蛋白磷酸酶PHLPP与PI3K／Akt信号通路的研究进展
近年来有关肿瘤形成机制的研究发现，多数肿瘤细胞中促细胞生存基因Akt的活性升高，并且证实Akt激酶活性的平衡对细胞生长与凋亡具有重要的调节作用。如何抑制Akt活性随之成为抑制肿瘤生长研究的热点。2005年新发现的一种天然抗癌基因——PHLPP(PH domain Leucine-rich repeat Protein Phosphatase)能特异性地使Akt C末端的疏水基团去磷酸化，降低Akt的活性和表达水平，从而抑制肿瘤的生长。这为抗肿瘤药物的研制提供了新的方向，PHLPP 的研究也日益受到重视。现将PHLPP与PI3K/Akt信号通路的研究进展综述如下。
Akt/蛋白激酶B（PKB）即丝/羟丁氨酸蛋白激酶，作为磷脂酰肌醇激酶-3（PI3K）的一个靶分子被发现至今已有十余年[1]。Akt基因所表达的蛋白激酶，可被PI3K磷酸化激活。生理状态下，PI3K/Akt信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一，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。但是，如Akt基因表达异常增高时，则导致细胞生长与凋亡失衡，不仅可使正常细胞生长分裂加速，并且可抑制细胞凋亡，从而参与肿瘤生成，与人类多种肿瘤的发生、发展密切相关。研究表明，该信号通路在人类大多数恶性肿瘤中都出现异常，在肿瘤的增殖、存活和抵抗凋亡、血管发生以及细
胞运动中发挥了重要作用。
2005年由美国加州大学圣地亚哥分校医学院药理学系的科研人员在人体中发现的PHLPP基因位于人体18号和16号染色体上，它所编码的PHLPP蛋白为蛋白磷酸酶，其生理作用是特异性地将磷酸化激活的Akt脱磷酸化而失去蛋白激酶活性，从而抑制Akt的促细胞生长作用。而且，PHLPP在人体各组织器官及细胞中均有广泛表达。通过对人体多种肿瘤细胞进行分子和生化分析，发现某些肿瘤（如结肠癌）细胞中PHLPP水平显著降低，而Akt的磷酸化水平明显升高。提示，PHLPP可能参与肿瘤生长的负性调节。因此，PHLPP作为肿瘤抑制因子
将可能用于所有与Akt水平升高的有关癌症的治疗。
1 PI3K/Akt信号转导通路的组成及其功能
1.1 PI3K的结构和功能由Whitman M等首先发现的磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）是参与细胞内信号转导的信号分子之一。根据其作用底物的不同，PI3K一般被分为Ⅰ型（ⅠA型，ⅠB型)、Ⅱ型、Ⅲ型3个亚型[2]。Ⅰ型PI3K在细胞内主要磷酸化PI-4，5-P2，此酶的产物主要是磷脂
酰肌醇-3，4，5-三磷酸。Ⅱ型PI3K主要能磷酸化PI及PI4P；Ⅲ型PI3K仅能磷酸化PI，生成PI3P。以上三种PI3K除磷脂酶活性外，Ⅰ、Ⅲ型还具有内源性蛋
白激酶活性，可使其自身或调节蛋白磷酸化，进而影响磷脂激酶的活性。
PI3K含有85KD的调节亚单位和110KD的催化亚单位组成的异二聚体，是Akt活化的首要调节者。其调节亚基P85分子由以下几个结构域构成：SH3区域、2个富含脯氨酸的区域和2个Src同源结构域。该非编码区是P85和P110相互作用的区域，2个SH2结构域是PI3K与受体酪氨酸激酶结合的区域，通过与磷酸化的酪氨酸残基结合来传导酪氨酸信号[3]。在生长因子、胰岛素或受体酪氨酸激酶(PTK)的相互作用下，PI3K的P85调节亚单位募集P110催化亚单位到细胞膜。而P110通过使磷脂酰肌醇肌醇环上的D-3位点磷酸化而产生第二信使作用。PI3P水平受PTEN等磷酸酶的调控。值得注意的是，PI3P并不能直接活化Akt，而是使Akt聚集到细胞膜，从而发生构象变化，使其得以被PDK-1磷酸化，
引起后续的细胞内信号传导过程[4]。
1.2 Akt的结构和功能Akt是由于其与蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)及蛋白激酶C(protein kinase C)有很高的同源性。目前发现Akt共有AktⅠ、AktⅡ、AktⅢ3种亚型，三者之间有很高的同源性。但表达水平不同，AktⅠ在组织中广泛表达；AktⅡ主要存在于胰岛素效应组织，如心肌、骨骼肌等；AktⅢ高表达于睾丸和脑组织中。Akt结构由三部分组成：位于氨基端的PH结构域、中间催化域和位于羧基端的调节域。Akt激活的主要机制是磷酸化，其调节主要依赖于PI3K-磷酸肌醇依赖性激酶(PDK)信号通路。Akt的催化域和调节域具有Thr308和Ser473两个磷酸化位点，只有两个位点同时磷酸化才能使Akt充分活化从而达到最大活化状态。Akt在PI3K受到细胞外胰岛素及胰岛素样生长因子等的作用下激活并在细胞膜产生的PIP2的作用下产生同二聚体并达到部分激活的状态，进而Akt/PKB转位到细胞膜，使Akt/PKB本身获得催化活性，催化其自身的Ser124和Thr450磷酸化，并且使Akt/PKB和PDK-1通过它们的PH结构域与Ptdlns(3，4，5)P3直接结合锚定在细胞膜上，这样PDK-1就能催化Akt/PKB 的Ser473和Thr308磷酸化，使Akt/PKB完全活化。活化的Akt由细胞膜释放入
