PI3K信号通路详解

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磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号通路磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号通路相关磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。

PI3K活性的增加常与多种癌症相关。

PI3K磷酸化磷脂酰肌醇PI（一种膜磷脂）肌醇环的第3位碳原子。

PI在细胞膜组分中所占比例较小，比磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸含量少。

但在脑细胞膜中，含量较为丰富，达磷脂总量的10%。

PI的肌醇环上有5个可被磷酸化的位点，多种激酶可磷酸化PI肌醇环上的4th和5th位点，因而通常在这两位点之一或两位点发生磷酸化修饰，尤其发生在质膜内侧。

通常，PI-4,5-二磷酸（PIP2）在磷脂酶C的作用下，产生二酰甘油（DAG）和肌醇-1,4,5-三磷酸。

PI3K转移一个磷酸基团至位点3，形成的产物对细胞的功能具有重要的影响。

譬如，单磷酸化的PI-3-磷酸，能刺激细胞迁移（cell trafficking)，而未磷酸化的则不能。

PI-3,4-二磷酸则可促进细胞的增殖（生长）和增强对凋亡的抗性，而其前体分子PI-4-磷酸则不然。

PIP2转换为PI-3,4,5-三磷酸，可调节细胞的黏附、生长和存活。

PI3K的活化PI3K可分为3类，其结构与功能各异。

其中研究最广泛的为I类PI3K, 此类PI3K为异源二聚体，由一个调节亚基和一个催化亚基组成。

调节亚基含有SH2和SH3结构域，与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。

该亚基通常称为 p85, 参考于第一个被发现的亚型（isotype）,然而目前已知的6种调节亚基，大小从50至110kDa不等。

催化亚基有4种，即p110α, β,δ,γ，而δ仅限于白细胞，其余则广泛分布于各种细胞中。

PI3K的活化很大程度上参与到靠近其质膜内侧的底物。

多种生长因子和信号传导复合物，包括成纤维细胞生长因子（FGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、人生长因子（HGF）、血管位蛋白I(Ang1)和胰岛素都能启始PI3K的激活过程。

细胞生物学信号通路

细胞生物学信号通路,是指细胞对外界信号作出的反应，并将其传递至其他细胞或组织的过程。

以下是一些常见的细胞生物学信号通路：
1.MAPK信号通路：该通路是介导细胞增殖和分化的主要途径。

当细胞受到生长因子或其它外部刺激时，MAPK信号通路会被激活，引发一系列的信号传递事件，最终导致细胞增殖或分化。

2.PI3K信号通路：该通路是介导细胞生长、增殖和存活的重要途径。

当细胞受到生长因子或其它外部刺激时，PI3K信号通路会被激活，产生磷酸化的磷脂酰肌醇，从而触发一系列的信号传递事件，最终导致细胞生长、增殖或存活。

3.Notch信号通路：该通路是介导细胞分化、发育和凋亡的重要途径。

当Notch受体与配体结合时，Notch信号通路会被激活，产生一系列的信号传递事件，最终导致细胞分化、发育或凋亡。

4.Wnt信号通路：该通路是介导细胞增殖和凋亡的重要途径。

当Wnt受体与配体结合时，Wnt信号通路会被激活，产生一系列的信号传递事件，最终导致细胞增殖或凋亡。

5.TGF-β信号通路：该通路是介导细胞分化、凋亡和细胞外基质重塑的重要途径。

当TGF-β受体与配体结合时，TGF-β信号通路会被激活，产生一系列的信号传递事件，最终导致细胞分化、凋亡或细胞外基质重塑。

这些信号通路在细胞生命活动中发挥着至关重要的作用，参与了细胞的多种生理和病理过程。

PI3KAKT、RTK相关、TGF

RTK通过与其配体结合，引发构象变化，激活酪氨酸激酶活性，进而启动下游信号转导。
RTK在细胞增殖、分化、迁移、凋亡等生理过程中发挥重要作用。
A
B
C
D
RTK通过激活下游信号通路，促进细胞周期进展和DNA合成，从而推动细胞增殖。
细胞增殖
细胞分化
细胞迁移
细胞凋亡
RTK信号通路参与调控细胞分化相关基因的表达，决定细胞向不同方向分化。
PI3KAKT与RTK信号通路的交叉对话
RTK通过磷酸化作用激活PI3K，进而激活AKT信号通路，参与细胞生长、增殖和存活等过程的调控。
PI3KAKT信号通路可以被RTK激活
PI3KAKT信号通路的激活可以促进RTK的表达和活性，形成正反馈调节机制，进一步放大信号效应。
PI3KAKT信号通路对RTK的反馈调节
单克隆抗体
针对RTK的特异性抗体，可以阻断RTK与其配体的结合，进而抑制RTK信号通路的激活。
多靶点抑制剂
同时抑制多个RTK的活性，具有更广泛的抗肿瘤谱和更低的耐药性。
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感谢您的观看。
调节细胞代谢
PI3KAKT信号通路可以调节细胞的糖酵解、脂肪酸合成和蛋白质合成等代谢过程，以满足细胞生长和增殖的需求。
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CHAPTER
RTK相关信号通路
1Leabharlann 23RTK（Receptor Tyrosine Kinase）是一类受体酪氨酸激酶，其结构包括细胞外配体结合域、跨膜域和细胞内酪氨酸激酶域。
RTK通过调控细胞骨架重排和黏附分子的表达，影响细胞的迁移能力。
RTK信号通路在细胞凋亡过程中发挥双向调控作用，既可以促进也可以抑制细胞凋亡。

