PI3K-AKT通路：肿瘤与代谢病的“超级信号轴”

PI3K‑AKT信号通路，在细胞里管生长、管存活、管代谢、管凋亡，异常激活后直接驱动肿瘤、糖尿病、肥胖等疾病。全球约50%恶性肿瘤存在该通路异常，是实体瘤第一大驱动通路，也是药企必争的黄金赛道。

 

PI3K‑AKT通路介绍

PI3K‑AKT‑mTOR是一条级联放大的信号链：

1、上游信号：生长因子EGF/PDGF、激素、细胞因子结合细胞膜受（RTK/GPCR）；

2、PI3K激活：PI3K（p110α/p85α）将PIP₂转化为PIP₃；

3、AKT转位激活：PIP₃招募AKT到细胞膜，经PDK1/mTORC2磷酸化激活；

4、下游爆发：AKT磷酸化BAD、GSK3β、TSC1/2、FOXO等，产生四大效应： 

✅ 抗凋亡：抑制BAD/Caspase，让细胞“不死”；

✅ 促增殖：激活mTOR，疯狂合成蛋白/脂质；

✅ 代谢重编程：促进葡萄糖转运、糖酵解；

✅ 侵袭转移：降解基质、促进血管生成。

正常状态：通路适度激活，维持细胞稳态；异常状态：PIK3CA突变、PTEN缺失、AKT扩增→通路持续暴走→肿瘤、胰岛素抵抗、自身免疫病。

图：PI3K-AKT 信号通路示意图

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PI3K‑AKT前沿药企

（一）国际一梯队

1、阿斯利康（AstraZeneca）：全球首款AKT抑制剂Capivasertib（卡匹色替）获批（2023），用于HR+/HER2‑乳腺癌；2025年销售额近4亿美元。

2、诺华（Novartis）：2026年收购SNV4818（突变选择性PI3Kα），专攻PIK3CA突变乳腺癌。

3、吉利德（Gilead）：PI3Kδ抑制剂Idelalisib（血液肿瘤），奠定亚型选择性格局。

4、拜耳（Bayer）：泛PI3K Copanlisib（淋巴瘤），静脉给药，兼顾PI3Kα/δ。

（二）中国先锋

1、来凯医药：Afuresertib（LAE002），全球第二款AKT抑制剂，III期临床（乳腺癌/前列腺癌），2026年有望国内获批；与齐鲁制药合作，里程碑20亿+。

2、海和药物：Risovalisib（PI3Kα），国内首个获批PIK3CA突变卵巢癌药物。

3、恒瑞医药/正大天晴：AKT抑制剂布局实体瘤。

4、和黄医药：全球首创PI3K/PIKK‑EGFR ADC（HMPL‑A580），临床前数据优异。

 

PI3K‑AKT核心靶点

1、PI3K家族（最成熟靶点）

PI3Kα（PIK3CA）：实体瘤第一靶点（乳腺癌35%、结直肠癌20%）；代表药：Alpelisib、Risovalisib、SNV4818。

PI3Kδ/γ：血液肿瘤、炎症；代表药：Idelalisib、Copanlisib。

PI3Kβ：前列腺癌、PTEN缺失肿瘤，在研。

2、AKT

AKT1/2/3：广谱实体瘤（乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌），代表药：Capivasertib、Afuresertib、Ipatasertib。

AKT PH结构域：变构抑制剂（如MK‑2206），阻止AKT膜转位。

3、mTOR

mTORC1/2：依维莫司、西罗莫司；双靶点mTOR/PI3K：Gedatolisib（III期，2026 ASCO重磅）。

4、上游调控因子

PTEN：抑癌基因，缺失导致通路过度激活；PROTAC降解剂在研。

RAS：与PI3Kα协同驱动肿瘤；FMC‑242阻断PI3Kα‑RAS相互作用。

 

