PI3K-Akt信号传导通路对糖代谢的调控作用

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)作为酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体的主要下游分子,通过催化产生第二信使3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)并激活Akt、糖原合酶激酶-3(GSK-3)、Forkhead转录因子FoxO1、mTOR(mammalian target of rapamycin)等下游分子,将多种生长因子及细胞因子的信号传递到细胞内,从而对细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种生物过程起重要的调节作用.PTEN(phosphatase and tensin homologue)是PI3K信号通路的重要负调节因子.本文将对PI3K-Akt信号通路在糖代谢中的作用予以简要综述.     

磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ与炎症相关疾病

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是一类脂质与蛋白激酶家族,其主要通过在磷脂酰肌醇的肌醇环三位进行磷酸化产生胞内重要的第二信使——磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidyl inositol 3,4,5-trisphosphate,PIP3)而发挥作用.磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ(PI3Kγ/δ)是I类PI3K家族中的成员,其主要表达于免疫相关细胞中,这2种PI3K亚型参与先天性与获得性免疫应答.因此,PI3Kγ/PI3Kδ被视为因免疫反应调控异常导致的炎症疾病的治疗药物靶点.目前,利用特异性抑制剂靶向干预PI3Kγ和/或PI3Kδ,成为炎症相关疾病治疗的新策略.本文简介了PI3Kγ与PI3Kδ在不同类型免疫细胞中的功能;并就采用小分子特异性抑制剂,靶向抑制PI3Kγ和/或PI3Kδ在各类炎症相关疾病中的治疗作用和效果进行综述.     

SHIP蛋白质的生物学特性及其与白血病的关系

含SH2结构域的肌醇磷酸酶(SHIP)属于5’磷酸酯酶家族成员。SHIP能将磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PI-3,4,5-P3,PIP3)水解为磷脂酰肌醇-3,4-二磷酸(PI-3,4-P2),是主要表达于造血细胞的磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信号抑制分子,通过参与调节PI3K途径而影响细胞增殖、存活及信号转导等诸多细胞活动,与白血病的发生发展密切相关。     

G蛋白偶联的雌激素受体在体内的表达与功能

G蛋白偶联的雌激素受体(Gprotein-coupled estrogen receptor1,GPER)曾被命名为G蛋白偶联受体30(Gprotein-coupled receptor30,GPR30),是近年发现的一种有别于雌激素经典核受体的功能性膜性受体,该受体广泛表达于海马、下丘脑、子宫、卵巢、乳腺、骨和心血管等全身多个系统、器官和组织,在细胞内主要定位于细胞膜、内质网、线粒体和高尔基体。GPER与雌激素结合,通过激活胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase,ERK)、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidyl inositol 3 kinases/phosphorylated proteinkinaseB,PI3K/AKT)、Ca2+和环磷酸腺苷(3'-5'-cyclic adenosine monophosphate,cAMP)等第二信使途径发挥快速非基因效应,在神经系统、生殖系统、运动系统和心血管系统中发挥重要的生理作用。     

PI3K/Akt信号通路调控胚胎干细胞的自我更新和多向分化潜能的研究进展

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)及其下游靶点蛋白激酶B(protein kinase B,Akt/PKB)可被细胞内外一系列信号所激活,在增殖、分化、凋亡等多种细胞生物学功能的调节过程中,起着非常重要的关键信号分子的作用。近年来研究显示,I型PI3K和其下游分子Akt/PKB所组成的信号通路与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)自我更新和多向分化潜能的维持密切相关。深入研究ES细胞自我更新和多向分化潜能的维持及其分子机制,是其应用于细胞替代治疗、再生医学和组织工程的基础。本文着重对PI3K/Akt信号通路调控ES细胞自我更新和多向分化潜能的研究进展进行综述。     

蛋白激酶B/Akt抑制剂

磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)信号通路在细胞生长与存活中起着关键作用,PI3K/Akt通路的过度激活在多种肿瘤中常见。Akt激酶本身以及Akt激酶上游调节分子,例如PTEN和PI3K,在超过50%的人类肿瘤中均有异常变化。因此Akt成为肿瘤预防和肿瘤靶向治疗的热点之一。许多小分子化合物通过不同机制抑制Akt活性,根据小分子抑制剂与激酶的结合部位和化学结构不同,主要分为ATP竞争性抑制剂、Akt变构抑制剂和磷脂酰肌醇类似物抑制剂。本文综述了PI3K/Akt通路与肿瘤的关系和Akt抑制剂的研究现状,为新型抗癌药物的设计研究提供参考。     