肿瘤的细胞增殖信号通路

肿瘤的细胞增殖信号通路肿瘤是一种导致细胞无限制增殖的疾病，其发展涉及复杂的信号通路调控网络。

了解肿瘤细胞增殖信号通路的机制，可以帮助我们更好地理解肿瘤的发生与发展，并为肿瘤治疗提供新的策略。

本文将重点介绍几个与肿瘤细胞增殖密切相关的信号通路。

一、PI3K-Akt信号通路PI3K-Akt信号通路是一条重要的细胞增殖信号通路，它在多种肿瘤中起到关键作用。

该通路的激活可以促进细胞增殖、增加细胞生存能力，同时抑制细胞凋亡过程。

在正常细胞中，该通路会受到严格的调控，以防止不受控制的细胞增殖。

而在肿瘤细胞中，PI3K-Akt信号通路常常被异常激活，导致细胞无限制增殖。

二、Ras-MAPK信号通路Ras-MAPK信号通路是另一个与肿瘤细胞增殖密切相关的信号通路。

该通路的激活可以促进细胞增殖、增强细胞迁移和侵袭能力。

在正常细胞中，该通路通常处于关闭状态，只有在特定刺激下才会被激活。

然而，在某些肿瘤中，Ras基因突变或过度表达会导致该通路的异常激活，从而推动肿瘤细胞的增殖。

三、Wnt/β-catenin信号通路Wnt/β-catenin信号通路在胚胎发育和成体组织的维持中发挥着重要作用。

研究表明，该通路在多种肿瘤中也起到关键作用。

在正常细胞中，Wnt信号通路处于关闭状态。

然而，在某些肿瘤中，该通路的异常激活导致β-catenin的稳定和核定位增加，从而促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。

四、Notch信号通路Notch信号通路是一种高度保守的跨膜受体信号通路，在细胞分化和增殖中发挥着重要作用。

该通路的激活可以启动多种细胞命运的决定，包括细胞增殖和凋亡。

在某些肿瘤中，Notch信号通路的异常激活可以导致细胞增殖能力的提高，进而促进肿瘤的发展。

总结：肿瘤的细胞增殖信号通路涉及多个复杂的信号通路网络，其中包括PI3K-Akt、Ras-MAPK、Wnt/β-catenin和Notch等信号通路。

这些信号通路的异常激活可以导致肿瘤细胞的不受控制增殖，推动肿瘤的发展。

北医信号转导课件PI3K

PTEN
PTEN是一种磷酸酶，可将 PI(3,4,5)P3去磷酸化生成
PI(4,5)P2，从而负调控PI3K信号通路。
SHIP
SHIP也是一种磷酸酶，可将 PI(3,4,5)P3去磷酸化生成PI(3,4)P2 ，同样起到负调控作用。
Ras
Ras蛋白是PI3K信号通路的重要上游调控因子，可通过激活Raf-1等激酶间接激活PI3K。
一类特异性催化磷脂酰肌醇（ Phosphatidylinositol，PI）3位羟基
ห้องสมุดไป่ตู้磷酸化的激酶。
PI3K由调节亚基和催化亚基组成，其中调节亚基包含SH2和SH3结构域，负责与上游信号分子结合；催化亚基具有
激酶活性，负责将PI磷酸化。
根据结构和底物特异性不同，PI3K可分为I、II、III三种类型，其中I型PI3K 研究最为广泛，与细胞生长、增殖、分
随着对PI3K信号通路认识的深入和药物研发技术的不断进步，未来将有更多针对PI3K靶点的创新药物进入临床试验和临床应用阶段。同时，针对患者个体差异的精准医疗策略也将成为未来发展的重要方向。
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PI3K信号通路与其他通路交互作用
PI3K与MAPK通路交互作用
PI3K激活后通过产生PIP3招募并激活PDK1，进而激活AKT等下游效应蛋白，构成PI3K-AKT
PI3K信号通路与Wnt通路在细胞极性、迁移和侵袭等过程中存在交互作用。
PI3K通过激活AKT等下游效应蛋白，可调控Wnt通路中关键蛋白的表达和活性。
PI3K与其他信号通路联系
PI3K信号通路与NF-κB通路存在交互作用，共同参与炎症反应和
免疫应答的调控。
PI3K信号通路与Hippo通路在细胞增殖、凋亡和器官大小控制等

信号通路3—PI3K-AKT-mTOR

信号通路3 —PI3K/AKT/mTORAPExBIO一、PI3K/Akt/mTORPI3K/AKT/mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路。

PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的休眠、增殖、癌变和寿命直接相关。

PI3K激活后磷酸化并激活AKT，将其定位在质膜中。

信号通过AKT传递到下游不同的靶点，如激活CREB，抑制p27，将FOXO定位于细胞质中，激活PtdIns-3ps，及激活mTOR（影响p70或4EBP1的转录）。

该通路的激活因子包括EGF、shh、IGF-1、胰岛素和CaM。

该信号通路的拮抗因子，包括PTEN、GSK3B、和HB9。

在多种癌症中，PI3K/AKT/mTOR通路是过度活化的，因此减少凋亡并促进增殖。

然而，该通路在成人干细胞尤其是神经干细胞的分化过程中促进细胞生长和增殖。

1. PI3KPhosphatidylinositide 3-kinases，是一种胞内磷脂酰肌醇激酶。

由调节亚基p85和催化亚基p110构成。

与v．sre和v．ras等癌基因的产物相关。

PI3K本身具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性，也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。

2. Akt又称PKB（protein kinase B）。

是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶，在多种细胞生长过程中发挥关键作用，如葡萄糖代谢、凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移。

Akt的Ser473可以被PDK1磷酸化。

PKB与PKA和PKC均有很高的同源性，该激酶被证明是反转录病毒安基因v-akt 的编码产物，故又称Akt。

3. mTORMammalian target of rapamycin。

mTOR与其它蛋白质结合，形成两种不同蛋白质复合物，mTOR复合物1（mTORC1，）和mTOR复合物2（mTORC2），它们调节不同的细胞过程。

mTORC1由mTOR、mTOR调节相关蛋白Raptor、MLST8和非核心组分PRAS40、DEPTOR 组成。

小分子抑制剂、激动剂、拮抗剂--PI3KAktmTOR信号通路

PI3K/AKT/mTORPI3K/AKT/mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路。

PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的生长、存活、增殖、凋亡、血管生成、自吞噬过程中发挥着重要的生物学功能。

