PI3K/Akt路徑工具

PI3K/Akt訊息傳遞路徑圖產生器

描述你需要的圖，即可得到一張由上而下畫出的PI3K/Akt訊息傳遞路徑圖：受體、PI3K、PIP3與PTEN、在Thr308與Ser473磷酸化的Akt（Akt/PKB），以及從mTORC1到BAD的各個標的，活化用箭頭、抑制用平頭線表示。

PI3K/Akt訊息傳遞路徑圖範例

四張 PI3K/Akt 訊息傳遞路徑圖：延伸到 mTORC1 與 MDM2 的完整路徑、上課用概覽、癌症突變與抑制劑，以及空白版。皆依所附提示詞實際生成，點選即可載入提示詞修改。

全標註路徑圖

簡明概覽

癌症與藥物標的

空白學習單

PI3K/Akt訊息傳遞路徑標註圖：受體酪胺酸激酶、PI3K、PIP2、PIP3、PTEN、PDK1、mTORC2、Akt及五個標的 — 從受體到Akt五個標的的PI3K/Akt路徑，含PTEN與兩個磷酸化位置，也就是工具預設畫出的內容。

Akt一旦活化，標的多被關閉

由上往下讀；抑制線表示Akt關閉該標的。

1
受體 → PI3K
磷酸化的受體結合p85，p110是催化次單元
2
PIP2 ⇄ PIP3
PI3K在膜上生成PIP3，PTEN再把它轉回PIP2
3
PDK1 + mTORC2 → Akt
磷酸化Akt的Thr308與Ser473，使其完全活化
4
Akt的五個標的
抑制TSC1/TSC2、GSK3β、BAD、FOXO，活化MDM2

帶癌症突變與藥物標的的PI3K/Akt路徑圖：PIK3CA突變、PTEN缺失、AKT1 E17K、alpelisib、capivasertib — 癌症中的PI3K/Akt路徑：PIK3CA、PTEN與AKT1改變，以及alpelisib、capivasertib、everolimus與temsirolimus的作用標的。

突變讓它常開，藥物將它阻斷

紅星標出突變，綠框標出藥物。

1
PI3K（p110α）
PIK3CA突變讓p110α持續活化；alpelisib抑制PI3K
2
被劃掉的PTEN
PTEN缺失後PIP3無人清除，訊息一直開啟
3
Akt與mTORC1
AKT1 E17K活化Akt；capivasertib與mTOR抑制劑分別阻斷

所有路徑圖

PI3K/Akt訊息傳遞路徑是什麼？

PI3K/Akt訊息傳遞路徑是這樣一個模組：活化的受體招募第一類PI3K，PI3K在細胞膜上把PIP2轉成PIP3，PIP3把Akt帶到PDK1與mTORC2旁邊使其磷酸化，活化的Akt接著開啟mTORC1、關閉TSC2、GSK3β、FOXO與BAD。它調控細胞的生長、存活與代謝，磷酸酶PTEN負責把它關掉。

重點

第一類PI3K由兩個部分組成。調節次單元p85讓催化次單元p110保持失活，直到p85的SH2區域結合到活化受體或轉接蛋白的磷酸化酪胺酸上；受體酪胺酸激酶活化IA類亞型，G蛋白偶聯受體活化IB類亞型。
PIP3是訊息，PTEN負責擦除。PI3K在PIP2肌醇環的3號位置加上磷酸，PTEN再把它移除；缺少PTEN時，PIP3以及Akt會一直處於開啟狀態。
Akt需要兩個磷酸才完全活化。PDK1磷酸化Thr308，mTORC2磷酸化Ser473（依AKT1編號）。Reactome把Ser473放在前面，認為這一步讓PDK1能接觸Thr308；較早的教科書，例如2002年版Alberts的《Molecular Biology of the Cell》，只畫出PDK1。
Akt主要靠「關掉」標的發揮作用。磷酸化使TSC2失活，Rheb得以活化mTORC1；GSK3β、轉錄因子FOXO（被送出細胞核）與促凋亡蛋白BAD（被14-3-3扣住）也都被關閉。MDM2是例外，它進入細胞核分解p53。
在癌症中這條路徑常常持續開啟。PIK3CA（p110α）與PIK3R1（p85α）的功能獲得突變、少見的AKT1 E17K突變，以及PTEN的功能喪失突變，都能讓路徑在沒有生長因子時保持活化。

