesis SuperMix for qRT-PCR（ThermoFisher）でファーストストランドcDNAを合成するために、トータルRNAの同量を使用した。各試料からのcDNAを、RocheLightCycler（登録商標）480リアルタイムPCRシステムでの定量PCR（Syber green）のためのテンプレートとして使用した。すべてのプライマーはIntegrated DNA Technologies（IDT）によって合成された。β-アクチンを内部対照として使用した。
【００７５】
統計分析。データは、平均＋／−SEM（標準誤差）として記録された。スチューデントのT検定を用いて個別の２群の間の差異を測定し、一元配置分散分析（ANOVA）を用いて３以上の群の間の差異を測定した。各群に２以上の変数が含まれている場合、二元配置分散分析を用いて３以上の群の間を測定した。必要に応じて、一元配置分散分析（バートレット検定）または対応ありT検定を用いて、組織アレイデータの差異を測定した。対応ありT検定とそれに続くウィルコクソンの符号順位検定を用いて、TCGAデータベースからの遺伝子発現データを分析した。生存分析は、ログ・ランク生存検定によって測定された。0.05未満のp値を有意であると見なした。
【００７６】
実施例１−Src特異的結合部位としてのリン酸化Y260の同定。
【００７７】
α1Na/K-ATPアーゼの第２の細胞質ドメイン（CD2）は、Src SH2ドメインリガンドのように機能することが観察されている。CD2のアミノ酸配列を異なるαアイソフォームと比較することにより、他のアイソフォームからのCD2ではなくα1CD2が、単一のTyr（Y260）残基を含むことがわかった（図１A）。SH2ドメインはリン酸化チロシン含有配列に優先的に結合するため、Y260がSrcキナーゼとのα1アイソフォーム特異的相互作用を可能にし得ると考えられていた。
【００７８】
この仮説を検証するために、YFP-α2 CD2またはYFP-α1 CD2のいずれかを発現する安定な細胞株を生成し、次いで、それらの結合能力及びSrc媒介シグナル変換を変化させる能力を比較した（図８A）。図１Bに示すように、α2CD2でも対照YFPでもなく、α1CD2が、細胞溶解物からSrcキナーゼを共免疫沈降させた。以前の知見と一致して、α1CD2の発現はウアバイン誘発性ERK活性化を遮断したが、α2CD2は同じことができなかった（図１1C）。Y260がSrcとのアイソフォーム特異的相互作用を提供するというさらなる証拠を探すために、α1CD2のN末端またはC末端を発現する細胞株が生成され、N末端側半分ではなく、C末端側半分を含むY260の発現が、細胞におけるウアバイン誘導性ERK活性化を遮断するのに十分であったことが示された（図8B〜8D）。これらの結果は、Y260がα1Na/K-ATPアーゼに存在するSrc特異的相互作用部位である可能性があるが、他のアイソフォームには存在しないことを示した。
【００７９】
Y260の重要性をさらに評価するために、次にY260がSrc依存的にリン酸化されるかどうかが決定された。最初の実験セットでは、α1CD2はY260でリン酸化され、抗pY260 Na/K-ATPアーゼα1抗体を使用して検出された（図１D）。予想通り、α2CD2及び対照YFP細胞溶解物でリン酸化は観察されなかった。第二に、完全長のα1Na/K-ATPアーゼは、腎臓、肝臓、脳、心臓を含むマウス組織から作られた溶解物において、Y260でリン酸化されることがわかった（図１E）。興味深いことに、pY260のレベルはさまざまな組織間で異なり、心臓で最も低く、肝臓で最も高く、肝臓ではα1Na/K-ATPアーゼの総発現は検査した組織の中で最も低い。
【００８０】