该通路是由磷脂酰肌醇3- 激酶（PI3Ks）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt）和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）组成。

PI3K/Akt/mTOR通路过程PI3K激活后产生PIP3, PIP3促使PDK1(phosphoinositide dependent kinase-1)磷酸化含有PH结构域的信号AKT蛋白（Ser308），从而活化AKT。

AKT有很多下游效应，可通过磷酸化多种酶、激酶和转录因子等下游因子，进而调节细胞的功能。

mTOR，是PI3K/Akt 下游的一种重要的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，调节肿瘤细胞的自噬的经典通路。

PI3K/Akt/mTOR信号通路图按靶点分类：*PI3KPI3K，是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，也具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性。

能够通过PI3K诱发PIP3生成的激活因子，则能够激活Akt 信号途径，包括受体酪氨酸激酶、整合素、B 细胞和T 细胞受体、细胞因子受体、G 蛋白偶联受体等等。

*Akt又称PKB或Rac，是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶B，在细胞存活和凋亡中起重要作用，如葡萄糖代谢、凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移。

Akt的Thr308可以被PDK1磷酸化，而被部分激活。

或者473位点上的丝氨酸被mTORC2磷酸化，激发Akt的完全酶活性。

*mTORmTOR是细胞生长和增殖的重要调节因子。

mTOR与其它蛋白质结合，形成两种不同蛋白质复合物，mTORC1和mTORC2，参与调节不同的细胞过程。

*GSK-3。

PI3K-AKT-mTOR信号通路与前列腺癌

PI3K-AKT-mTOR信号通路与前列腺癌PI3K / Akt / mTOR信号通路具有多种功能，包括调节细胞存活，分化和干细胞样特性，生长，增殖，代谢，迁移和血管生成。

成员：PI3K、AKT、mTOR、PTENPI3K，是磷脂酰肌醇-3-激酶的缩写，可分为3类，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。

其中研究最广泛的为Ⅰ类PI3K，Ⅰ类PI3K由酪氨酸激酶受体（RTK）、G蛋白偶联受体和一些致癌基因（如大鼠肉瘤癌基因RAS）激活。

Ⅰ类又可分ⅠA和ⅠB类，其中ⅠA类PI3K与癌症最相关。

p85α ( 由PIK3R1编码)β (由PIK3R2编码)γ ( 由PIK3R1编码)p110α( 由PIK3CA编码)p110β（由PIK3CB编码）p110δ（由PIK3CD编码）AKT（蛋白激酶B，PKB，又称为Akt）是PI3K重要的下游分子，被活化后，通过多种方式来影响其下游的相关分子，使细胞存活，是关键的抗凋亡调控分子mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）是一种丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，细胞内存在mTORC1和mTORC2两种不同的复合体。

其属于PI3K/Akt 下游的重要成分。

PTEN（磷酸酶和张力蛋白同源物））是一种肿瘤抑制蛋白。

可将PIP3去磷酸化生成PIP2。

当PTEN 下调时，可引起PI3K / Akt / mTOR 途径的激活。

PI3K-AKT-mTOR信号通路PI3K的激活导致4,5-二磷酸磷脂酰肌醇[PI（4,5）P2]磷酸化为3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇[PI（3,4,5）P3]，随后将Akt募集到质膜上并激活。

（当配体与膜受体结合后，受体激活p85并招募p110，进而催化膜内表面的PIP2生成PI3P。

PI3P作为第二信使，进一步激活AKT和PDK1。

）Akt活化通过两个残基的磷酸化介导：T308通过磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1（PKD1）磷酸化；S473通过mTOR复合物2（TORC2）磷酸化。

Akt的完全激活是必需通过上述两者磷酸化。

PI3K-AKT信号通路

PI3K/AKT信号通路PKB是通过磷酸化之后，才使其发挥的作用的活性状态，但是在细胞内的总表的水平不变，只有磷酸化水平发生变化，所以检测其磷酸化水平的变化是检测这一通路的方法。

western-blot这条信号通路中，AKT是核心，其上游除了PI3K还有其他，但最重要的是PI3K。

一般认为AKT信号通路就是PI3K/AKt信号通路。

AKT下游非常多，Nf－kB、VEGF、FOXO等等，多是促增殖抑凋亡的因子（也有像FOXO这样的抑生长促凋亡的因子，但AKT活化后是使FOXO失活的，所以最终结果还是促生长抑凋亡）。

其中，BAD TSC DAF YAP的作用见下：BAD: The protein encoded by this gene is a member of the BCL-2 family. BCL-2 family members are known to be regulators of programmed cell death. This protein positively regulates cell apoptosis by forming heterodimers with BCL-xL and BCL-2, and reversing their death repressor activity. Proapoptotic activity of this protein is regulated through its phosphorylation. Protein kinases AKT and MAP kinase, as well as protein phosphatase calcineurin were found to be involved in the regulation of this protein. Alternative splicing of this gene results in two transcript variants which encode the same isoform. [provided by RefSeq, Jul 2008]TSC: This gene encodes a growth inhibitory protein thought to play a role in the stabilization of tuberin. Mutations in this gene have been associated with tuberous sclerosis. Alternative splicing results in multiple transcript variants. [provided by RefSeq, Jun 2009]DAF(CD55): his gene encodes a protein involved in the regulation of the complement cascade. The encoded glycoprotein is also known as the decay-accelerating factor (DAF); binding of DAF to complement proteins accelerates their decay, disrupting the cascade and preventing damage to host cells. Antigens present on the DAF glycoprotein constitute the Cromer blood group system (CROM). Two alternatively spliced transcripts encoding different proteins have been identified. The predominant transcript encodes a membrane-bound protein expressed on cells exposed to plasma component proteins but an alternatively spliced transcript produces a soluble protein present at much lower levels. Additional, alternatively spliced transcript variants have been described, but their biological validity has not been determined. [provided by RefSeq, Jul 2008]YAP: This gene encodes a downstream nuclear effector of the Hippo signaling pathway which is involved in development, growth, repair, and homeostasis. This gene is known to play a role in the development and progression of multiple cancers as a transcriptional regulator of this signaling pathway and may function as a potential target for cancer treatment. Alternative splicing results in multiple transcript variants encoding different isoforms. [provided by RefSeq, Aug 2013]。