胞引起信号转导的级联反应过程[5]。
2 PI3K/Akt信号通路与肿瘤
Akt是PI3K/Akt信号通路的关键分子，活化的Akt通过调节下游多种信号途径而发挥促细胞生存抑制细胞凋亡等作用。近年来，关于Akt的异常激活与肿瘤的发生、发展的研究取得了重大进展。
2.1 抑制细胞凋亡
2.1.1 Bad Bad是Bcl-2家族成员之一，主要分布于线粒体外膜。Bad是第一个被发现的Akt下游靶分子，在细胞凋亡的调控上发挥重要作用。Bad可与Bcl-2或Bcl-xL形成复合体促细胞凋亡，当Akt将Bad的Ser136位点磷酸化，即引起Bad与伴侣蛋白（Chaperone）14-3-3结合，从而阻断Bad与Bcl-2或Bcl-xL形成二聚体，使Bad不能发挥促细胞凋亡作用。同样也有研究表明，Akt也能将Bcl-2家族成员Bax的Ser184位点磷酸化，使Bax停留在细胞质中，促进它和
Mcl-1、Bcl-xL形成异源二聚体，因此抑制凋亡。
2.1.2 caspase-9 在细胞凋亡中，caspase-9前体能与Apaf-1等蛋白结合而自我激活，从而启动天冬氨酸蛋白水解酶级联反应。Akt 可将caspase-9前体的Ser196位点磷酸化，抑制其蛋白酶活性，阻止其促凋亡作用。相应的，若细胞中caspase-9
前体的Ser196位点发生突变，Akt对caspase-9的抑制作用消失。
2.1.3 FKHR1 有报道，Akt也可通过Forkhead家族转录因子如Forkhead受体、FKHR等调节促细胞死亡基因转录。研究证实，在没有Akt作用下，Forkhead 家族主要定位于核内，通过结合到特异顺式作用元件促进Fas-L、IGFBP1和Bim 等凋亡相关基因的转录。在生长因子刺激下，Akt 可将Forkhead家族转录因子磷酸化，改变其胞内定位。在Akt作用后，FKHRL1从核内移出，被14-3-3蛋白隔离在胞质区并在此堆积，从而阻止其发挥调节凋亡相关基因转录功能[6~8]。
2.2 促进细胞周期进展Akt通过增加c-myc的转录，上调该基因的表达，这是最早明确由Akt直接作用影响细胞周期的是抑癌基因[9]。当c-myc过度活化或过度表达时，是一种较强的细胞周期促进因子，它通过使细胞逃离G0期而引起细胞增殖。后来研究发现，Akt还可以作用于多种细胞周期调控因子，如Cyclin D1、p21、Mdm2、mTOR等，通过多种途径促进细胞周期的进展。Akt作用于GSK-3，引起由GSK-3介导的Cyclin D1降解，致使其半衰期很短，从而延长G1期；Akt可以磷酸化p21，使其移位到胞质，丧失抑制作用，从而促进细胞周期进展；Akt还能结合Mdm2并磷酸化其Ser166、186位点，诱导核输入或上调泛素连接酶的活性，进而促进p53的失活或降解，阻断p53介导的促凋亡转录反
应[10]。
2.3 促进细胞侵袭和转移Akt磷酸化激活后能够增加转录因子NF-KB的转录活性，使MMP-9产量增加，且细胞运动增强，有助于癌细胞侵袭，NF-KB还能上调COX-2的表达，促进细胞侵袭的发生；Akt也可经过mTOR/p70s6k途径促进肌动蛋白的细丝重构，促进细胞运动。有研究表明，用持续活化的Akt 转染的鳞状上皮细胞癌细胞株，Akt可诱导上皮间叶细胞转换，细胞转而获得纤维原细胞样特性，而且E-钙黏素的转录下调，有效减少细胞间的黏附，增加了
细胞的运动性和侵袭性[11，12]。
3 PI3K/Akt信号通路的负调控
近年来研究发现，细胞内存在蛋白磷酸酶2A（PP2A）、钙调蛋白磷酸酶（PP2B）以及肿瘤抑制因子PTEN等多种信号分子能够使Akt去磷酸化。PP2A 和PP2B 的底物特异性低，而PTEN是通过脱磷酸化Akt的上游调节酶PI3P来实现对Akt活化的抑制。但是，多数实验发现，某些细胞，如LN229细胞对PI3K、PTEN并不敏感。另一方面，仅应用PTEN来阻止PI3K-PI3P途径，只能在上游部分抑制Akt的活化，不能抑制已经活化的Akt，例如，2005年由Sarbassov等报道，哺乳动物中一种Rapamycin不敏感的蛋白激酶复合物也能够磷酸化Akt 的Ser473。上述情况降低了PTEN等蛋白磷酸酶在肿瘤抑制等方面的应用[13]，寻找Akt特异的蛋白磷酸酶及其负性调控因子对于肿瘤的生长调控具有重要意
义。
4 PHLPP的结构和功能
4.1 PHLPP的结构PHLPP家族有三种磷酸酶亚型：PHLPP1-α、PHLPP1-β和PHLPP2。PHLPP1-α和PHLPP1-β是由位于18号染色体上的同一基因（18q21.33）表达的不同亚型，而编码PHLPP2 的基因位于16号染色体上（16q22.3）。PHLPP1-β比PHLPP1-α在N末端多出一个大约56KD的区域，这两个亚型在对Akt信号通路的调控上发挥着不同的作用。PHLPP1和PHLPP2在PH结构域之后都含有一个亮氨酸重复基序（LRR），另外均含有一个PP2C磷酸酶结构域和C末端的PDZ结合区[14]。此外，PHLPP1-β和PHLPP2在PH结构域前还有一个Ras结合区（RA结构域）。PHLPP1和PHLPP2在PH结构域和PP2C
