PI3K/Akt通路工具

PI3K/Akt信号通路图生成器

描述你需要的图，即可得到一张从上到下画出的PI3K/Akt信号通路图：受体、PI3K、PIP3与PTEN、在Thr308和Ser473位点磷酸化的Akt（Akt/PKB），以及从mTORC1到BAD的各个靶点，激活用箭头、抑制用平头线表示。

PI3K/Akt信号通路图示例

四张 PI3K/Akt 信号通路图：延伸到 mTORC1 与 MDM2 的完整通路、讲课用简明概览、肿瘤突变与抑制剂，以及空白版。均按所附提示词实际生成，点击即可载入提示词修改。

全标注通路图

简明概览

肿瘤与药物靶点

空白填图版

PI3K/Akt信号通路标注图：受体酪氨酸激酶、PI3K、PIP2、PIP3、PTEN、PDK1、mTORC2、Akt及五个靶点 — 从受体到Akt五个靶点的PI3K/Akt通路，含PTEN与两个磷酸化位点，即工具默认绘制的内容。

Akt一旦激活，靶点多被关闭

从上往下读；抑制线表示Akt关闭该靶点。

1
受体 → PI3K
磷酸化的受体结合p85，p110是催化亚基
2
PIP2 ⇄ PIP3
PI3K在膜上生成PIP3，PTEN再把它变回PIP2
3
PDK1 + mTORC2 → Akt
磷酸化Akt的Thr308和Ser473，使其完全活化
4
Akt的五个靶点
抑制TSC1/TSC2、GSK3β、BAD、FOXO，激活MDM2

带肿瘤突变与药物靶点的PI3K/Akt通路图：PIK3CA突变、PTEN缺失、AKT1 E17K、阿培利司、卡匹色替 — 肿瘤中的PI3K/Akt通路：PIK3CA、PTEN和AKT1改变，以及阿培利司、卡匹色替、依维莫司和替西罗莫司的作用靶点。

突变让它常开，药物把它阻断

红星标出突变，绿框标出药物。

1
PI3K（p110α）
PIK3CA突变让p110α持续活化；阿培利司抑制PI3K
2
被划掉的PTEN
PTEN缺失后PIP3无人清除，信号一直开启
3
Akt与mTORC1
AKT1 E17K激活Akt；卡匹色替和mTOR抑制剂分别阻断

全部通路图

PI3K/Akt信号通路是什么？

PI3K/Akt信号通路是这样一个模块：活化的受体募集I类PI3K，PI3K在细胞膜上把PIP2转化为PIP3，PIP3把Akt带到PDK1和mTORC2旁边使其磷酸化，活化的Akt随后开启mTORC1、关闭TSC2、GSK3β、FOXO和BAD。它调控细胞的生长、存活和代谢，磷酸酶PTEN负责把它关掉。

要点

I类PI3K由两个部分组成。调节亚基p85让催化亚基p110保持失活，直到p85的SH2结构域结合到活化受体或衔接蛋白的磷酸化酪氨酸上；受体酪氨酸激酶激活IA类亚型，G蛋白偶联受体激活IB类亚型。
PIP3是信号，PTEN负责擦除。PI3K在PIP2肌醇环的3位加上磷酸，PTEN再把它去掉；PTEN缺失时，PIP3以及Akt都会一直处于开启状态。
Akt要两个磷酸才完全活化。PDK1磷酸化Thr308，mTORC2磷酸化Ser473（按AKT1编号）。Reactome把Ser473放在前面，认为这一步让PDK1得以接触Thr308；而较早的教材，例如2002年版Alberts的《细胞的分子生物学》，只画了PDK1。
Akt主要靠“关掉”靶点起作用。磷酸化使TSC2失活，Rheb得以激活mTORC1；GSK3β、转录因子FOXO（被运出细胞核）和促凋亡蛋白BAD（被14-3-3扣住）也都被关闭。MDM2是例外，它进入细胞核降解p53。
在肿瘤中这条通路常常持续开启。PIK3CA（p110α）和PIK3R1（p85α）的功能获得突变、少见的AKT1 E17K突变，以及PTEN的功能丧失突变，都能让通路在没有生长因子时保持活化。