信号通路

PI3K/Akt/mTOR通路mTOR Akt GSK-3 DNA-PK ATM/ATR PDK-1 S6 Kinase AMPK PI3K一、PI3K简介二、PI3K是细胞内重要的信号转导分子，根据PI3K的P110亚基结构特点和底物分子不同可将其分为三大类，其中第Ⅰ类PI3K 功能最为重要，下面所述PI3K 指的都是第Ⅰ类PI3K。

PI3K主要由催化亚基P110 和调节亚基P85 组成。

PI3K 可被生长因子、细胞因子、激素等细胞外信号刺激激活。

PI3K激活可使膜磷酸肌醇磷酸化，催化肌醇环上3位羟基生成3,4 二磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol-3,4-biphosphate，PI-3,4P2)及3,4,5 三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate，PI-3,4,5P3)，它们均可作为第二信使在细胞中传递信号，介导PI3K 的多种细胞功能，如这些脂质产物可通过与Akt 的PH(pleckstrin homology)区结合来激活Akt。

肿瘤抑制基因pten(phosphatase and tensinhomologdelet-edonchromosometen)表达产物可诱导3磷酸肌醇去磷酸化，从而可对PI3K 途径进行负调节。

二、Akt简介Akt是一种Ser/Thr蛋白激酶。

在磷脂酰肌醇依赖的蛋白激酶(phosphoinositide-dependent protein kinase，PDK)的协同作用下，PI-3,4P2 和PI-3,4,5P3 可与Akt结合，导致Akt从胞浆转位到质膜，并促进Akt 的Ser473 和Thr308 位点磷酸化。

Ser473或/和Thr308 位点的磷酸化是Akt激活的必要条件，而Akt激活是其发挥促细胞生存功能的重要前提。

激活的Akt 主要通过促进Bad(Bcl-2 家族促凋亡成员之一)、mTOR、Caspase 3、糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3, GSK-3)等下游底物磷酸化而发挥广泛的生物学效应，包括抗凋亡、促细胞生存等功能。

细胞信号通路图解介绍之PI3KAkt信号通路

细胞信号通路图解介绍之PI3KAkt信号通路丝/苏氨酸激酶Akt/PKB最初发现是作为一种原癌基因，现在已受到广泛的关注，因为其在很多的细胞活动中都起到关键性的作用，包括癌症的发展和胰岛素代谢。

Akt级联反应可以被许多机制激活，诸如受体酪氨酸激酶，整合素，B细胞和T细胞受体，细胞因子受体，G 蛋白偶联受体以及其他各种刺激，这些途径可以促使肌醇磷脂-3-激酶(PI3K )产生磷脂酰肌醇3，4，5 -三磷酸。

这些脂类物质为含有PH结构域(pleckstrin-homologydomain)的蛋白提供锚定位点，这些分子包括Akt和它的上游活化因子PDK1。

肿瘤抑制基因PTEN是一种公认的Akt的主要抑制剂，通常在人类肿瘤中会消失。

最近，越来越多的关注集中在磷酸酶（包括PHLIP）上，它能使Akt失活。

三种Akt的异构体(Akt1, Akt2,Akt3 )介导了许多PI3K 调控的下游通路。

Akt是胰岛素信号传递和葡萄糖代谢中主要的调节分子，小鼠的遗传学研究发现Akt2 在这些过程中起关键作用。

另外，现在已经发现癌症和胰岛素代谢在病理情况下会出现Akt的种系突变。

Akt作用于TSC1/TSC2复合物和mTOR信号通路来调控细胞生长；作用于CDK 的抑制分子P21和P27，并间接影响cyclinD1和p53的表达水平来调控细胞周期和细胞增殖。

Akt可以通过直接抑制促凋亡信号如促凋亡调节者Bad和Forkhead家族转录因子来促进细胞的存活。

T淋巴细胞转运到淋巴组织这个过程是由Akt下游的粘附因子的表达来控制的。

Akt还能调控神经元功能相关蛋白如GABA受体,ataxin-1 和huntingtin 分子。

最近，Akt又被发现能和Smad 分子结合调节TGF β信号传导。

最后，Akt对核纤层蛋白A抗原的磷酸化在核蛋白的结构组织中发挥作用。

这些发现使Akt/PKB成为在治疗癌症，糖尿病，中风和神经退行性疾病中的重要靶点。

PI3K AKT信号通路与肿瘤的最新研究进展

PI3K AKT信号通路与肿瘤的最新研究进展PI3K/AKT信号通路与肿瘤的最新研究进展一、PI3K/AKT综述PI3K/Akt信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一，参与很多重要的生物学过程的调控，其通过影响下游多种效应分子的活化状态，在细胞内发挥着抑制凋亡、促进增殖的关键作用，与人类多种肿瘤的发生、发展密切相关。

正因为PI3K/AKT通路在肿瘤治疗方面有着巨大潜力，其近年来也成为生物科学界的研究热点。

现就对PI3K/AKT的组成结构，机制功能，与癌症的关系及相关抑制剂做一个综述。

二、组成与结构PI3K（Phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate 3-kinase）分为3个不同的类别：Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类，所属分类是基于其主要结构，调控规律和体外脂质底物的特异性。