磷酸酶结构域中分别存在63%和58%相同的氨基酸基序。
4.2 PHLPP的表达研究表明，PHLPP1和PHLPP2均可广泛表达于细胞质、细胞核和部分膜结构上，在人体的大部分组织器官中都有表达。但在肿瘤细胞（如乳腺癌细胞）中，PHLPP的表达水平却明显降低。此外，编码PHLPP2 的基因跨越了两个染色体脆性部位，这些区域是染色体容易发生突变或断裂的地方，因
此肿瘤细胞中常表达结构异常的PHLPP2。
4.3 PHLPP对其作用靶点的调控作用
4.3.1 PHLPP对Akt的去磷酸化作用Akt的三个亚型的完全活化需要Thr308和Ser473两个位点磷酸化，才能使其得以到胞浆内引起信号转导通路的级联反应，从而发挥其调控细胞周期、抑制细胞凋亡、促进肿瘤发生的作用。而PHLPP 则可以特异地使细胞中Akt的疏水基团去磷酸化，从而导致活化的Akt水平降低，
发挥促进细胞凋亡和抑制细胞增殖的作用。实验表明，PHLPP1在裸鼠恶性胶质瘤细胞中的大量表达，可以使肿瘤缩小，但是敲除PHLPP1上的PDZ结合区之后，PHLPP的这种抑瘤作用便会丧失，因此PHLPP生物效应的发挥依赖于PHLPP 上的PDZ结合区。实验表明，PHLPP1和PHLPP2均可以抑制活化的Akt表达的水平和时间，但是缺失两者中任意一个，正常乳腺细胞中磷酸化的Akt水平就会上升30%。敲除内源性的PHLPP1、PHLPP2基因后，不仅会使相同的Akt信号通路底物分子（如GSK-3b、TSC-2、p27）的磷酸化水平升高，而且会导致一些少见的Akt信号通路底物分子（如E3连接酶、HDM2、GSK-3a）的磷酸化水
平升高[14]。
实验研究还发现，PHLPP1和PHLPP2对于Akt信号通路的微调节发挥着不同的调控作用。PHLPP1主要使AktⅡ和AktⅢ去磷酸化，而PHLPP2则影响Akt Ⅰ和AktⅢ的磷酸化。除此之外，细胞中含有明确的PHLPP-Akt-底物作用路径，如PHLPP1-Akt2-HDM2和PHLPP2-Akt3-p27。然而PHLPP1和PHLPP2的抑瘤功能的强弱是有差别的，PHLPP2的抑瘤作用强于PHLPP1。敲除PHLPP1可使细胞G1/S率的水平降低25%，而敲除PHLPP2可使细胞G1/S率的水平降低50%[15]。总之，PHLPP1和PHLPP2在使磷酸化的Akt去磷酸化过程中发挥重
要作用，两者相辅相成，缺一不可，共同发挥着抑瘤的重要作用。
4.3.2 PHLPP对PKC的去磷酸化作用PKC是促肿瘤佛波酯的受体，是与肿瘤发生密切相关的一种蛋白激酶。1995年，在PKCβⅡ和p70S6激酶中发现PKC 分子中含有一个疏水基团。此疏水基团的磷酸化控制着细胞中活化的PKC的水平从而调控PKC信号通路的强度。PHLPP1和PHLPP2均可以使传统的或新的PKC分子中的疏水基团去磷酸化，但是对于非典型的PKC毫无作用，因为这些非传统的PKC在此位置有一个谷氨酸。PHLPP的这种去磷酸化作用降低了PKC 的水平，在PHLPP敲除细胞中，PKC的水平明显增加。研究还发现，在mTORC2复合物缺陷的细胞中，其PKC疏水基团的磷酸化水平降低，这表明此复合物促进PKC的磷酸化。虽然这个机制并未阐明，但是可以明确的是PHLPP对mTORC2复合物具有拮抗作用[16]。因此推断PHLPP还通过使PKC去磷酸化而发挥抑瘤
作用。
5 PHLPP在疾病中的潜在作用
5.1 肿瘤PHLPP1和PHLPP2通过使磷酸化的Akt去磷酸化，补充PTEN功能的不足，降低细胞内活化的Akt水平，从而抑制PI3K/Akt信号通路的调控细胞周期、抑制细胞凋亡、促进肿瘤发生的作用。通过对人体多种肿瘤细胞进行分子和生化分析，发现某些肿瘤(如乳腺癌、结肠癌)细胞中PHLPP水平显著降低，而Akt的磷酸化水平明显升高。因此，推断PHLPP作为肿瘤抑制因子将可能用于与Akt水平升高的有关癌症的治疗。此外，PHLPP还可以使PKC去磷酸化而
发挥抑瘤作用。这些均为研制抗肿瘤药物提供了新的研究方向。
5.2 糖尿病Akt信号通路是胰岛素在细胞内的主要效应通路，促进细胞对葡萄糖的摄取。Akt通过促进葡萄糖载体Glut4易位，从而促进葡萄糖的跨膜摄取。Cozzone等在Ⅱ型糖尿病患者的骨骼肌肌管中发现，Akt2的Ser473位点磷酸化水平降低，Akt1的Thr308位点的磷酸化水平降低。此外，他们还观察到Ⅱ型糖尿病患者的细胞中编码PHLPP1的mRNA的表达水平上调。而PHLPP-1恰好能使Akt2的Ser473磷酸化位点去磷酸化[17]。因此推测抑制细胞中PHLPP-1的表达，可以提高Akt磷酸化的水平，调节胰岛素敏感性。从而促进细胞对葡萄糖的
摄取作用，降低血糖，达到一定的治疗糖尿病的效果。
5.3 脑缺血再灌注损伤来自临床研究的结果显示，脑内Akt会在脑缺血再灌注损伤3~12 h后激活，并且缺血损伤半影区的脑组织中Ser2473磷酸化Akt 的表达显著增强，主要以星形胶质细胞为主，而损伤中心脑区中的Akt却只有微弱的激活。研究发现，利用Akt的激动剂，脑缺血再灌注后上调Akt的激酶活性能有效抑制神经元的死亡[18]。因此推断，利用药物抑制缺血再灌注损伤脑组织中的PHLPP的活性，以此提高损伤脑组织中Akt的激活程度，将有利于神经元