PI3K‑AKT药物形式

（一）小分子抑制剂（主流，已上市）

1、ATP竞争性：结合激酶ATP口袋，强效广谱；代表：Capivasertib、Alpelisib。

2、变构/选择性：副作用更小、耐药更低，代表：SNV4818（突变选择性PI3Kα）、FMC‑242（蛋白相互作用）。

3、双靶点：同时抑制PI3K/mTOR；代表：Gedatolisib、Buparlisib。

（二）PROTAC（下一代，2025–2030黄金期）

降解AKT、PI3Kα，克服耐药；多家Biotech布局，临床I期。

（三）ADC（抗体偶联，精准靶向）

和黄医药HMPL‑A580：抗EGFR抗体+PI3K/PIKK抑制剂载荷，临床前数据优异。

（四）联合用药（临床主流）

1、PI3K抑制剂+内分泌治疗（氟维司群）；

2、AKT抑制剂+CDK4/6抑制剂（哌柏西利）；

3、双通路阻断：PI3K/mTOR+免疫检查点（PD‑1/PD‑L1）。

 

PI3K‑AKT研究相关检测

01 PI3K激酶活性检测

UA-Glo® Kinase ADP Assay with PI3K Substrate PIP2:3PS试剂盒 （Cat.No. UA079043）采用UA-Glo®激酶ADP检测试剂（Cat.No.UA070101）可以定量测定酶学实验中激酶的活性。该试剂通过定量检测激酶反应产物ADP的数量以确定激酶的活性：ADP的数量和激酶活性呈正相关。 UA-Glo® 激酶ADP检测试剂盒 (含PI3K底物PIP2) 包括激酶ADP检测试剂和优化的PI3K底物PIP2:3PS，可以用于PI3K (Class I) 抑制剂的高通量筛选。

图：UA-Glo®检测原理示意图

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使用优爱生物优化的PI3K底物对PI3K抑制剂LY294002（Cat.No. abs810001）检测的结果无论是EC50（和文献报道用ADP Glo实验检测相符）， 酶活最高值（溶剂对照），背景（无酶对照），最高信号/背景（S/B）均和使用PC品牌的底物的测试结果相当。

图：UA-Glo®PI3K Substrate PIP2:3PS检测数据

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02 磷酸化蛋白检测

THUNDER TR-FRET时间分辨荧光共振能量转移，检测技术灵敏度高，特异性好，重复性好，操作简单，仅需1~4h。一种基于荧光共振能量转移（FRET，Fluorescence Resonance Energy Transfer）和时间分辨荧光（TRF, Time-Resolved Fluorescence）的技术，采用夹心法，检测胞内AKT磷酸化水平和总AKT水平。

THUNDER™ Phospho-AKT pan (S473) TR-FRET Cell Signaling Assay Kit

（Cat.No.KIT-AKTS473P-500）

图. THUNDER TR-FRET检测原理示意图

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用IGF-1(Cat.No. UA040429)处理MCF7细胞（60000个细胞/孔）与IGF-1在室温下孵育10分钟。数据显示，不同酶标仪对信号的影响。用LY294002（Cat.No. abs810001）、Wortmannin（Cat.No.abs817875）和S961处理MCF7细胞（60000个/孔），在室温下孵育30分钟，然后用1µM胰岛素刺激细胞，在室温下孵育10分钟。数据显示，LY294002和Wortmannin可以抑制AKT蛋白S473位点的磷酸化，而S961则无抑制效果。

图. THUNDER Phospho-AKT (S473)验证数据

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Phospho-4EBP1 (T37/T46)

（Cat.No. KIT-4EBP1P-500）

A431细胞（每孔25,000个细胞；实验设置三次重复）与 PP242（Cat.No. abs810441） 的系列稀释液在37℃下孵育3小时。数据表明，用PP242处理A431细胞可抑制4EBP1蛋白在T37/T46位点的磷酸化。HEK293细胞（每孔60,000个细胞；实验设置三次重复）与PP242的系列稀释液在37℃下孵育3小时。数据表明，用PP242处理HEK293细胞可抑制4EBP1蛋白在T37/T46位点的磷酸化。