IA型磷脂酰肌醇3-激酶与肿瘤的关系及其抑制剂分子机制研究进展

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3 kinase,PI3K)是细胞内重要的信号分子,它具有调节细胞增殖、分化、代谢、凋亡等功能。PI3K的基因易发生突变和扩增,从而导致PI3K被激活,与肿瘤的形成和发展密切相关。IA型的PI3K及其下游的信号分子组成的通路参与调节肿瘤细胞的增殖、存活、黏附、迁移等活动。综述了IA型PI3K——PI3Kα、PI3Kβ和PI3Kδ与肿瘤发生、发展的关系,列举了20个具有代表性的IA型PI3K抑制剂,并讨论了它们的分子抑制机制。     

PI3K/Akt与细胞线粒体途径凋亡因子相关性研究进展

线粒体途径细胞凋亡与多种疾病(如肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等)密切相关,B淋巴细胞瘤-2(B-cell leukemia-2,Bcl-2)家族蛋白的调控在这些疾病的治疗中起着重要作用。磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/丝/苏氨酸蛋白激酶(serine/threonine protein kinase Akt)信号通路作为机体细胞信号转导的重要通路,可通过影响下游效应分子(Bcl-x L、Bcl-w、Mcl-1、A1、Bax、Bak、Bim、Bad、Bid等)的活性调节细胞的凋亡。就PI3K/Akt与线粒体途径凋亡相关因子的关联性进行综述,以期发现此通路中某些关键的分子靶点,为凋亡相关性疾病的治疗及药物研发提供参考。     

PI3K/AKT 通路参与调控乳腺癌多药耐药和侵袭转移的研究

目的:探讨磷脂酰肌醇-3-激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(phosphatidylinositol 3 kinase/serine-threonine kinase,PI3K/AKT)信号通路与乳腺癌多药耐药和侵袭转移的相关性。方法:以乳腺癌细胞系MCF-7为母本,持续低浓度加药诱导建立阿霉素(Adriamycin,ADR)耐药系MCF-7/ADR’。细胞免疫荧光检测两细胞系中磷酸化AKT(phosphorylated AKT,P-AKT)、P-糖蛋白(P-Glycoprotein,P-gp)、基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)的表达。PI3K抑制剂LY294002作用两系前后,Western Blot检测P-AKT、MMP-2、P-gp的表达改变及qRT-PCR检测MMP-2、MDR1的表达改变。结果:P-AKT、P-gp(MDR1)、MMP-2在MCF-7中为低表达或不表达,MCF-7/ADR’中为高表达。LY294002作用两系后,P-AKT、P-gp(MDR1)、MMP-2在MCF-7/ADR’中的表达明显减低(P<0.05),MCF-7无明显改变。结论:抑制PI3K/AKT信号通路可有效降低MCF-7/ADR’耐药和侵袭转移能力,PI3K/AKT通路是调控乳腺癌多药耐药和侵袭转移的重要信号通路之一。     

PI3K/AKT信号通路与心力衰竭

丝氨酸/苏氨酸激酶(serine/threonine kinase,AKT)是真核细胞中参与细胞信号转导的关键分子。目前已经证实PI3K(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/AKT信号通路在人类肿瘤、代谢紊乱、肾脏疾病以及精神障碍等疾病中发挥着重要的作用。近年来的研究还发现PI3K/AKT信号通路的激活会对心肌细胞的生长、代谢以及凋亡等活动产生影响,且该通路及其中的很多受体、激酶被证实与心力衰竭关系密切,这使该信号通路在心力衰竭的发病机制、诊断及治疗等方面的研究日益受到重视。总结PI3K/AKT的结构特点、相关信号转导机制及其与心力衰竭的关系将有利于更好地理解心力衰竭的发病机制。     