的存活，抑制神经元损伤。
5.4 冠状动脉支架置入术后再狭窄(RS) 冠状动脉支架置入术后再狭窄是困扰临床冠心病救治效果的严重问题。在众多导致RS的因素中，血管平滑肌细胞（VSMC）过度增生、血管内皮功能损害等是RS发生发展的重要因素。有学者提出，PTEN转基因治疗抑制VSMC增生，对预防RS具有一定效果。但是，因PTEN仅能从上游途径抑制Akt的活化，不能抑制已经活化的Akt，并且PTEN 转基因也损害内皮细胞的正常生长。这些限制严重制约了PTEN在防治RS中的应用。而磷酸酶PHLPP在防治RS的研究中显示出巨大潜力，它可以特异性地将磷酸化Akt发生去磷酸化失活。更为重要的是，PHLPP在内皮细胞HUVEC 中无表达，并且转基因研究发现其对HUVEC生长无抑制作用。这显示出了PHLPP在内皮细胞和VSMC中存在截然不同的信号转导机制。PHLPP对内皮细胞和VSMC的选择性调节，使人们可能通过PHLPP转基因治疗来实现新的RS 防治策略，即：在抑制VSMC过度增生的同时又不影响内皮细胞再生和支架内
皮化进程。这是目前其他目的基因治疗所难以回避的难题[19]。
6 展望
PHLPP从2005年被发现以来，就一直备受关注，有关PHLPP的研究也不胜枚举，但是仍然有许多问题尚待解决。比如，如何用药物激活PHLPP从而达到抑制肿瘤的效果？激活PHLPP后对其他器官功能的影响如何？怎样调控不同组织中PHLPP的水平来治疗不同的疾病？这些都需要更深入的研究。相信随着对于PHLPP的深入研究，一定会带给癌症、糖尿病等疾病的患者更多的福音。
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（收稿日期：2011-10-12）（本文编辑：陈丹云）
PI3K-Akt信号通路 PI3K:Phosphatidylinositol 3-kinase is composed of an 85 kDa regulatory subunit and a 110 kDa catalytic subunit. The protein encoded by this gene represents the catalytic subunit, which uses ATP to phosphorylate PtdIns, PtdIns4P and PtdIns(4,5)P2. This gene has been found to be oncogenic and has been implicated in cervical cancers. [provided by RefSeq, Jul 2008] AKT/PKB: The serine-threonine protein kinase encoded by the AKT1 gene is catalytically inactive in serum-starved primary and immortalized fibroblasts. AKT1 and the related AKT2 are activated by platelet-derived growth factor. The activation is rapid and specific, and it is abrogated by mutations in the pleckstrin homology domain of AKT1. It was shown that the activation occurs through phosphatidylinositol 3-kinase. In the developing nervous system AKT is a critical mediator of growth factor-induced neuronal survival. Survival factors can suppress apoptosis in a transcription-independent manner by activating the serine/threonine kinase AKT1, which then phosphorylates and inactivates components of the apoptotic machinery. Mutations in this gene have been associated with the Proteus syndrome. Multiple alternatively spliced transcript variants have been found for this gene. [provided by RefSeq, Jul 2011] 一、PI3K简介 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。