图. THUNDER Phospho-4EBP1 (T37/T46)验证数据

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03 细胞活力/增殖/凋亡

1、细胞活力增殖

UA-Glo®Luminescent Cell Viability （Cat.No. UA070103）基于ATP依赖的荧光素酶（Luciferase）催化反应。荧光素酶在Mg2+存在下，以荧光素、ATP和O₂为底物，将化学能转化为光能。由于ATP是活细胞能量代谢的核心分子，其含量与活细胞数量呈线性正相关，因此发光强度可直接反映细胞活力。肿瘤细胞的活力检测，要考虑其成球的特性，建议使用裂解效果后更好的UA-Glo® 3D Luminescent Cell Viability（Cat. No.UA079011）。当然，传统的CCK8（Cat. No.abs50003）检测也是非常经典的方法。

图：UA-Glo® Luminescent Cell Viability检测原理

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图：检测化合物Staurosporine在不同肿瘤细胞中的活性

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2、细胞凋亡

Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒（Cat.No. abs50001）采用FITC染色的流式细胞术分析。Jurkat细胞（人T淋巴细胞白血病细胞）在5 µL（1 µg）Annexin V FITC和碘化丙啶(PI)的缓冲液中孵育。使用 BD FACSymphony™ A1流式细胞仪和FlowJo™软件进行流式细胞术和 数据分析。结果图：(A)未染色(B) PI单染(C) Annexin V FITC单染(D) Annexin V FITC 和 PI检测数据如下：

图：凋亡试剂盒检测数据

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UA-Glo® Caspase 3/7 Assay（Cat.No.UA079012）即用型 Caspases 3/7细胞凋亡检测试剂盒用于定量检测细胞中 Caspases 3和7的活性。将该试剂加入待测细胞后，细胞裂解释出的 Caspases 3/7切割试剂中的 Caspases 3/7特异性的多肽荧光素偶联底物从而释出荧光素，试剂中的荧光素酶可以催化荧光素反应而产生光，光的强度和 Caspases 3/7的活性成正比关系。该试剂具有信噪比高、重复性好、稳定性好的特点。均质即用型的配方减少了实验准备和操作步骤，降低了因为多次加样导致的误差，且其稳定的辉光信号使该产品尤其适合高通量的化合物筛选。

图：加入检测试剂后30min-130min读取荧光值的剂量曲线

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04 细胞因子检测

1、THUNDER TR-FRET方法（高通量，免洗，快速，上样量小）

以HumanTNFα 为例

THUNDER TR-FRET应用双抗夹心技术检测模型，一对特性抗体识别细胞因子后与其结合，用光（320~340nm）激发荧光供体产生FRET（615nm）信号进而激发荧光受体发射信号（665nm）。抗体孵育2小时，信号强度与TNFα 浓度成正比。

THUNDER TR-FRET Human TNFα（Cat.No.KIT-TNFA-500）

Dynamic Range：13–30000pg/mL

图：THUNDER TR-FRET TNFα 检测原理，流程及标准曲线

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2、HICA化学发光方法（高通量，免洗，快速，样本样本兼容好）

HICA Human IL2（Cat. No.UA086035）采用双抗体夹心的均相化学发光法进行细胞因子浓度的检测，操作简单，无需洗涤。检测体系中包含两种微球：受体微球偶联Anti-IL2的抗体1，供体微球偶联链霉亲和素，同时使用生物素标记的Anti-IL2抗体2。反应时，两种微球相互靠近间距小于200 nm时，受光（680nm）激发后产生的单线态氧可转移至受体微球并引发化学发光（615nm）通过检测化学发光信号强度与IL2浓度成正比关系。该方法具有操作简便、反应快速、超高灵敏度，免洗，可适用于血清等复杂样本。

Human IL2（Cat.No.UA086035）

检测范围：0-100,000pg/mL。

图：HICA Human IL2检测原理及检测数据

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