磷脂酰肌醇 -3 激酶不直接调控PC12 细胞的分泌

磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)是磷脂酰肌醇代谢过程中一种重要的酶,通过其代谢产物参与了对多种细胞生理活动的调节,如囊泡运输、细胞骨架重组、细胞存活、吞噬作用、细胞凋亡等.为研究其对细胞分泌功能的作用,使用磷脂酰肌醇-3激酶家族的特异性抑制剂渥曼青霉素(wortmannin)阻断磷脂酰肌醇-3激酶的活性,以EGFP-2xFYVE融合蛋白与磷脂酰肌醇-3-磷酸(PtdIns-3-P)的结合为指征,使用荧光显微成像技术检测渥曼青霉素对磷脂酰肌醇-3激酶的抑制作用,采用膜片钳膜电容测量方法及光解钙离子释放技术检测渥曼青霉素对PC12细胞分泌功能的影响.实验结果表明,wortmannin阻断了磷脂酰肌醇-3激酶的活性,抑制了磷脂酰肌醇-3-磷酸(PtdIns-3-P)的产生,并使FYVE与PtdIns-3-P解离,但渥曼青霉素处理之前和处理30 min后的PC12细胞分泌反应的幅度、动力学特性和分泌的钙依赖性均无显著差异,表明磷脂酰肌醇-3激酶对PC12细胞的分泌无显著的直接影响.     

蒙药诃子水提物成分分析及改善胰岛素抵抗作用机制研究

现代药理学研究表明蒙药诃子具有降低血糖的活性,但相关研究均不够深入。本研究运用UPLC-LTQ-Orbitrap-MS分析法,对诃子水提物(water extract of Terminalia chebula, WET)的主要化学成分进行分析鉴定,得到化合物共107种,主要包含鞣质类、多酚类、黄酮类、挥发油类。通过CCK-8法检测WET对C2C12细胞增殖的影响后,对细胞进行胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)造模,葡萄糖氧化酶法检测其对IR-C2C12细胞糖消耗的影响,确定其改善了IR的活性。而后进行蛋白质提取,Western blot法检测相关蛋白质的表达。结果发现:WET高浓度(500μg/mL、250μg/mL)具有促进IR-C2C12细胞葡萄糖消耗的作用,分别可使细胞葡萄糖消耗增加15.855%和7.943%。同时WET高低剂量均可升高IR-C2C12细胞的磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase, PI3K)、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide dependent kinase 1, PDK1)、蛋白激酶B(protein kinase B, AKT)的表达量,WET高剂量对胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1, IRS-1)亦有明显升高作用。该研究结果显示:诃子水提物具有一定的改善C2C12细胞IR的作用,这可能与其激活PI3K/AKT通路有关。     

雷帕霉素对高糖诱导的足细胞增殖、迁移及上皮–间质转化的作用机制研究

为探讨雷帕霉素对D-葡萄糖诱导的人肾小球足细胞增殖、迁移和上皮–间质转化(EMT)的影响及磷脂酰肌醇-3-激酶/丝氨酸–苏氨酸激酶(PI3K/AKT)信号通路的调控作用,该研究体外培养人肾小球足细胞HGPC细胞系,并将其分为对照组(5 mmol/L的D-葡萄糖)、高糖组(30 mmol/L的D-葡萄糖)、低/中/高浓度组(在30 mmol/L的D-葡萄糖的基础上加入2.5、5.0、10.0μmol/L雷帕霉素),用酶联免疫吸附实验(ELISA)、细胞计数试剂盒8(CCK-8)测定炎症因子白细胞介素-8(IL-8)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平及细胞活力,筛选出最适雷帕霉素后,又将细胞分为对照组、高糖组、雷帕霉素组、LY294002组(30 mmol/L的D-葡萄糖+10μmol/L PI3K/AKT通路抑制剂LY294002)、雷帕霉素+LY294002组(30 mmol/L的D-葡萄糖+10.0μmol/L雷帕霉素+10μmol/L PI3K/AKT通路抑制剂LY294002)和雷帕霉素+SC79组(30 mmol/L的D-葡萄糖+10.0μmol/L雷帕霉素+10μmo...     

甘露寡糖的降糖研究和初步机制分析

甘露寡糖(mannan-oligosaccharides, MOS)及其与二甲双胍联用具有良好的辅助降血糖的作用,并可显著调节肠道菌群.本研究在前期工作基础上,进一步研究了MOS联合二甲双胍改善2型糖尿病模型小鼠胰岛素抵抗的分子机制,并与小鼠肠道菌群结构进行关联性分析.研究结果显示, MOS与二甲双胍联用可显著上调胰岛素受体(insulin receptor, IR)/胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1)/磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, AKT)信号通路相关基因的转录水平,且与二甲双胍给药量有良好的剂量依赖关系. MOS及与二甲双胍联用可显著调节肠道菌群结构,在属水平上,三种高剂量给药组共有6个属上调, 17个属下调;关联分析发现, Akkermansia属与PI3K基因的转录正相关, Anaerostipes属和AF12属与胰岛素信号通路IR/IRS-1及Glut4的转录负相关,显示肠道菌群与胰岛素抵抗相关信号通路之间存在显著关联性.     

