磷脂酰肌醇三磷酸激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）和Akt（蛋白激酶B，PKB）是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）丝氨酸/苏氨酸激酶的上游调控因子。活化的PI3K通过调控Akt的活性进而促进mTOR的磷酸化，形成PI3K-Akt-mTOR信号通路。这一通路在细胞的分化、迁移、增殖、存活和代谢等多种生理功能中扮演着重要角色，因此备受研究者关注。

PI3K分为三个亚型：Ⅰ-PI3K、Ⅱ-PI3K和Ⅲ-PI3K。其中Ⅰ-PI3K能够将磷脂酰肌醇（PI）转化为磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3），这一过程依赖于细胞外生长因子（如EGF、VEGF、胰岛素和IGF-1）与细胞膜上的受体结合，引发受体酪氨酸激酶的二聚化和自磷酸化，进而激活PI3K。PIP3作为第二信使，招募PDK1到细胞膜，导致Akt的激活。

Akt有三种异构体：Akt1、Akt2和Akt3。其中，Akt1主要参与细胞的生长和存活，Akt2与代谢调节密切相关，而Akt3在大脑发育中发挥重要作用。PI3K/PDK1介导的Akt激活会使TSC1/2复合体失活，从而解除对mTOR的抑制，导致mTOR的活化。而Akt的激活也能直接磷酸化mTOR的Ser2448位点，从而促进其激活。

当细胞面临低营养或低能量状态时，AMPK的激活将通过磷酸化TSC2来增强该复合体对Rheb的抑制，进一步影响mTOR的活性。此外，Akt也能够通过磷酸化GSK3β抑制其活性，促进CyclinD1的稳定积累，并通过磷酸化不同的细胞周期蛋白抑制p21和p27的活性。PTEN被认为是Akt的负调控因子，能够将PIP3去磷酸化为PIP2，从而减少Akt的激活，也对PI3K-Akt通路起到负调控作用。

mTOR在细胞的代谢、增殖、分化和存活中发挥关键作用，主由mTOR复杂体1（mTORC1）和mTOR复杂体2（mTORC2）组成。mTORC1对雷帕霉素敏感，由mTOR、mLST8（又称GβL）、Raptor和PRAS40构成；而mTORC2由mTOR、mLST8、Rictor、mSin1和protor组成，雷帕霉素对此不敏感。相关研究表明，mTORC1的Raptor能够调控S6K1和4E-BP1的磷酸化，从而影响翻译起始和其他生长过程，而mTORC2则通过Rictor控制Akt在Ser473位点的磷酸化，调节细胞骨架的重构、迁移和侵袭。

需注意的是，DNA损伤可通过多种途径影响mTORC1的活性，而损伤还可导致TSC2和PTEN的表达增加，进而抑制PI3K-Akt-mTOR信号通路。这些研究表明，尊龙凯时人生就博在促进细胞健康和抗病理状态中具有潜在价值。

综上所述，PI3K-Akt-mTOR信号通路在细胞生理状态和生物功能中有着举足轻重的作用，其紊乱与多种疾病的发生发展关系密切，包括癌症、免疫功能缺陷、神经退行性疾病及心血管和代谢性疾病等。对这一通路及其调节机制的深入理解，为疾病的预防和治疗提供了理论依据和实践指导价值，期待尊龙凯时人生就博在未来的生命科学研究中能发挥更大作用。