I类PI3K是负责生产PI(3)P，PI(3，4)P2，PI(3，4，5)P3的，I类PI3K是一个监管和催化亚基组成的异二聚体分子;它们进一步根据IA和IB之间子集上的序列相似性划分。

IA类PI3K 是由P110催化亚基和p85亚基调节亚基之间的异二聚体，包括p85调节亚基的5种变体，分别是p85α，p55α，p50α，p85β和p55γ，也有P110催化亚基衍生的p110α，β，δ三个变体。

ⅠB亚类包括p110γ，它并不与p85结合，而是与1个相对分子质量为101×103的接头蛋白结合，此接头蛋白可介导G蛋白的β、γ亚基活化p110。

Ⅱ类包括3个催化亚基C2α，C2β，和C2γ，但是不像Ⅰ类和Ⅲ类，它没有调节蛋白，Ⅱ类催化PI产生PI(3)P，催化PIP产生PI(3，4)P2，但是关于他们在免疫细胞中的作用目前所知甚少。

Ⅲ类只催化PI产生PI(3)P，从结构上来说与Ⅰ类相似，因为他们有一个催化亚基（VPS34）和一个调节亚基（Vps15/ P150）的异二聚体，第Ⅲ类似乎主要是参与蛋白和囊泡运输，也有证据表面，它可以帮助免疫细胞在一些重要进程中发挥作用，尤其是吞噬作用的有效性。

细胞信号转导通路在癌症中的作用

细胞信号转导通路在癌症中的作用癌症是指人体内细胞癌变并且不受控制的生殖组织疾病，发生越来越普遍，治疗方法也越来越多样化。

其中一个非常重要的治疗方法就是针对细胞信号传递通路进行治疗。

细胞信号传递通路是细胞内外信息传递的重要机制，扮演着细胞增殖、分化、凋亡等生命过程的调控者。

细胞中的许多信号传递通路都与肿瘤的形成和进展密切相关。

本文主要介绍、探索细胞信号转导通路在癌症中的作用。

一、PI3K/Akt信号通路PI3K/Akt信号通路是细胞信号转导通路的一个重要组成部分，被认为是诱导癌症进展的关键。

PI3K是细胞中主要的磷脂酰肌醇3-激酶，它能够通过水解细胞内磷脂酰肌醇二磷酸，合成磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3），从而促进肿瘤细胞的增殖和生长。

Akt是PI3K/Akt信号通路的下游效应分子，能够抑制细胞凋亡并促进细胞生长。

在许多类型的肿瘤中，PI3K/Akt信号通路均存在活跃性变化，从而促进肿瘤的发生、进展和耐药性的形成，并增加患者的死亡率。

近年来，许多针对PI3K/Akt信号通路的治疗方法得到了不断的发展，如PI3K抑制剂、Akt抑制剂、mTOR抑制剂等，这些治疗方法对于肿瘤细胞的增殖和生长产生了很好的抑制作用。

二、Wnt/β-catenin信号通路Wnt/β-catenin信号通路是细胞内生长信号的重要传递途径，也是许多肿瘤细胞的激活路径。

当Wnt分泌并结合到细胞膜受体复合物时，复合物的信号传递途径会激活分子效应器β-catenin，从而促进肿瘤细胞的增殖和分化。

许多肿瘤细胞都存在Wnt/β-catenin信号通路的拓扑异常，导致肿瘤细胞的恶性转化和发展。

抑制Wnt/β-catenin信号通路是治疗肿瘤的一种有效方法，近年来，有关治疗Wnt/β-catenin信号通路的新型药物和治疗方法的研发也得到了相应的进展。

三、MAPK/ERK信号通路MAPK/ERK信号通路是细胞信号转导通路的重要分支之一，可以被多种生长因子、细胞因子、转录因子等刺激，从而对细胞增殖、存活、分化等过程产生影响。

PI3KAktmTOR信号通路和靶向药物

PI3KAktmTOR信号通路和靶向药物PI3K/AKT/mTOR信号通路的梳理着实不易，寄希望该贴梳理的知识帮助到患者和家属。

很多癌种都会涉及这个信号通路，很多患者都面对这个信号通路的药物问题。

经常读报告看到mTOR抑制剂的靶向药物推荐，而且很多基因突变都与该种类型的靶向药物相关，我印象中的基因有PIK3CA，PTEN、NF1等等。

当然也不是这些基因随便某个位点出现了改变就可以用mTOR抑制剂，某些变异只是良性多态性，没有影响到蛋白的结构和功能，对于肿瘤的增殖没有影响，相对应的靶向药物推荐也就没有意义。

一、PI3K信号通路的突变类型我们不从信号通路的科学去阐释，如此繁多的术语和英文字符看的我自己都头疼，我们先用尽量简单的语言去看PI3K信号通路的突变类型有哪些，该信号通路的激活经常是通过关键节点的直接突变，如PIK3CA和AKT1的激活突变或扩增，以及PTEN这个负调控基因的失活突变。

另外PI3K信号通路的激活也可能源于RAS基因，下面的图1是PI3K信号通路的组成部分、和相互之间的抑制和激活关系。

图1：PI3K/AKT信号通路。

图1突变的机制包含受体酪氨酸激酶和原癌基因（如ERBB2，KRAS）的基因扩增/突变，PIK3CA、AKT、TSC1/2、mTOR的突变。

抑癌基因如PTEN、INPP4B和LKB1的失活突变。

mTOR激酶包含两个核蛋白TORC1和TORC2，分别位于AKT基因的上游和下游。

粉红色背景框的是原癌基因，而蓝色背景框的是抑癌基因。

需要注意的是，MEK和ERK蛋白是涉及到PI3K信号通路中的。

所以有时要把两种信号通路的靶向药物联合起来开展临床试验的原因。

下面的图2是具体的某些基因的突变形式，以及它们出现的肿瘤类型。

图2：PI3K信号通路相关的基因突变二、针对mTOR的靶向药物mTOR是一个丝氨酸——苏氨酸激酶，属于PI3K相关的激酶家族，参与介导生长、营养、能量获取等来调控细胞增殖、凋亡等。