蛋白磷酸酶PHLPP与PI3K／Akt信号通路的研究进展 近年来有关肿瘤形成机制的研究发现，多数肿瘤细胞中促细胞生存基因Akt的活性升高，并且证实Akt激酶活性的平衡对细胞生长与凋亡具有重要的调节作用。如何抑制Akt活性随之成为抑制肿瘤生长研究的热点。2005年新发现的一种天然抗癌基因——PHLPP(PH domain Leucine-rich repeat Protein Phosphatase)能特异性地使Akt C末端的疏水基团去磷酸化，降低Akt的活性和表达水平，从而抑制肿瘤的生长。这为抗肿瘤药物的研制提供了新的方向，PHLPP 的研究也日益受到重视。现将PHLPP与PI3K/Akt信号通路的研究进展综述如下。 Akt/蛋白激酶B（PKB）即丝/羟丁氨酸蛋白激酶，作为磷脂酰肌醇激酶-3（PI3K）的一个靶分子被发现至今已有十余年[1]。Akt基因所表达的蛋白激酶，可被PI3K磷酸化激活。生理状态下，PI3K/Akt信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一，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。但是，如Akt基因表达异常增高时，则导致细胞生长与凋亡失衡，不仅可使正常细胞生长分裂加速，并且可抑制细胞凋亡，从而参与肿瘤生成，与人类多种肿瘤的发生、发展密切相关。研究表明，该信号通路在人类大多数恶性肿瘤中都出现异常，在肿瘤的增殖、存活和抵抗凋亡、血管发生以及细 胞运动中发挥了重要作用。 2005年由美国加州大学圣地亚哥分校医学院药理学系的科研人员在人体中发现的PHLPP基因位于人体18号和16号染色体上，它所编码的PHLPP蛋白为蛋白磷酸酶，其生理作用是特异性地将磷酸化激活的Akt脱磷酸化而失去蛋白激酶活性，从而抑制Akt的促细胞生长作用。而且，PHLPP在人体各组织器官及细胞中均有广泛表达。通过对人体多种肿瘤细胞进行分子和生化分析，发现某些肿瘤（如结肠癌）细胞中PHLPP水平显著降低，而Akt的磷酸化水平明显升高。提示，PHLPP可能参与肿瘤生长的负性调节。因此，PHLPP作为肿瘤抑制因子 将可能用于所有与Akt水平升高的有关癌症的治疗。 1 PI3K/Akt信号转导通路的组成及其功能 1.1 PI3K的结构和功能由Whitman M等首先发现的磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）是参与细胞内信号转导的信号分子之一。根据其作用底物的不同，PI3K一般被分为Ⅰ型（ⅠA型，ⅠB型)、Ⅱ型、Ⅲ型3个亚型[2]。Ⅰ型PI3K在细胞内主要磷酸化PI-4，5-P2，此酶的产物主要是磷脂
PI3K/AKT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.
经典信号通路之PI3K/AKT信号通路 The PI3K/AKT and related pathways are important in inte RNA lizing the effects of external growth factors and of membrane tyrosine kinases. Activation of membrane kinases including epidermal growth factor receptor (EGFR) by external growth factors initiates receptor dimerization and subsequent events to activate these intracellular pathways. AKT is activated downstream of PI3K and has multiple targets. AKT and the cellular energy sensors LKB1 (STK11) and AMP-activated protein kinase (AMPK) exert opposing effects on mammalian target of rapamycin (mTOR), which is activated by AKT. ERK, extracellular signal regulated kinase; FKHR, forkhead; GDP, guanosine diphosphate; IRS, insulin receptor substrate; GSK3, glycogen synthase kinase 3; MAPK, mitogen-activated protein kinase; NF-B, nuclear factor-B; PIP2, phosphatidylinositol-3,4-diphosphate; PIP3, phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate; PKC, protein kinase C; STAT, signal transducer and activator of transcription.