PI3K/Akt信号通路图生成器怎么用

描述示意图

说明用途和详细程度：包含Akt全部五个靶点的完整模块、8个标注的简明概览，或标出药物靶点的肿瘤版。一句话就够。

选择风格

默认是干净的扁平教科书画风，白底、直引线标注。也可以换成水彩、墨线、3D 等其他风格。

调整并导出

结果会进入你的工作区，可以局部重绘、在画布上直接改标注文字、放大并高清导出。

PI3K/Akt通路的组成分子及其作用

带标注的PI3K/Akt通路图通常要画出的分子，按顺序列出它们的作用和下一步作用对象。除非你要求更精简的版本，这就是默认的标注内容。

分子	作用	下一步作用于
受体酪氨酸激酶或GPCR	结合生长因子等配体后被激活	募集PI3K：RTK通过磷酸化酪氨酸，GPCR通过Gβγ
I类PI3K（p85/p110）	脂质激酶；p85结合受体，p110磷酸化PIP2	生成PIP3
PIP3	位于细胞膜内层的脂质信使	通过PH结构域募集PDK1和Akt
PTEN	脂质磷酸酶，也是抑癌因子	把PIP3变回PIP2，关闭Akt
PDK1和mTORC2	分别磷酸化Akt的Thr308（PDK1）和Ser473（mTORC2）	完全活化的Akt
Akt（AKT1、AKT2、AKT3）	离开细胞膜去磷酸化靶点的丝氨酸/苏氨酸激酶	TSC2、GSK3β、FOXO、BAD、MDM2
TSC1/TSC2	让Rheb保持GDP结合失活状态的GAP复合物，被Akt抑制	Rheb
Rheb → mTORC1	结合GTP的Rheb激活mTORC1	S6K1和4E-BP1 → 蛋白质合成与细胞生长
GSK3β	被Akt抑制的激酶	糖原合酶等代谢靶点
FOXO	被Akt磷酸化后运出细胞核的转录因子	凋亡、细胞周期停滞和葡萄糖代谢相关基因表达减弱
BAD	促凋亡蛋白，被Akt磷酸化后由14-3-3扣住	凋亡被阻断，细胞存活
MDM2	E3泛素连接酶，被Akt磷酸化后进入细胞核	p53被降解

除MDM2外，Akt的靶点都要画成抑制线（⊣），不是箭头。TSC2、GSK3β、FOXO和BAD被磷酸化后都会失活，所以mTORC1是通过双重抑制（Akt ⊣ TSC2 ⊣ Rheb）被打开的。从Akt向每个靶点都画普通箭头的图，五个里画反了四个。

PI3K/Akt通路与Ras/MAPK通路有什么区别？

两者都从同样的活化受体酪氨酸激酶出发，但PI3K/Akt通路靠膜脂PIP3和一个激酶Akt传递信号，调控生长、存活和代谢；Ras/MAPK通路靠一个GTP酶开关和Raf → MEK → ERK三级激酶级联传递，主要通过基因转录调控增殖和分化。两条通路之间有交叉：结合GTP的Ras能结合并激活p110。

	PI3K/Akt	Ras/MAPK
受体上的衔接蛋白	PI3K的p85亚基，经SH2结构域结合	与GEF SOS结合的Grb2；部分受体用Shc
中继分子	细胞膜内层的脂质信使PIP3	结合GTP时有活性的小G蛋白Ras
激酶层级	PDK1和mTORC2 → Akt	Raf → MEK1/2 → ERK1/2
主要效应	细胞生长（mTORC1）、存活（BAD、FOXO）、代谢	增殖和分化，早期基因转录
关闭方式	PTEN去除PIP3的3位磷酸	GAP加速Ras水解GTP
肿瘤中常见的改变	PIK3CA和PIK3R1功能获得突变、PTEN缺失、AKT1 E17K	过度活化的RAS突变体、BRAF V600E
已获批的抑制剂	阿培利司、inavolisib、idelalisib（PI3K）；卡匹色替（Akt）；依维莫司、替西罗莫司（mTOR）	维莫非尼（BRAF V600E）；曲美替尼（MEK1/2）