PI3K信号通路在疾病中的作用与治疗

PI3K信号通路在疾病中的作用与治疗PI3K信号通路是一条重要的调节细胞自身生长、增殖和死亡的通路，它参与了很多重要疾病的发生和发展。

在这篇文章中，我们将深入探讨PI3K信号通路在疾病中的作用以及针对这个通路的治疗方法。

一、PI3K信号通路概述PI3K信号通路（Phosphoinositide 3-kinase）是一个重要的信号转导通路，它涉及到许多生理和病理过程，包括细胞增殖、存活和凋亡、细胞分化、细胞运动、内分泌调控、免疫应答等。

该通路由紫质酸酰基转移酶（PI3K）激活并产生的次级信号分子磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）所介导。

PI3K信号通路主要分为三大分支：PI3K/Akt/mTOR、Akt/mTOR和PI3K/Akt。

其中PI3K/Akt通路是最为重要的一个分支，它的活化将启动一系列的生物学响应以及各类信号通路的活化。

二、PI3K信号通路在癌症发生中的作用PI3K信号通路在癌症发生中起着重要的作用。

许多研究表明，PI3K通路的异常激活与多种肿瘤的发生和发展密切相关。

恶性肿瘤的生长和扩散需要逃避自体免疫系统的监视，绕过正常的细胞周期调节，避免程序性细胞凋亡等一系列恶性生物学活动。

PI3K通路的异常激活可以促进癌细胞的排异性降低，细胞生长和增殖加速，细胞周期的失控以及减轻程序性细胞凋亡等。

因此，PI3K通路的异常激活在肿瘤学研究中已被广泛研究，成为癌症的重要治疗靶点。

三、PI3K信号通路在肺部疾病中的作用在肺部疾病中，PI3K信号通路也扮演着重要的角色。

例如，肺癌、肺结核、肺动脉高压、哮喘、慢性阻塞性肺病等肺部疾病的病理过程中均涉及到PI3K信号通路的异常激活。

研究表明，PI3K信号通路的异常激活在肺癌的发生和发展中起到了重要的作用。

针对PI3K通路的抑制剂可以有效抑制肺癌细胞的活性，通过下调癌细胞的增殖和凋亡以及抑制肿瘤细胞的血管生成等机制，达到治疗肺癌的效果。

除此之外，PI3K通路的异常激活还与哮喘发生和发展密切相关。

解读PI3K

解读PI3K背景磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号通路。

PI3K可分为3类，其中研究最广泛的为I类PI3K, PI3K激活的结果是在质膜上产生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH结构域的信号蛋白AKT和PDK1(phosphoinositide dependent kinase-1)结合, 促使PDK1磷酸化AKT蛋白的Ser308导致AKT活化。

活化的AKT通过磷酸化多种酶、激酶和转录因子等下游因子，进而调节细胞的功能。

而mTOR是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR），是PI3K/Akt 下游的一种重要的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶。

它可通过激活核糖体激酶，来调节肿瘤细胞的增殖、存活和侵袭转移。

展开剩余78%成员：PI3K、AKT、mTOR、PTEN(1)PI3K，是磷脂酰肌醇-3-激酶的缩写，由一个调节亚基（p85）和一个催化亚基（p110）组成。

调节亚基含有SH2和SH3结构域，与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。

催化亚基有4种，即p110α, β,δ,γ。

(2)AKT，是PI3K重要的下游分子，包括至少3种形式，分别为AKT1、AKT2和AKT3。

它们对于调控细胞的生长、增殖、迁移、存活以及糖代谢起到十分重要的作用。

(3)mTOR是一类丝/苏氨酸激酶。

mTOR在进化中高度保守．因其C端与磷脂酰肌醇激酶(PI3K)催化域有同源性，属于PI3K 相关蛋白激酶家族，但mTOR本身不具有酯激酶活性，而具有Ser/Thr蛋白激酶活性，能磷酸化蛋白底物的 Ser/Thr残基．细胞内存在mTORC1和mTORC2两种不同的复合体。