このリン酸化の原因となるタンパク質を特定するために、GSTタグ付きα1CD2をATPの存在下で精製Srcとインキュベートし、同じ抗pY260抗体を用いてY260リン酸化をプローブした。図８Eに示すように、リン酸化はGST-CD2では検出されたがGSTでは検出されなかった。同様に、Srcは、インビトロアッセイを用いて、精製されたブタ腎臓α1Na/K-ATPアーゼをY260でリン酸化することができた（図２A）。最後に、Srcファミリーキナーゼ阻害剤であるPP2によるLLC-PK1細胞の前処理は、Y260リン酸化を減じた（図２B）。結果をさらに検証するために、Srcファミリーキナーゼ（Src、Yes及びFyn）がノックアウトされているSYF細胞、及びSrcレスキューSYF細胞（Klinghofferら、1999）から細胞溶解物を収集した。図２Cにあるように、α1Na/K-ATPアーゼのY260リン酸化がSrcレスキューSYF細胞では検出されたが、親SYF細胞では検出されなかった。SYF細胞におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現は、実際にはSrcレスキューSYF細胞におけるそれよりもはるかに高かった。この調節の特異性に対処するために、Y10リン酸化も、インスリンシグナル伝達によって媒介されるα1Na/K-ATPアーゼで測定された（Ferailleら、1999）。図２B〜２Cに示すように、Y10リン酸化はSrcキナーゼの影響を受けていなかった。Srcキナーゼの阻害剤もノックアウトも、Y10リン酸化に影響を与えなかった。これらのデータは、Y260がSrc特異的リン酸化部位であること、及び抗pY260抗体がY260でリン酸化された切断型と完全長の両方のα1Na/K-ATPアーゼポリペプチドを特異的に認識することを示した。
【００８１】
実施例２−Y260リン酸化は、Srcシグナル伝達の一般的な特徴を表わす。
【００８２】
α1Na/K-ATPアーゼがSrcの重要な一般的調節因子を表すのであれば、細胞がウアバインより刺激されたときだけでなく他の受容体リガンドによって刺激されたときも、Y260リン酸化の増加が予想される。したがって、Y260リン酸化は、Srcがシグナル変換に必要な３つの異なるシグナル伝達経路で検証された。第一に、ウアバインは、LLC-PK1細胞において時間及び濃度依存的な様式の両方で、Y260リン酸化を増加させた（図２D〜２E）。その効果がY260特異的であることを確認するために、Y10リン酸化もプローブされた。以前の研究と一致して、ウアバインはY10リン酸化に影響を与えなかった（図２E）。第二に、Y260リン酸化はEGFによって刺激された。EGFは、ウアバインと同様に、Na/K-ATPアーゼのY260リン酸化に時間及び用量依存的な刺激をもたらし、同様にY418でのSrcのリン酸化を刺激した（図２F〜２G）。さらに、細胞はフィブロネクチンでコーティングされたプレートにプレーティングされ、Y260リン酸化の刺激がインテグリンシグナル伝達経路で分析された。Y260リン酸化の増加が認められ、Srcの活性化とよく相関した（図２H）。これらのデータは、Y260リン酸化がSrc調節の一般的な特徴であり、Na/K-ATPアーゼの受容体機能だけでなく、受容体チロシンキナーゼ及びインテグリンシグナル伝達にも関連することを示した。
【００８３】
実施例３−Y260は、Na/K-ATPアーゼ媒介シグナル伝達に必要である。
【００８４】
Src媒介シグナル変換におけるY260の役割を調査するために、機能喪失（Y260A）変異ラットα1Na/K-ATPアーゼを発現する安定な細胞株が生成された。α1Na/K-ATPアーゼノックダウン細胞株PY-17をトランスフェクションに使用した。正常ラットα1Na/K-ATPアーゼレスキュー細胞株AAC-19を対照として使用した。対照実験（図９A）は、クローン21及びAAC-19が匹敵する量のラットα1を発現したことを示した。3H-ウアバイン結合アッセイは、Y260A変異細胞における内因性ブタα1Na/K-ATPアーゼの発現が、全Na/K-ATPアーゼの約1％に過ぎないことを示した（図９D）。機能的には、発現したY260A変異は原形質膜で発現し、β1サブユニットの発現を完全にレスキューし、AAC-19細胞に匹敵するウアバイン感受性ATPアーゼ活性を示す機能的Na/K-ATPアーゼを形成することができた（図９B〜９E）。
【００８５】