PI3K/Akt訊息傳遞路徑圖產生器怎麼用

描述示意圖

說明用途和詳細程度：包含Akt全部五個標的的完整模組、8個標註的簡明概覽，或標出藥物標的的癌症版。一句話就夠。

選擇風格

預設是乾淨的扁平教科書畫風，白底、直引線標註。也可以換成水彩、墨線、3D 等其他風格。

調整並匯出

結果會進入你的工作區，可以局部重繪、在畫布上直接修改標註文字、放大並匯出高解析度圖檔。

PI3K/Akt路徑的組成分子與功能

帶標註的PI3K/Akt路徑圖通常要畫出的分子，依序列出它們的功能與下一步作用的對象。除非你要求更精簡的版本，這就是預設的標註內容。

分子	功能	下一步作用於
受體酪胺酸激酶或GPCR	結合生長因子等配體後被活化	招募PI3K：RTK經磷酸化酪胺酸，GPCR經Gβγ
第一類PI3K（p85/p110）	脂質激酶；p85結合受體，p110磷酸化PIP2	產生PIP3
PIP3	位於細胞膜內層的脂質傳訊分子	經PH區域招募PDK1與Akt
PTEN	脂質磷酸酶，也是抑癌因子	把PIP3變回PIP2，關閉Akt
PDK1與mTORC2	分別磷酸化Akt的Thr308（PDK1）與Ser473（mTORC2）	完全活化的Akt
Akt（AKT1、AKT2、AKT3）	離開細胞膜去磷酸化標的的絲胺酸/蘇胺酸激酶	TSC2、GSK3β、FOXO、BAD、MDM2
TSC1/TSC2	讓Rheb保持GDP結合失活狀態的GAP複合體，被Akt抑制	Rheb
Rheb → mTORC1	結合GTP的Rheb活化mTORC1	S6K1與4E-BP1 → 蛋白質合成與細胞生長
GSK3β	被Akt抑制的激酶	肝醣合成酶等代謝標的
FOXO	被Akt磷酸化後送出細胞核的轉錄因子	凋亡、細胞週期停滯與葡萄糖代謝相關基因表現減弱
BAD	促凋亡蛋白，被Akt磷酸化後由14-3-3扣住	凋亡被阻斷，細胞存活
MDM2	E3泛素連接酶，被Akt磷酸化後進入細胞核	p53被分解

除了MDM2，Akt的標的都要畫成抑制線（⊣），不是箭頭。TSC2、GSK3β、FOXO與BAD被磷酸化後都會失活，所以mTORC1是經由雙重抑制（Akt ⊣ TSC2 ⊣ Rheb）被打開的。從Akt往每個標的都畫一般箭頭的圖，五個裡畫反了四個。

PI3K/Akt路徑與Ras/MAPK路徑有什麼不同？

兩者都從同樣的活化受體酪胺酸激酶出發，但PI3K/Akt路徑靠膜脂質PIP3與一個激酶Akt傳遞訊息，調控生長、存活與代謝；Ras/MAPK路徑靠一個GTP酶開關與Raf → MEK → ERK三級激酶級聯傳遞，主要經由基因轉錄調控增生與分化。兩條路徑彼此交錯：結合GTP的Ras能結合並活化p110。

	PI3K/Akt	Ras/MAPK
受體上的轉接蛋白	PI3K的p85次單元，經SH2區域結合	與GEF SOS結合的Grb2；部分受體用Shc
中繼分子	細胞膜內層的脂質傳訊分子PIP3	結合GTP時有活性的小G蛋白Ras
激酶層級	PDK1與mTORC2 → Akt	Raf → MEK1/2 → ERK1/2
主要效應	細胞生長（mTORC1）、存活（BAD、FOXO）、代謝	增生與分化，早期基因轉錄
關閉方式	PTEN移除PIP3的3號位置磷酸	GAP加速Ras水解GTP
癌症中常見的改變	PIK3CA與PIK3R1功能獲得突變、PTEN缺失、AKT1 E17K	過度活化的RAS突變、BRAF V600E
已核准的抑制劑	alpelisib、inavolisib、idelalisib（PI3K）；capivasertib（Akt）；everolimus、temsirolimus（mTOR）	vemurafenib（BRAF V600E）；trametinib（MEK1/2）

