AKT 通路

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AKT 信号通路AKT Signaling Pathway)是真核细胞内调节生长、存活、代谢及血管生成的枢纽性信号转导路径。该通路的核心成员 AKT(又称蛋白质激酶 B, PKB)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶。通路通常由上游的 PI3K 激活,通过产生第二信使 PIP3 将 AKT 募集至细胞膜表面。作为 PI3K/AKT/mTOR 轴线的中心环节,AKT 的异常激活与包括 乳腺癌前列腺癌 在内的多种恶性肿瘤的演进密切相关。目前,针对该通路的 AKT 抑制剂 已成为克服 内分泌治疗化疗 耐药的重要研究方向。

AKT 信号通路
PKB / Survival Axis · 点击展开

生化机制:从膜募集到多位点磷酸化

AKT 通路的激活是一个精密的时空重组过程,其核心逻辑如下:

  • 膜募集机制:当上游 PI3K 将 $PIP_2$ 转化为 $PIP_3$ 后,AKT 通过其 PH 结构域 与膜上的 $PIP_3$ 特异性结合。这一过程改变了 AKT 的构象,使其激酶结构域得以暴露。
  • 双重磷酸化启动:募集至膜上的 AKT 需经过两次关键磷酸化:首先由 PDK1 磷酸化激酶环上的 Thr308,开启基础活性;随后由 mTORC2 磷酸化疏水基序上的 Ser473,使激酶活性完全释放。
  • 下游功能网络:激活后的 AKT 脱离细胞膜,进入细胞质或细胞核:
    • 抑制 GSK3β 促进糖原合成与细胞周期;
    • 磷酸化 AS160 促进葡萄糖转运蛋白 GLUT4 的上膜;
    • 通过抑制 TSC2 间接激活 mTORC1,启动蛋白质合成与生长。

临床矩阵:AKT 通路失调在肿瘤中的特征

变异类型 典型遗传改变 高发癌种 治疗意义
上游激活性突变 PIK3CA 突变 乳腺癌、子宫内膜癌 维持信号持续亢进。
抑癌因子缺失 PTEN 缺失 前列腺癌、胶质母细胞瘤 解除对 $PIP_3$ 的负调控。
AKT 自身变异 AKT1 E17K 突变 乳腺癌 (约 4%) 增强 AKT 的膜亲和力。

治疗策略:针对 AKT 轴的精准打击

  • 催化活性抑制:Capivasertib 是目前首个获批的高选择性 ATP 竞争性 AKT 抑制剂。CAPItello-291 研究证明,其联合 氟维司群 可显著延长伴有通路改变的乳腺癌患者 PFS。
  • 变构抑制路径:部分药物结合在 PH 结构域与激酶域的连接处,阻止 AKT 转运至细胞膜。这种方式具有更强的亚型特异性。
  • 管理代偿性反馈:抑制 AKT 往往会导致 胰岛素 水平反射性升高,从而重新激活 PI3K。因此,临床常需采用 PI3K 抑制剂mTOR 抑制剂 的联合方案来多点封锁。

关键相关概念

PIP3:通路的脂质开关,是 AKT 发生空间位移的物理基础。
PH 结构域:AKT 上的“雷达”,负责识别并锁定膜表面的磷酸化信号。
FOXO 家族:AKT 抑制的重要下游转录因子,参与细胞凋亡与细胞周期负向调节。
瓦博格效应:AKT 通过调节 糖解作用,直接驱动肿瘤细胞的代谢重编。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Manning BD, Toker A. (2017). AKT/PKB Signaling: Navigating the Network. Cell. 169(3):381-405.
[学术点评]:该项 [Academic Review] 级文献系统性地界定了 AKT 通路在生物学中的核心边界。

[2] Turner NC, et al. (2023). Capivasertib in Hormone Receptor-Positive Advanced Breast Cancer. The New England Journal of Medicine.
[学术点评]:里程碑式研究,确立了 AKT 靶向治疗在晚期乳腺癌中的临床地位。

           AKT 信号轴 · 知识图谱导航
核心分子 AKT1PI3KαPDK1mTORC2PTEN
下游效应 mTORC1GSK3βFOXO1BADAS160
临床干预 CapivasertibIpatasertib内分泌耐药代谢重塑