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]
PI3K/AKT 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I 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 FAK PTEN PTEN P70S&K Munti Wwl ffiTOftCS RF? WLFP CTMP ^■―Organization A —=*■ L - Nud?ai PnMinE ,T P S J K ILJ Pkax Myll pS7 Kipl ^ABA A FT ------ 环0此 SignaJing G5K ? fVi ^^- mTORCI ；_TSC TS CI m H3R □EFT3I M TCH ■?_ OCrnSR niTONCl 附iriw 笛期II mTORCi
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。
抑癌基因PTEN的研究进展 一、PTEN基因的功能 PTEN是磷酸酶抑制蛋白的一种，它的主要作用是通过抑制PI3K/AKT信号通路来抑制细胞增殖、促进细胞凋亡和抑制细胞迁移，从而起到抑制肿瘤生长的作用。PTEN还具有抗氧化应激、维持基因组稳定性和调控细胞代谢等功能。PTEN可以说是细胞内一个非常重要的基因，它对于维持细胞的正常生理功能和预防癌症的发生具有重要的作用。 二、PTEN与癌症的关系 由于PTEN在细胞的增殖、凋亡、迁移等过程中起着重要的调控作用，因此它与癌症的发生密切相关。大量研究表明，PTEN基因的突变、缺失或者表达异常与多种肿瘤的发生有关，如乳腺癌、前列腺癌、肺癌、脑瘤等。PTEN基因的异常表达会导致PI3K/AKT信号通路的异常活化，进而促进肿瘤细胞的增殖、凋亡抑制以及侵袭和转移能力的增强，从而助长了肿瘤的发生和发展。 三、研究进展 随着对PTEN基因的研究不断深入，科学家们已经取得了一些重要的进展。研究者们通过对PTEN基因的结构和功能进行深入研究，揭示了PTEN基因如何通过对PI3K/AKT信号通路的调控来抑制肿瘤的发生和发展。通过基因工程技术，科学家们已经成功地构建了一系列与PTEN基因相关的转基因小鼠模型，这些模型为研究人员提供了一个理想的平台，用于研究PTEN基因在肿瘤发生发展中的作用，为研究提供了很多有益的信息。研究者们还不断改进着相关的研究方法和技术，通过应用一系列的生物学技术手段，如基因工程、蛋白质组学、基因组学等，为研究PTEN基因的功能和与癌症的关系提供了更为全面深入的了解。研究者们也在不断探索着利用PTEN基因作为潜在的治疗靶点来抑制肿瘤生长和发展，希望通过这些努力来为癌症的治疗开辟新的途径。 随着对PTEN基因研究的不断深入，研究者们对其功能和与癌症的关系已经有了更深入的了解，不仅能够更好地阐明PTEN在肿瘤中的作用机制，而且也为癌症的治疗提供了新的思路和方法。可以预见，随着对PTEN基因研究的不断深入，研究者们还将在更多方面取得新的突破，并为癌症的防治作出更大的贡献。【2000字】
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。
磷酸化信号通路的分子机制研究 磷酸化信号通路已经成为细胞生物学研究的热点之一。其在细胞生长、增殖以 及分化等方面起着重要的作用。磷酸化信号通路是由多个信号分子调节的复杂系统。在该系统中，蛋白激酶是重要的调节因子，能够在细胞内进行磷酸化反应，从而影响细胞内的信号传导。本文将从分子机制的角度对磷酸化信号通路进行探讨。 一、磷酸化信号通路的概述 磷酸化信号通路是由多个蛋白质激酶和底物蛋白质组成的复杂系统。它的功能 是通过磷酸化底物蛋白质来转导细胞内的信息，并影响细胞内的代谢、增殖和分化等生理过程。在磷酸化信号通路中，蛋白质激酶可以通过磷酸化底物蛋白质的不同位点来调节其功能和互作方式。 在磷酸化信号通路中，最重要的底物蛋白质是转录因子。转录因子能够调节基 因的转录，从而影响细胞内的代谢和功能。磷酸化信号通路通过调节转录因子的磷酸化状态，进而影响基因的表达。 二、磷酸化信号通路的分子机制 1. MAPK/Erk信号通路 MAPK/Erk信号通路是磷酸化信号通路的一个典型代表。它主要是由三个蛋白 质激酶组成的：MEK、Erk和Raf。该信号通路通过磷酸化MEK和Erk激活下游 转录因子，从而调节基因的转录和表达。 2. PI3K/Akt信号通路 PI3K/Akt信号通路也是磷酸化信号通路的一个重要组成部分。它主要通过 PI3K磷酸化Akt，从而调节下游的转录因子和细胞内的代谢过程。Akt激酶能够影 响乙酰辅酶A合成酶（ACC）的磷酸化状态，从而影响脂肪酸合成。此外，Akt还能够调节细胞的凋亡和存活。