次に、Y260A変異の効果が、Srcが役割を果たす２つの異なるシグナル伝達経路で測定された。第一に、Y260A変異体とAAC-19細胞を異なる濃度のウアバインで処理し、Src、ERK、及びAkt活性のウエスタンブロット測定を行った。ウアバインは、AAC-19細胞においてSrc、ERK、及びAktのリン酸化を刺激した。これらの刺激は、Y260A変異により撤廃された（図３A〜３C）。観察された効果がNa/K-ATPアーゼ／Src相互作用の阻害によるものであることを確認するために、免疫沈降分析が行われた。Y260A変異は、AAC-19細胞と比較して、Srcへのα1Na/K-ATPアーゼの結合に有意な減少（約60％）をもたらした（図３D）。対照実験は、Y260A変異細胞の別のクローンであるクローン24も、クローン21と同様に、ウアバイン刺激に応答できないことを示した（図１０A〜１０B）。
【００８６】
第二に、EGFRシグナル伝達におけるY260の役割が評価された。Y260A変異体クローン21及びAAC-19細胞を異なる濃度のEGFに曝露し、EGFRリン酸化を測定した。図３Eに示すように、EGFはAAC-19でSrcキナーゼ活性を刺激したが、Y260A変異細胞では刺激しなかった。それに応じて、EGFは、AAC-19でのSrcリン酸化部位23と知られているY845でEGFRのリン酸化を刺激したが、Y260A変異細胞では刺激しなかった。興味深いことに、基本のEGFR Y845リン酸化はY260A変異細胞で有意に増加しており、基本のSrc及びSrcエフェクター活性の調節におけるY260媒介Src相互作用の重要な役割を示している。
【００８７】
この発見を裏付けるために、基本のタンパク質チロシンリン酸化をまず測定した。図９Fに示すように、Y260A細胞はより多くのチロシンリン酸化タンパク質を発現した。この効果がSrc媒介かどうかを検証するために、Srcリン酸化をY418及びY529で測定した。図９Fに示すように、Src活性（pY418）は、Y260A細胞でほぼ２倍に増加したが、Y529リン酸化には変化がなかった。一貫して、基本のERK活性は、AAC-19細胞と比較してY260A細胞で増加し（図３B）、Src阻害剤であるPP2の作用を受けた（図９G）。
【００８８】
実施例４−Y260A変異は代謝スイッチをもたらす。
【００８９】
上記の研究は、Y260リン酸化が、様々な刺激に応答する、原形質膜におけるSrc媒介シグナル変換の主要な調節機構であることを示した。この新たに発見されたシグナル伝達機構の一般的な重要性を評価するために、細胞代謝の調節におけるY260の潜在的な役割が探索された。
【００９０】
Y260A変異細胞株（クローン21及び24の両方）の常法の培養において、培養培地の酸性化は、対照AAC-19細胞よりも速いことが認められた。培地の測定により、Y260A変異細胞はAAC-19細胞より80％多い乳酸を生産したことが確認された（図４A）。これは、Y260媒介Src相互作用の破壊が、ミトコンドリアの酸化的リン酸化から好気性解糖への代謝スイッチを引き起こす可能性があることを示唆している。その仮説をさらに検証するために、先ず、解糖の阻害に応答した細胞ATP含有量を2-デオキシグルコース（2-DG）で測定した。AAC-19細胞と比較して、Y260A細胞の2-DGに対する感受性ははるかに高かった（図４B）。第二に、細胞増殖に対するグルコース枯渇の影響を測定した。グルコースの非存在下でY260A変異細胞は増殖できなかった一方、AAC-19細胞は増殖した。実際、この期間、AAC-19細胞の数は２倍を超えた（図４C）。
【００９１】