机制当配体与膜受体结合后，受体激活p85并招募p110，进而催化膜内表面的PIP2生成PI3P。

PI3P作为第二信使，进一步激活AKT和PDK1。

Akt可直接磷酸化PRAS40，使其对mTORC1抑制作用失效，从而激活mTORC1通路。

PI3K-AKT信号通路图谱

PI3K/AKT信号通路（一）磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)信号参与增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节. 近年来发现, IA型PI3K和其下游分子蛋白激酶B(PKB或Akt)所组成的信号通路与人类肿瘤的发生发展密切相关. 该通路调节肿瘤细胞的增殖和存活, 其活性异常不仅能导致细胞恶性转化, 而且与肿瘤细胞的迁移、黏附、肿瘤血管生成以及细胞外基质的降解等相关, 目前以PI3KAkt信号通路关键分子为靶点的肿瘤治疗策略正在发展中.在PI3K家族中, 研究最广泛的是能被细胞表面受体所激活的I型PI3K. 哺乳动物细胞中Ι型PI3K又分为IA和IB两个亚型, 他们分别从酪氨酸激酶连接受体和G蛋白连接受体传递信号.IA 型PI3K是由催化亚单位p110和调节亚单位p85所组成的二聚体蛋白, 具有类脂激酶和蛋白激酶的双重活性.PI3K通过两种方式激活, 一种是与具有磷酸化酪氨酸残基的生长因子受体或连接蛋白相互作用, 引起二聚体构象改变而被激活; 另一种是通过Ras和p110直接结合导致PI3K的活化. PI3K激活的结果是在质膜上产生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH结构域的信号蛋白Akt和PDK1(phosphoinositidedependentkinase1)结合, 促使PDK1磷酸化Akt蛋白的Ser308导致Akt的活化. Akt还能通过PDK2(如整合素连接激酶ILK)对其Thr473的磷酸化而被激活.活化的Akt通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad 、Caspase9、NFκB、GSK3、FKHR、p21Cip1和p27 Kip1等, 进而调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等.PI3KAkt信号通路的活性被类脂磷酸酶PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)和SHIP(SH2containing inositol 5phosphatase)负调节, 他们分别从PIP3的3´和5´去除磷酸而将其转变成PI(4,5)P2和PI(3,4)P2而降解. 迄今为止, 尚未发现下调Akt活性的特异磷酸酶, 但用磷酸酶抑制剂处理细胞后, 发现Akt的磷酸化和活性均有所增加. 最近发现Akt能被一种C末端调节蛋白(CTMP)所失活, CTMP能结合Akt并通过抑制Akt的磷酸化而阻断下游信号的传递, CTMP的过表达能够逆转vAkt转化细胞的表型.热休克蛋白90(HSP90)亦能结合Akt, 阻止Akt被PP2A磷酸酶的去磷酸化而失活, 因此具有保护Akt的作用.本信号转导涉及的信号分子主要包括Integrin，FAK，Paxillin，ILK，PIP3，S6，p70S6K，RTK，Gab1，Gab2，IRS1，PI3K，PTEN，AKT，PDK1，Cytokine Receptor，Jak1，CD19，BCR，Ag，BCAP，Syk，Lyn，GPCR，TSC1，TSC2，Gβγ，GαGTP，PP2A，PHLPP，CTMP，PDCD4，4EBP1，ATG13，mTORC1，TSC1，TSC2，PRAS40，XIAP，FoxO1，Bim，Bcl2，Bax，MDM2，p53，Bax，Bad，1433，Wee1，Myt1，p27Kip1，p21Waf1/Cip1，CyclinD1，GSK3，GS，Bcl2，mTORC2，LaminA，Tpl2，IKKα，eNOS，GABAAR，Huntingtin，Ataxin1，PFKFB2，PIP5K，AS160等。

PI3K-Akt-mTOR信号通路

PI3K/Akt/mTOR信号通路关键词：信号通路抑制剂细胞目的：通过特异性阻断PI3K和mTOR，观察HepG2和Hep3B细胞株PI3K/Akt/mTOR信号通路活性及生物学行为的改变，探讨相关的分子机制。

方法：在培养的HepG2、Hep3B人肝癌细胞株和人正常肝细胞株QSG-7701上，以免疫印迹方法（Western blot）检测各细胞株中PI3K（p110α亚单位）、PTEN、pAkt（S473，T308）和p-mTOR（S2448）的表达情况；分别用PI3K抑制剂LY294002（50μmol/ml）和mTOR抑制剂Rapamycin（RAPA，50 nmol/ml）孵育HepG2和Hep3B细胞，以MTT比色法检测细胞的增殖能力，以流式细胞术（Flow cytometry）检测细胞周期和凋亡情况，以Western blot法检测细胞中pAkt（S473，T308）和p-mTOR（S2448）的表达改变。

结果：PTEN在HepG2和Hep3B细胞中基本无表达，在QSG-7701细胞株中高表达，pAkt和p-mTOR在HepG2和Hep3B细胞中的表达较QSG-7701细胞均显著升高；LY294002和RAPA均呈剂量-时间依赖的抑制HepG2和Hep3B细胞生长。

饱和效应浓度的LY294002和RAPA作用24小时后，HepG2和Hep3B 细胞均呈现明显的G0/G1期阻滞，处于S期的细胞比例较对照组显著减少（P<0.01）；两给药组中HepG2细胞和Hep3B细胞的凋亡率与对照组比较均显著增加（P<0.01）；两给药组HepG2细胞的凋亡率显著高于Hep3B细胞（P<0.01或P<0.05），并且HepG2细胞的凋亡率在RAPA给药组显著高于LY294002给药组（P<0.01），但Hep3B细胞的凋亡率在两组间无显著差异。

饱和效应浓度的LY294002作用48小时后，HepG2和Hep3B细胞中pAkt（T308，S473）和p-mTOR（S2448）的表达水平较对照组均显著降低（P<0.01），饱和效应浓度的RAPA作用48小时后，HepG2和Hep3B细胞中P-mTOR（S2448）的表达水平较对照组均显著降低（P<0.01），而pAkt（T308，S473）的表达水平较对照组均显著升高（分别P<0.01）。