把它們畫成從同一個受體分出的兩條分支，而不是一條線，並標出Ras對PI3K的輸入。胰島素訊息傳遞路徑是這種分叉的經典教學例子：IRS–PI3K–Akt分支負責代謝效應，Shc–Grb2–Ras分支負責生長效應。

PI3K/Akt訊息傳遞路徑圖用在哪裡？

PI3K/Akt路徑圖用於細胞生物學與癌症生物學教學、講標靶治療的藥理學課程，以及癌症與代謝論文的模式圖。不同場合的差別在於深度：入門課畫8個標註的概覽，進階課要畫出Akt的五個標的與各類藥物。

細胞生物學

訊息傳遞課程中，把這條路徑當作脂質第二傳訊者、以及靠抑制標的起作用之激酶的典型例子。

癌症生物學

講致癌基因與抑癌基因（PIK3CA是致癌基因，PTEN是抑癌基因），以及為什麼帶有這些改變的腫瘤適合標靶藥物。

藥理學

把每種已核准的抑制劑放到它作用的節點上：alpelisib等PI3K抑制劑、Akt抑制劑capivasertib，以及作用於mTORC1的雷帕黴素類似物everolimus與temsirolimus。

研究用圖

癌症、代謝與老化論文的圖像摘要與模式圖，在級聯中突顯所研究的節點。

關於PI3K/Akt訊息傳遞路徑的常見問題

PI3K/Akt路徑有哪些步驟？

生長因子活化受體；PI3K結合到受體上，把PIP2轉成PIP3；PIP3把Akt與PDK1拉到膜上；mTORC2磷酸化Akt的Ser473，PDK1磷酸化它的Thr308；活化的Akt再磷酸化TSC2、GSK3β、FOXO、BAD與MDM2。PTEN把PIP3變回PIP2，逆轉第二步。

PTEN在PI3K/Akt路徑中扮演什麼角色？

PTEN是脂質磷酸酶，它移除PIP3的3號位置磷酸，把它變回PIP2，因而關閉Akt。它和PI3K的反應正好相反，所以圖中把PTEN畫在細胞膜上PI3K的旁邊，用一個從PIP3指回PIP2的箭頭表示。

為什麼PTEN缺失與PIK3CA突變會在癌症中活化這條路徑？

兩者都會在沒有生長因子時讓PIP3維持高量：PIK3CA活化突變讓p110α擺脫p85的煞車或固定在活性構形，PTEN缺失則拿掉了清除PIP3的磷酸酶。不論哪一種，Akt都持續活化，細胞不斷生長並逃避凋亡。少見的AKT1 E17K突變在更下游發揮同樣作用：它讓Akt能結合PIP2，不需要PI3K就被活化。

Akt如何活化mTORC1？

是間接的：Akt磷酸化TSC2，拆散讓Rheb保持失活的GAP——TSC1/TSC2複合體，結合GTP的Rheb於是累積並活化mTORC1。接著mTORC1磷酸化S6K1（它再活化核糖體蛋白S6）與4E-BP1（它隨之釋出eIF4E供轉譯使用）。

mTORC1和mTORC2有什麼不同？

mTORC1（含Raptor）位於Akt下游，推動蛋白質合成與細胞生長；mTORC2（含Rictor）位於上游，磷酸化Akt的Ser473。雷帕黴素及其類似物只抑制mTORC1，因為在mTORC2中，Rictor遮住了雷帕黴素的結合位置。

哪些藥物作用於PI3K/Akt/mTOR路徑？

已核准的有三類：PI3K抑制劑（用於PIK3CA突變乳癌的alpelisib與inavolisib，以及針對PI3Kδ、用於慢性淋巴球性白血病的idelalisib）、Akt抑制劑capivasertib，以及mTOR抑制劑everolimus與temsirolimus。capivasertib於2023年在美國核准，與fulvestrant併用於帶有PIK3CA、AKT1或PTEN改變的乳癌。