次に、異なる阻害剤の存在下で、AAC-19細胞とY260A細胞両方の細胞外酸性化速度（ECAR）を測定した。細胞は最初にグルコースを含まない基礎培地で培養された。細胞へのグルコース添加は、ECARの大幅な増加を誘発し、好気性解糖の増加を示した（図４D）。解糖の最大能力を測定するために、この後にミトコンドリアのATP生産を阻害するオリゴマイシンを添加した。その結果、AAC-19においてECARがさらに増加したが、Y260A細胞では増加しなかった。さらに、解糖阻害剤2-DGの追加は、ECARの増加を完全に逆転させた。データ分析は、Y260A変異細胞における解糖予備能の減少及び好気性解糖の増加を示した（図４E）。酸素消費速度を測定したところ、Y260A変異細胞で予備能が減少したこと以外は（図４F）、ミトコンドリア機能（例えば、呼吸調整率及びカップリング効率）に大きな欠陥は見られなかった（図１１B〜１１C）。発癌遺伝子の活性化は細胞の代謝表現型を変化させることが知られているため、この効果がY260A細胞のα1Na/K-ATPアーゼによるSrcの調節不全に依存しているかどうかが決定された。図４G〜４Hに示すように、Src阻害剤であるPP2でのY260A細胞の処理によるSrc阻害は、乳酸生産（図４G）及び解糖速度（図４H）の両方を減少させるのに十分であった。
【００９２】
代謝適応をさらに調査するために、Y260A変異細胞及び対照AAC-19細胞の遺伝子発現プロファイルをRNAseq分析により比較した。解糖代謝に関与するいくつかの重要な遺伝子は、Y260A変異細胞で有意にアップレギュレートされた（図１１D）。特に、ヘキソキナーゼ2アイソフォーム（HK2）、ピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ（PDK）及び乳酸デヒドロゲナーゼ（LDHA）が有意に増加した。これは、代謝スイッチを受けた癌細胞でも観察されている。Y260AにおいてグルコーストランスポーターGLUT4といくつかのアミノ酸トランスポーターの発現の有意な増加も観察され、これらの変異細胞が癌細胞と同様の代謝適応を示すという考えをさらに裏付けている。これらの効果がSrcキナーゼの調節不全によって媒介されることをさらに確認するために、Y260A細胞をPP2で処理して、代謝遺伝子発現の変化を逆転できるかどうかを確認した。図１１Eに示すように、PP2処理により、qPCRで測定したこれらのアップレギュレートされた遺伝子のほとんどのmRNAレベルが回復した。
【００９３】
実施例５−Y260リン酸化は、多くの癌細胞株で減少する。
【００９４】
癌生物学における代謝スイッチの重要な役割を考慮して、上記の発見は、癌細胞はα1Na/K-ATPアーゼ媒介Src調節の能力を失い得るという仮説を導いた。この仮説を検証するために、Na/K-ATPアーゼ／Src相互作用の指標となるはずのpY260レベルを癌細胞株の２つの異なるパネルで比較した。図５Aに示すように、Y260リン酸化は、対応する対照細胞株と比較して、前立腺癌細胞株及び乳癌細胞株の両方で大幅に減少した。これを検証するために、選択した細胞株でSrcキナーゼを免疫沈降させ、その後、共沈させたα1Na/K-ATPアーゼレベルを癌細胞株と対照細胞株とで比較した。Na/K-ATPアーゼ／Src相互作用の有意な減少が共免疫沈降によって検出された（図１２A）。
【００９５】
実施例６−α1Na/K-ATPアーゼのノックダウンは、DU145細胞における好気性解糖を増加させ、腫瘍異種移植片の成長を促進する
【００９６】
α1Na/K-ATPアーゼ媒介Src相互作用が好気性解糖及び腫瘍増殖の制御に重要であるかどうかを試験するために、α1Na/K-ATPアーゼ発現を、siRNAを使用してDU145前立腺癌細胞でノックダウンし、安定細胞株A4-7、A4-3及び対照ベクターをトランスフェクトしたDU-P1細胞株を作製した。DU-P1細胞は、親DU145細胞と同様の量のα1Na/K-ATPアーゼを発現したが、A4-7細胞は、約50％のダウンレギュレーションを示した（図１２B）。機能分析は、α1Na/K-ATPアーゼのノックダウンがNa/K-ATPアーゼ／Src相互作用の有意な減少を引き起こしたことを示した（図５B）。Src及びそのエフェクターFAK（焦点接着キナーゼ）活性の有意な増加が、A4-7細胞において認められた（図５C）。さらに、EGFは、対照DU-P1細胞ではSrc活性化及びEGFRのY845リン酸化を刺激できたが、A4-7細胞では刺激できなかった（図１２C）。