把它们画成从同一个受体分出的两条分支，而不是一条线，并标出Ras对PI3K的输入。胰岛素信号通路是这种分叉的经典教学例子：IRS–PI3K–Akt分支负责代谢效应，Shc–Grb2–Ras分支负责生长效应。

PI3K/Akt信号通路图用在哪里？

PI3K/Akt通路图用于细胞生物学和肿瘤生物学教学、讲靶向治疗的药理学课程，以及肿瘤和代谢论文的模式图。不同场合的差别在于深度：入门课画8个标注的概览，进阶课要画出Akt的五个靶点和各类药物。

细胞生物学

信号转导课程中，把这条通路作为脂质第二信使、以及靠抑制靶点起作用的激酶的典型例子。

肿瘤生物学

讲癌基因和抑癌基因（PIK3CA是癌基因，PTEN是抑癌基因），以及为什么带有这些改变的肿瘤适合靶向药物。

药理学

把每种已获批的抑制剂放到它作用的节点上：阿培利司等PI3K抑制剂、Akt抑制剂卡匹色替，以及作用于mTORC1的雷帕霉素类似物依维莫司和替西罗莫司。

科研配图

肿瘤、代谢和衰老论文的图形摘要与模式图，在级联中突出所研究的节点。

关于PI3K/Akt信号通路的常见问题

PI3K/Akt信号通路有哪些步骤？

生长因子激活受体；PI3K结合到受体上，把PIP2转化为PIP3；PIP3把Akt和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和MDM2。PTEN把PIP3变回PIP2，逆转第二步。

PTEN在PI3K/Akt通路中起什么作用？

PTEN是脂质磷酸酶，它去掉PIP3的3位磷酸，把它变回PIP2，从而关闭Akt。它和PI3K的反应正好相反，所以图中把PTEN画在细胞膜上PI3K的旁边，用一个从PIP3指回PIP2的箭头表示。

为什么PTEN缺失和PIK3CA突变会在肿瘤中激活这条通路？

两者都会在没有生长因子时让PIP3保持高水平：PIK3CA激活突变让p110α摆脱p85的刹车或固定在活性构象，PTEN缺失则去掉了清除PIP3的磷酸酶。无论哪种情况，Akt都持续活化，细胞不断生长并逃避凋亡。少见的AKT1 E17K突变在更下游起同样作用：它让Akt能结合PIP2，不需要PI3K就被激活。

Akt如何激活mTORC1？

是间接的：Akt磷酸化TSC2，拆散让Rheb保持失活的GAP——TSC1/TSC2复合物，结合GTP的Rheb于是积累并激活mTORC1。随后mTORC1磷酸化S6K1（它再激活核糖体蛋白S6）和4E-BP1（它随之释放eIF4E用于翻译）。

mTORC1和mTORC2有什么区别？

mTORC1（含Raptor）位于Akt下游，推动蛋白质合成和细胞生长；mTORC2（含Rictor）位于上游，磷酸化Akt的Ser473。雷帕霉素及其类似物只抑制mTORC1，因为在mTORC2中，Rictor遮住了雷帕霉素的结合位点。

哪些药物作用于PI3K/Akt/mTOR通路？

已获批的有三类：PI3K抑制剂（用于PIK3CA突变乳腺癌的阿培利司和inavolisib，以及针对PI3Kδ、用于慢性淋巴细胞白血病的idelalisib）、Akt抑制剂卡匹色替，以及mTOR抑制剂依维莫司和替西罗莫司。卡匹色替于2023年在美国获批，与氟维司群联用治疗带有PIK3CA、AKT1或PTEN改变的乳腺癌。