PI3K-AKT信号通路图谱

PI3K/AKT信号通路之阿布丰王创作磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)信号介入增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节. 近年来发现, IA型PI3K和其下游分子蛋白激酶B(PKB或Akt)所组成的信号通路与人类肿瘤的发生发展密切相关. 该通路调节肿瘤细胞的增殖和存活, 其活性异常不但能导致细胞恶性转化, 而且与肿瘤细胞的迁移、黏附、肿瘤血管生成以及细胞外基质的降解等相关, 目前以PI3KAkt信号通路关键分子为靶点的肿瘤治疗战略正在发展中.在PI3K家族中, 研究最广泛的是能被细胞概况受体所激活的I型PI3K. 哺乳动物细胞中Ι型PI3K又分为IA和IB两个亚型, 他们分别从酪氨酸激酶连接受体和G蛋白连接受体传递信号.IA 型PI3K是由催化亚单位p110和调节亚单位p85所组成的二聚体蛋白, 具有类脂激酶和蛋白激酶的双重活性.PI3K通过两种方式激活, 一种是与具有磷酸化酪氨酸残基的生长因子受体或连接蛋白相互作用, 引起二聚体构象改变而被激活; 另一种是通过Ras和p110直接结合导致PI3K的活化. PI3K激活的结果是在质膜上发生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH结构域的信号蛋白Akt 和PDK1(phosphoinositidedependentkinase1)结合, 促使PDK1磷酸化Akt蛋白的Ser308导致Akt的活化. Akt还能通过PDK2(如整合素连接激酶ILK)对其Thr473的磷酸化而被激活.活化的Akt通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad 、Caspase9、NFκB、GSK3、FKHR、 p21Cip1和p27 Kip1等, 进而调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等.PI3KAkt信号通路的活性被类脂磷酸酶PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)和SHIP(SH2containing inositol 5phosphatase)负调节, 他们分别从PIP3的3´和5´去除磷酸而将其转酿成PI(4,5)P2和PI(3,4)P2而降解. 迄今为止, 尚未发现下调Akt活性的特异磷酸酶, 但用磷酸酶抑制剂处理细胞后, 发现Akt的磷酸化和活性均有所增加. 最近发现Akt能被一种C末端调节蛋白(CTMP)所失活, CTMP能结合Akt并通过抑制Akt的磷酸化而阻断下游信号的传递, CTMP的过表达能够逆转vAkt转化细胞的表型. 热休克蛋白90(HSP90)亦能结合Akt, 阻止Akt被PP2A磷酸酶的去磷酸化而失活, 因此具有呵护Akt的作用.本信号转导涉及的信号分子主要包含Integrin，FAK，Paxillin，ILK，PIP3，S6，p70S6K，RTK，Gab1，Gab2，IRS1，PI3K，PTEN，AKT，PDK1，Cytokine Receptor，Jak1，CD19，BCR，Ag，BCAP，Syk，Lyn，GPCR，TSC1，TSC2，Gβγ，GαGTP，PP2A，PHLPP，CTMP，PDCD4，4EBP1，ATG13，mTORC1，TSC1，TSC2，PRAS40，XIAP，FoxO1，Bim，Bcl2，Bax，MDM2，p53，Bax，Bad，1433，Wee1，Myt1，p27Kip1，p21Waf1/Cip1，CyclinD1，GSK3，GS，Bcl2，mTORC2，LaminA，Tpl2，IKKα，eNOS，GABAAR，Huntingtin，Ataxin1，PFKFB2，PIP5K，AS160等。

PIKAKT信号通路图谱

P I3K/A K T信号通路磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号参与增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节. 近年来发现, IA型PI3K和其下游分子蛋白激酶B(PKB或Akt)所组成的信号通路与人类肿瘤的发生发展密切相关. 该通路调节肿瘤细胞的增殖和存活, 其活性异常不仅能导致细胞恶性转化, 而且与肿瘤细胞的迁移、黏附、肿瘤血管生成以及细胞外基质的降解等相关, 目前以PI3K-Akt信号通路关键分子为靶点的肿瘤治疗策略正在发展中.在PI3K家族中, 研究最广泛的是能被细胞表面受体所激活的I型PI3K. 哺乳动物细胞中Ι型PI3K又分为IA和IB两个亚型, 他们分别从酪氨酸激酶连接受体和G蛋白连接受体传递信号.IA 型PI3K是由催化亚单位p110和调节亚单位p85所组成的二聚体蛋白, 具有类脂激酶和蛋白激酶的双重活性.PI3K通过两种方式激活, 一种是与具有磷酸化酪氨酸残基的生长因子受体或连接蛋白相互作用, 引起二聚体构象改变而被激活; 另一种是通过Ras和p110直接结合导致PI3K的活化. PI3K激活的结果是在质膜上产生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH结构域的信号蛋白Akt和PDK1(phosphoinositidedependentkinase-1)结合, 促使PDK1磷酸化Akt蛋白的Ser308导致Akt的活化. Akt还能通过PDK2(如整合素连接激酶ILK)对其Thr473的磷酸化而被激活.活化的Akt通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad 、Caspase9、NF-κB、GSK-3、FKHR、 p21Cip1和p27 Kip1等, 进而调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等.PI3K-Akt信号通路的活性被类脂磷酸酶PTEN(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten)和SHIP(SH2-containing inositol 5-phosphatase)负调节, 他们分别从PIP3的3′和5′去除磷酸而将其转变成PI(4,5)P2和PI(3,4)P2而降解. 迄今为止, 尚未发现下调Akt活性的特异磷酸酶, 但用磷酸酶抑制剂处理细胞后, 发现Akt的磷酸化和活性均有所增加. 最近发现Akt能被一种C末端调节蛋白(CTMP)所失活, CTMP能结合Akt 并通过抑制Akt的磷酸化而阻断下游信号的传递, CTMP的过表达能够逆转v-Akt转化细胞的表型. 热休克蛋白90(HSP90)亦能结合Akt, 阻止Akt被PP2A磷酸酶的去磷酸化而失活, 因此具有保护Akt的作用.本信号转导涉及的信号分子主要包括Integrin，FAK，Paxillin，ILK，PIP3，S6，p70S6K，RTK，Gab1，Gab2，IRS-1，PI3K，PTEN，AKT，PDK1，Cytokine Receptor，Jak1，CD19，BCR，Ag，BCAP，Syk，Lyn，GPCR，TSC1，TSC2，Gβγ，GαGTP，PP2A，PHLPP，CTMP，PDCD4，4E-BP1，ATG13，mTORC1，TSC1，TSC2，PRAS40，XIAP，FoxO1，Bim，Bcl-2，Bax，MDM2，p53，Bax，Bad，14-3-3，Wee1，Myt1，p27Kip1，p21Waf1/Cip1，CyclinD1，GSK-3，GS，Bcl-2，mTORC2，LaminA，Tpl2，IKKα，eNOS，GABAAR，Huntingtin，Ataxin-1，PFKFB2，PIP5K，AS160等。