Y260A変異細胞と同様に、基本のEGFR Y845リン酸化はA4-7細胞で増加した。さらに、A4-7細胞はより多くの量のMycを発現し、これはそれらのより攻撃的で増殖的な性質を示している（図５C）。それに応じて、乳酸生産のさらなる増加がA4-7細胞で検出され、これはPP2によるSrc阻害に対して感受性であった（図５D及び図１２E）。腫瘍形成能を比較するために、A4-7細胞の細胞増殖速度をDU-P1細胞に対して試験した。A4-7の細胞増殖速度は、対照よりも有意に高く、PP2によって逆転した（図５E）。最後に、対照のDU-P1及びA4-7細胞がNOD／SCIDマウスに移植されたとき、DU-P1に対してA4-7の腫瘍サイズのほぼ４倍の増加が観察された（図５F）。
【００９７】
実施例７−α1Na/K-ATPアーゼの発現は、いくつかのヒトの癌、特に転移性病変において減少する。
【００９８】
上記の発見の臨床的関連性を評価するために、α1タンパク質発現を、正常上皮におけるα1Na/K-ATPアーゼの発現が高い３つの異なるタイプのヒトの癌において測定した。第一に、66の前立腺癌、12の骨転移及び23の正常組織試料が分析された。α1Na/K-ATPアーゼの発現は、対照（n = 23）に対して前立腺癌（n = 66）で有意に減少した（図６A）。このことは対応のある分析により確認された（正常対癌、n = 15）。さらに重要なことに、12の骨転移試料のうち11には、検出可能なα1Na/K-ATPアーゼシグナルがなかった。第二に、10の正常な乳房組織及び62の腺管癌腫試料を、卵巣及びリンパ節における対応する転移性試料と比較した（図６B）。α1Na/K-ATPアーゼの発現は原発腫瘍で有意に減少し、転移性試料ではさらに減少した。第三に、α1Na/K-ATPアーゼ発現の有意な減少は、対照（n = 15）と比較して腎細胞癌（n = 61）でも見られた（図６C）。興味深いことに、腎癌の副腎転移の減少は、前立腺癌の骨病変よりも重症度が低いように見えた。しかし、α1Na/K-ATPアーゼは正常な尿細管で高発現していた（15のうち15が正常組織で3と評価された）。このレベルの発現は、腎細胞癌の約10％（61のうち6）でのみ検出され、転移性病変ではさらに0％に減少した。
【００９９】
転写調節は、ヒトの癌におけるα1発現を変化させる重要な機序を表し得る。データベース検索により、TCGA-KIRCデータベース（n = 530）の腎明細胞癌では、α1Na/K-ATPアーゼmRNAの発現が有意に低下した（p <0.001）ことが明らかになった。平均のlog 2値は、正常な腎臓と腎癌でそれぞれ11と8.4である。最も重要なことには、この発現パターンは患者の生存率と逆相関し、より低い発現は高い死亡率と関連していた（図６E）。前立腺癌におけるα1Na/K-ATPアーゼmRNAの発現の有意な減少も検出された。ただし、その差は0.3 Log 2値未満であった。したがって、前立腺癌におけるmRNA発現の低下と患者の生存率との間に相関はなかった（図１３A〜１３B）。
【０１００】
実施例の考察
【０１０１】
上記の実施例は、Src特異的リン酸化及び結合部位としてのα1Na/K-ATPアーゼY260の発見、及び膜受容体の活性化に応答するSrc媒介シグナル変換の一般的な特徴としてのY260リン酸化の増加を記載している。α1Na/K-ATPアーゼによるSrcのこの動的な調節は、ヒトの癌細胞では大幅に減少または消失しているようである。この調節不全は、基本のSrc活性を増加させ、ERC、EGFR、Akt、及びFAKなどのSrcエフェクターの活性化をもたらす。これらはすべて癌の進行に関係している。さらに、前述の実施例は、α1Na/K-ATPアーゼによるSrc調節の喪失が、代謝スイッチを引き起こし、腫瘍異種移植片の形成及び増殖を促進するという証拠を提供する。α1Na/K-ATPアーゼ媒介Src調節の概略図及びこの調節の喪失の結果を図７に示す。これら及びその他の重要な問題についてさらに考察する。
【０１０２】