3. JNK信号通路 JNK信号通路主要是由MKK7和JNK两个蛋白质激酶组成。JNK激酶能够影响转录因子的磷酸化和核定位，从而调节细胞的生长和增殖等生物过程。 4. AMPK信号通路 AMPK信号通路的主要作用是通过磷酸化ATP合酶和乳酸酸化酶来调节能量代谢。AMPK能够通过磷酸化下游转录因子和细胞内的代谢途径来影响细胞的代谢和生存。 三、磷酸化信号通路的重要性 磷酸化信号通路在细胞内的作用非常重要。它能够通过细胞膜上的受体介导细胞间的相互作用，从而影响细胞的生长和增殖。在磷酸化信号通路中，蛋白质激酶能够调节细胞的磷酸化状态，进而影响细胞内的代谢和功能。此外，磷酸化信号通路与肿瘤、炎症等疾病的发生和发展密切相关，对于治疗这些疾病具有重要作用。 四、总结 磷酸化信号通路是细胞内信号传导的重要组成部分。在该信号通路中，蛋白质激酶通过磷酸化底物蛋白质从而影响细胞内的代谢、增殖和分化等生理过程。通过对它的分子机制的研究，可以更好地理解细胞的信号传导和调节机制。这对于治疗相关疾病，特别是肿瘤疾病有重要作用。
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。这些因子激活受体酪氨酸激酶（RTK），从而引起自磷酸化。受体上磷酸化的
PI3K/AKT旌旗灯号通路 磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)旌旗灯号介入增殖.分化.凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功效的调节. 近年来发明, IA型PI3K和其下流 分子蛋白激酶B(PKB或Akt)所构成的旌旗灯号通路与人类肿瘤的产生成长亲密相干. 该通路调节肿瘤细胞的增殖和存活, 其活性平常不但能导致细胞恶性转化, 并且与肿瘤细胞的迁徙.黏附.肿瘤血管生成以及细胞外基质的降解等相干, 今朝以PI3KAkt旌旗灯号通路症结分子为靶点的肿瘤治疗计谋正在成长中. 在PI3K家族中, 研讨最普遍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, 他们分离从酪氨酸激酶衔接收体和G蛋白衔接收体传递旌旗灯号.IA 型PI3K是由催化亚单位p110和调节亚单位p85所构成的二聚体蛋白, 具有类脂激酶和蛋白激酶的双重活性.PI3K经由过程两种 方法激活, 一种是与具有磷酸化酪氨酸残基的发展因子受体或衔接蛋白互相感化, 引起二聚体构象转变而被激活; 另一种是经由过程Ras和p110直接联合导致PI3K的活化. PI3K激活的成果是在质膜上产生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH构造域的旌旗灯号蛋白Akt和PDK1(phosphoinositidedependentkinase1)联合, 促使PDK1磷酸化Akt蛋白的Ser308导致Akt的活化. Akt 还能经由过程PDK2(如整合素衔接激酶ILK)对其Thr473的磷酸化而被激活.活化的Akt经由过程磷酸化感化激活或克制其下流靶蛋
白Bad .Caspase9.NFκB.GSK3.FKHR. p21Cip1和p27 Kip1等, 进而调节细胞的增殖.分化.凋亡以及迁徙等. PI3KAkt旌旗灯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, 他们分离从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, 尚未发明下调Akt活性的特异磷酸酶, 但用磷酸酶克制剂处理细胞后, 发明Akt的磷酸化和活性均有所增长. 比来发明Akt能被一种C末尾调节蛋白(CTMP)所掉活, CTMP能联合Akt并经由过程克制Akt的磷酸化而阻断下流旌旗灯号的传递, CTMP的过表达可以或许逆转vAkt转化细胞的表型. 热休克蛋白90(HSP90)亦能联合Akt, 阻拦Akt被PP2A磷酸酶的去磷酸化而掉活, 是以具有呵护Akt的感化. 本旌旗灯号转导涉及的旌旗灯号分子重要包含 Integrin,FAK,Paxillin,ILK,PIP3,S6,p70S6K,RTK,Gab1,Gab2,IR S1,PI3K,PTEN,AKT,PDK1,Cytokine Receptor,Jak1,CD19,BCR,Ag,BCAP,Syk,Lyn,GP CR,TSC1,TSC2,Gβγ,GαGTP,PP2A,PHLPP,CTMP,PDCD4,4EBP1,ATG13,mTORC1,TSC1,T SC2,PRAS40,XIAP,FoxO1,Bim,Bcl2,Bax,MDM2,p53,Bax,Bad,1433, Wee1,Myt1,p27Kip1,p21Waf1/Cip1,CyclinD1,GSK3,GS,Bcl2,mTOR C2,LaminA,Tpl2,IKKα,eNOS,GABAAR,Huntingtin,Ataxin1,PFKFB 2,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