TGF-β和PI3K/Akt信号通路共同维持组织稳态

转化生长因子-β(TGF-β)超家族分子通过跨膜受体和胞浆内信号转导分子Smad进行信号转导,调节细胞的增殖、分化和凋亡。许多生长因子和激素通过其受体激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K),PI3K可以使肌醇环上的3位羟基磷酸化,磷酸化的肌醇脂可招募和激活许多信号通路分子,促进细胞增殖、细胞迁移和细胞存活。近几年来的研究表明这两条信号通路通过多水平的相互作用共同调节细胞增殖、分化及凋亡,在维持组织稳态的过程中发挥重要的作用。     

幽门螺杆菌通过激活磷脂酰肌醇3-激酶信号来调节细胞迁移

目的幽门螺杆菌被认为是诱发胃癌的最强的风险因素。幽门螺旋杆菌的毒性成分是可以增加癌症危险的cag分泌系统,它可以使cagA和肽聚糖易位进入宿主细胞,进而激活信号转导通路。AKT是磷脂酰肌醇3。激酶（PI3K）的目的蛋白,并在胃癌中被激活,但PI3K-AKT和具有潜在致癌性的幽门螺旋杆菌诱导的细胞反应之间的关系尚不清楚。方法我们揭示了介导幽门螺旋杆菌刺激的AKT活化和胃上皮细胞的这些生物学结果之间的分子通路。结果幽门螺旋杆菌以Scr和表皮生长因子受体依赖性方式增加PI3K-AKT的信号,是幽门螺旋杆菌诱导的细胞迁移不可或缺的。结论这些结果表明,PI3K-AKT信号调节幽门螺旋杆菌诱发的病理生理反应,从而降低癌变门槛。     

Clin Cancer Drugs:靶向特殊通路或可有效治疗前列腺癌

正近日,刊登于国际杂志ClinicalCancerDrugs上的一篇题论文中,来自意大利阿布鲁佐大学的研究人员揭示了对前列腺癌患者机体中PI3K/AKT/mTOR途径的药理学抑制的相关试验和临床研究数据。PI3K/AKT/mTOR途径可以通过不同下游分子的磷酸化作用来调节癌细胞的增殖、肿瘤生长及生存;前列腺癌肿瘤的生长往往会被磷酸酶和张力蛋白(PTEN)负向调节,而磷酸酶和张力蛋白在成瘤过程中往往处于遗传性地失活状态。文章中阐明了不同化合物抑制PI3K(磷脂酰肌醇3     

6_m2细胞转化与肌醇磷脂代谢相关性研究

肌醇磷脂代谢与V-mos癌基因转化细胞的相关性,迄今为止未见报导。本文用6m2细胞(Moloney鼠类肉瘤病毒(含V-mos)温度敏感突变株(MoMuSVts110)转化的NRK细胞)为模型,探讨了肌醇磷脂代谢与细胞转化的相关性。在33℃ (转化型温度)时,细胞内PIP(磷脂酰肌醇-4-磷酸)含量明显高于39℃(正常型温度),显示出转化型6m2细胞中存在一个提高的PI激酶活性。同时可见DG(二酰甘油)和IP_3(肌醇三磷酸)含量和蛋白激酶C(PKC)活性均明显高于正常型细胞。当细胞由39℃转至33℃10min,PIP、DG、IP_3含量和PKC活性均明显增加,并伴随有PKC活性由胞质向质膜上的转移。实验结果表明肌醇磷脂代谢参与了6m2细胞转化过程。文中对其作用机理进行了讨论。     

G蛋白偶联受体激酶的调控

G蛋白偶联受体激酶(G protein-coupled receptor kinase,GRK)特异地使活化的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)发生磷酸化及脱敏化,从而终止后者介导的信号转导通路。研究表明,GRK的功能被高度调控,并具有下行调节GPCR的能力。调控GRK功能的机制包括两个层次：(1)多种途径调控激酶的亚细胞定位及活性,包括GPCR介导、G蛋白偶联、磷脂作用、Ca^2 结合蛋白调控、蛋白激酶C活化、MAPK反馈抑制、小窝蛋白抑制等;(2)调控GRK表达水平,主要体现在其与某些疾病的联系。