Srcファミリーキナーゼの重要な調節因子であるにもかかわらず、過小評価されているNa/K-ATPアーゼα1アイソフォーム：最近の研究により、胚発生の制御、腎性塩類調節、及び炎症とROSストレスが重要な役割を果たす疾患の進行におけるα1Na/K-ATPアーゼ媒介及びSrc依存性経路の重要な役割が示されている。興味深いことに、α1Na/K-ATPアーゼはSrcファミリーキナーゼの他のメンバーとも相互作用し、そのような相互作用（Lynなど）はCD36媒介及びCD40媒介シグナル変換の鍵であるようである。本明細書で上記に示した新しい発見は、α1Na/K-ATPアーゼがSrcに結合して調節する能力を確認している。具体的には、Y260とSrcキナーゼによるそのリン酸化は、ウアバインだけでなくEGFやインテグリンシグナルにも関与しているため、多くのSrcキナーゼ媒介シグナル伝達経路で重要であると考えられる。これらのデータは、α1Na/K-ATPアーゼが原形質膜のSrcキナーゼのパートナー（調節因子）であることを示しており、このことは機能喪失Y260A変異体の研究によってさらに裏付けられている。さらに、Y260A変異Na/K-ATPアーゼは、イオンポンプとして完全に機能するが、Srcの結合と制御に欠陥がある。そのため、ウアバインだけでなく、EGF誘導のSrcシグナル伝達も遮断する。さらに、Y260A細胞で基本のSrc活性がほぼ２倍に増加したため、Srcの調節不全も引き起こした。付随して、ERKの活性の増加が検出され、これはSrc阻害剤、PP2に対して感受性であった（図９G）。これらの発見は、α1Na/K-ATPアーゼのノックダウンまたはSrc結合-α1変異体の発現のいずれもが基本のSrcを増加させ、その結果ERK活性を増加させるという以前の観察と一致していた。したがって、新しい発見は、α1Na/K-ATPアーゼがSrcの原形質膜プールの主要な調節因子であるという主張を肯定している。特定の理論または機構に縛られることを望まないが、α1Na/K-ATPアーゼとSrcの間の相互作用が失われると、Srcの調節不全が起こり、ウアバイン誘発性のシグナル伝達が不可能になり、基本のSrc活性を増加させ得るとさらに考えられている。
【０１０３】
多くのタンパク質が相互作用してSrcを調節するが、α1Na/K-ATPアーゼは、同時にその2つのドメイン−ドメイン相互作用を通じてSrcを調節できる唯一のものであるようである。このバランスのとれた逐次の調節は、Srcシグナル伝達の動的な性質に不可欠である。いずれかの相互作用の中断は、基本のSrc活性が増加または減少しているかどうかに関係なく、Srcシグナル伝達を変化させ、細胞の代謝と成長に変化をもたらす。
【０１０４】
好気性解糖の調節におけるα1Na/K-ATPアーゼの役割及び癌生物学におけるその意味：KRASまたはP13K遺伝子のような発癌遺伝子の変異は、癌細胞で観察される代謝スイッチに関係しているが、癌原遺伝子SRCの調節不全が腫瘍増殖にどのように影響を与えるかは明らかでない。Srcファミリーキナーゼ（SFK）は、癌では頻繁に過剰活性化されるが、Srcの変異の活性化や染色体の再構成は、自然界では比較的まれである。ヒトの癌における欠陥のあるSrc調節の根底にある正確な分子機構はまだ解決されていない。
【０１０５】
興味深いことに、Y260A変異細胞は、ミトコンドリアの酸化的リン酸化から好気性解糖（すなわち、乳酸生産の増加）への代謝スイッチを受け、これは発癌性細胞で一般的に見られる現象である。いくつかの重要な解糖遺伝子の発現はこれらの細胞でアップレギュレートされ、このことが、その表現型をさらに支持する。一貫して、PP2処理は解糖に関与するこれらのアップレギュレートされた遺伝子の発現を低下させるだけでなく、乳酸生産の増加もブロックした（図４G〜４H）。つまり、これらの研究は、α1Na/K-ATPアーゼがSrcを介した細胞代謝の調節因子としてどのように機能するかについての分子的洞察を提供する。
【０１０６】