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、PTEN PI3K，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。Akt激活后，使其他蛋白质包括糖原合成酶激酶3（GSK3），FOXO转录因子和结节性硬化症复合体（TSC）磷酸化，从而调节一系列细胞过程，包括蛋白质合成，细胞存活，增殖和代谢。（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。） TORC1是Akt信号传导的主要下游效应物，并且通过Akt介导的TSC抑制而被激活。根据可用的营养物质和细胞环境，TORC1通过S6K和真核起始因子4E 结合蛋白-1的磷酸化控制细胞生长。TORC2不与雷帕霉素结合且通常对雷帕霉素不敏感，并独立于TORC1信号途径。TORC2通过其底物包括Akt、血清和糖皮质激素诱导蛋白激酶（SGK）和蛋白激酶C的磷酸化介导细胞增殖和细胞存活。（在调控蛋白质合成方面，mTORC的下游效应因子主要是核糖体p70S6激酶蛋白(SK61)和真核起始因子4E结合蛋白1(4E-BP1)．激活的mTORC1磷酸化并活化S6K1，后者接着磷酸化核糖体40S蛋白S6，最终启动mRNA 5′端的翻译以及能刺激蛋白质合成的核糖体蛋白和或延长因子的编码．另外，mTORC1活化并磷酸化4E-BP1，参与形成eIF4F复合物，启动翻译并编码细胞周期调节蛋白。 mTORC2下游效应因子为一系列细胞骨架调控因子，主要与部分AGC亚家族激酶有关，如Akt、血清/糖皮质激素诱导蛋白激酶1(SGK1)、蛋白激酶Cα(PKCα)等，还有Rho1GDP-GTP交换蛋白2(Rom2)及Ras 蛋等．mTORC2还可直接活化SGK1及PKC-α调节离子转运、细胞骨架形态及细胞生长。） PI3K / Akt / mTOR信号传导负调节：PTEN和Ⅱ型肌醇多磷酸-4-磷酸酶（INPP4B）负调节PI3K / Akt / mTOR信号传导。S6K也可通过TORC2磷酸化来负调节PI3K / Akt / mTOR，从而导致Akt中TORC2依赖性S473磷酸化的减少。此外，S6K还可通过磷酸化和引起胰岛素受体底物1（IRS-1）的降解负调节RTK
PI3K／AKT／GSK3β通路影响糖代谢与认知过程的研究进展 磷脂酰肌醇3-激酶（PI3 Ks）为酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体的主要下游分子，其催化产生第二信使3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇（PIP3），并激活下游分子蛋白激酶B（PKB/AKT）、糖原合酶激酶-3β（GSK-3β）等，将多种生物信号传递到细胞内，从而对葡萄糖转运、细胞增殖、分化和凋亡等过程起调节作用，且与胰岛素抵抗相关的2型糖尿病关系密切。本文将对国内外研究中PI3K/AKT/GSK3β信号通路在糖代谢中的作用及对认知过程的影响研究进展予以综述。 标签：2型糖尿病；糖代谢；认知；胰岛素信号通路；PI3K/AKT/GSK3β 根据国际糖尿病联盟（IDF）最新数据，预计到2035年，糖尿病患病人数将达到6亿，增长至55%。其中2型糖尿病并发症多，医疗负担重，给家庭和社会带来沉重负担。与此同时，与认知障碍相关的阿尔茨海默病带来的问题也日益严峻。目前两种疾病的相关机理依然存在争议，因此研究2型糖尿病和阿尔茨海默病的确切发病机制成为治疗疾病的当务之急。 1 2型糖尿病与胰岛素抵抗 胰岛素抵抗是指靶细胞对胰岛素的敏感性、反应性降低，即胰岛素从周围组织摄取和清除葡萄糖的能力减低导致糖代谢紊乱，出现这种现象主要由不正常β细胞分泌产物、胰岛素拮抗剂持续供应和靶向組织缺陷三种原因造成[2]。2型糖尿病与胰岛素抵抗和胰岛β 细胞功能缺损息息相关，其在环境或遗传等因素的影响下常表现为胰岛素抵抗[3]。胰岛素抵抗，高胰岛素血症和葡萄糖利用障碍三者为2型糖尿病主要特征，且随胰岛素抵抗的增加，糖尿病的风险也随之增加。 2 胰岛素信号通路与糖代谢 PI3K/AKT/GSK3β（Phosphoinositide-3-Kinase/Protein kinase B/Glycogen synthase kinase-3）是重要的胰岛素信号通路，调控血糖的功能主要依靠此信号通路。胰岛素首先与细胞膜外的胰岛素受体（IR）结合使胰岛素受体构象发生改变，并在酪氨酸激酶（PTK）的作用下磷酸化，进而激活胰岛素受体底物（IRS），引起下游信号分子的级联反应，如磷脂酞肌醇激酶（phosphoinositide3-kinase，PI3 K）/蛋白激酶B（protein kinaseB，PKB/AKT）。蛋白激酶B以磷酸化形式被活化，活化后抑制下游糖原合成酶的活性，促进糖原合成和葡萄糖转运，从而降低血糖水平[4]。该信号通路发生障碍可导致胰岛素抵抗。 （1）PI3K PI3 K根据序列同源性和底物特异性分为3类，其中I类具有磷脂激酶活性和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性，它由p85调节亚基（p85α、p85β、p85γ）和p110催化亚基（p110α、p110β、p110δ）形成异二聚体。I类PI3K的p110α是PI3K