さらに、この機構は、癌におけるNa/K-ATPアーゼα1サブユニットのダウンレギュレーションをSrc調節欠陥及びその後の細胞代謝の変化と結びつける新規の連関を提供し得ると考えられている。上記の研究は、Y260A変異Na/K-ATPアーゼを持つ細胞が好気性解糖と乳酸生産を増加させたことを示している。Y260リン酸化は、ヒト癌細胞株で有意に減少し、α1Na/K-ATPアーゼによるSrc調節の喪失を示している。この発見は、３つの異なるタイプのヒトの癌におけるα1Na/K-ATPアーゼの有意な減少を示す組織アレイデータによってさらに実証されている。また、肺癌、皮膚癌、及び精巣癌におけるNa/K-ATPアーゼα1発現の減少が他の研究者により報告されている。明らかに、転写機構（例えば、腎臓）と転写後機構（例えば、前立腺）の両方がα1Na/K-ATPアーゼのダウンレギュレーションに関与している。転写後調節には、α1Na/K-ATPアーゼのエンドサイトーシスの増加が関与しているようである。
【０１０７】
癌生物学におけるα1Na/K-ATPアーゼの重要性は、２つの追加の観察によりさらに実証された。第一に、α1Na/K-ATPアーゼの発現は、前立腺、乳癌、及び腎細胞癌の転移性試料でさらに低下する。Src活性は、原発腫瘍組織と比較して転移性病変でより高い。α1Na/K-ATPアーゼの発現の減少がSrcの調節を低下させ、基本のSrc活性の増加につながることは妥当である。このことは、Srcならびにそのエフェクター、例えばEGFR及びFAKの活性が、α１ノックダウンA4-7細胞においてさらに増加したというデータによって支持される（図５C及び図１２C）。さらに、A4-7細胞は乳酸生産及びc-Myc発現を増加させ（図５C〜５D）、それはそれらのより攻撃的な状態を示している。このことは、マウスに異種移植された場合の腫瘍サイズのほぼ４倍の増加によって再確認される（図５F）。この観察は、Cskのような他のSrc調節因子で報告されたノックダウン研究と一致している。第二に、TCGA-KIRCデータベース（n = 530）の腎明細胞癌のデータ分析は、患者の試料におけるα1mRNAの発現の有意な減少を明らかにする。この減少は、腎明細胞癌に罹患している患者の生存と逆相関している。
【０１０８】
つまり、新しい発見は、α1Na/K-ATPアーゼが細胞のSrcキナーゼを調節することにより腫瘍抑制因子のように機能するという強力な証拠を提供する。さらに、Y260リン酸化は、癌におけるNa/K-ATPアーゼ／Src相互作用の指標として利用できると考えられる。このことは、α1Na/K-ATPアーゼ発現が高いと報告されている一部のタイプの癌では重要な場合がある。最後に、代謝スイッチは腫瘍形成において役割を果たすことが十分に確立されているが、上記のデータによってはA4-7細胞における腫瘍形成の増加は解糖の増加によるものであると結論付けることはできないことに注意することが重要である。興味深いことに、このスイッチは実際にY260A細胞の細胞増殖を阻害することが観察された（図１１A）。細胞の運命におけるこの明らかな不一致は、正常細胞における発癌遺伝子の活性化はそれらを老年期と呼ばれる非増殖状態に入ることを誘導できるのに対し、癌細胞における発癌遺伝子の活性化はそれらを過剰増殖性にする可能性があることを示唆する最近の発見によって説明されるかもしれない。
【０１０９】
本明細書で言及した全ての出版物、特許及び特許出願は、以下のリストで述べる参考文献を含む各個別の出版物、特許または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているのと同じ程度で参照により本明細書に組み込まれる。
【０１１０】
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【０１２２】
ここに開示する主題の様々な詳細を、ここに開示する主題の範囲を逸脱することなく変更できることが理解される。さらに、上記の記載は、説明のためだけであり、限定を目的としない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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