T 细胞命运受多种因素调控,PI3K 信号通路在其中发挥关键作用,涉及 T 细胞激活、分化、增殖与死亡、记忆 T 细胞形成、免疫调节及肿瘤免疫等多个方面。PI3K 信号通路概述结构与激活哺乳动物表达四类 PI3K 催化亚基(p110α、β、γ、δ),与调节亚基形成二聚体 。可被受体酪氨酸激酶、小 Ras 相关 GTP 酶和异源三聚体 G 蛋白激活,激活后催化 PtdIns - 4,5 - P₂生成 PtdIns - 3,4,5 - P₃,激活下游信号 。相关疾病突变PIK3CA 激活突变常见于人类肿瘤,如 H1047R 和 E542K/E545K 等,可增强激酶活性 。PIK3CD 激活突变导致活化的 PI3K - δ 综合征(APDS),引发免疫缺陷 。10.1016/j.cell.2017.07.029PI3K 通路的效应器AKT 激酶家族AKT 是 PI3K 下游关键效应器,其激活环(Thr308)磷酸化后被激活,mTORC2 磷酸化 Ser473 增强其活性 。AKT 参与细胞增殖、代谢、存活和运动等过程 。TEC 家族激酶包括 BTK、ITK 和 TEC,在淋巴细胞中通过磷酸化磷脂酶 C 促进信号转导 。BTK 与 PI3K 在 B 细胞发育和信号传导中紧密合作,相关基因突变会导致免疫缺陷 。mTOR 复合物mTOR 形成 mTORC1 和 mTORC2 两种复合物,mTORC1 促进合成代谢,支持细胞生长和增殖;mTORC2 磷酸化 AKT 等底物 。雷帕霉素可抑制 mTORC1,ATP 竞争性 mTOR 激酶抑制剂可抑制 mTORC1 和 mTORC2 。PI3K 通路与代谢葡萄糖代谢PI3K 信号在肌肉和脂肪细胞中可促进葡萄糖摄取,通过 AKT2 磷酸化 AS160 促进 GLUT4 转运,或通过激活 mTORC1 调节 GLUT1 表达 。AKT 还可通过磷酸化己糖激酶 2 等增强葡萄糖代谢 。脂质和蛋白质代谢PI3K/AKT 和 mTORC1 激活 SREBP1 和 SREBP2 转录因子,促进脂质合成 。mTORC1 激活 S6K1/2 和抑制 4E - BP1,驱动蛋白质和核苷酸合成 。PI3K 通路与免疫固有免疫在炎症反应中,p110γ、p110δ 和 p110β 参与中性粒细胞和巨噬细胞的激活、趋化和吞噬等过程 。Toll - 样受体(TLR)激活 PI3K - mTOR 通路,在不同情况下对免疫反应起正向或负向调节作用 。适应性免疫在 T、B 细胞中,PI3K 信号由抗原受体等激活,影响细胞发育、分化和代谢编程 。例如,在 B 细胞中影响抗体类别转换,在 T 细胞中影响 Th 细胞分化和 Treg 功能 。10.1016/j.cell.2017.07.029PI3k调控T细胞命运PI3K 与 T 细胞激活T 细胞的激活依赖于 T 细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞表面抗原肽 - 主要组织相容性复合体(pMHC)的特异性结合,以及共刺激分子的辅助。PI3K 在此过程中扮演关键角色,其被激活后,催化磷脂酰肌醇 - 4,5 - 二磷酸(PIP₂)转化为磷脂酰肌醇 - 3,4,5 - 三磷酸(PIP₃)。PIP₃招募并激活一系列下游效应分子,如磷酸肌醇依赖性激酶 - 1(PDK1)和蛋白激酶 B(Akt)。Akt 通过磷酸化多种靶蛋白,抑制促凋亡蛋白 Bad,激活抗凋亡蛋白 Bcl - 2,从而促进 T 细胞的存活和激活 。此外,PI3K 还参与调节 T 细胞的代谢重编程,为 T 细胞的激活提供充足的能量和生物合成前体。PI3K 与 T 细胞分化辅助性 T 细胞分化PI3K 信号通路对辅助性 T 细胞(Th)的分化起着重要的调控作用。Th 细胞可分为 Th1、Th2、Th17 等不同亚型,各亚型分泌特定的细胞因子,参与不同的免疫反应。PI3K 通过激活 Akt,进而激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路,促进 Th1、Th2 和 Th17 细胞的分化。在 Th1 细胞分化过程中,PI3K 信号增强 T - bet 转录因子的表达,推动 Th1 细胞的发育;在 Th2 细胞分化中,PI3K 信号促进 GATA - 3 转录因子的表达,促进 Th2 细胞的生成;对于 Th17 细胞,PI3K - Akt - mTOR 通路调节 RORγt 转录因子的表达,诱导 Th17 细胞的分化 。调节性 T 细胞发育调节性 T 细胞(Tregs)是维持免疫稳态的关键细胞群体。PI3K 信号在 Tregs 的发育和功能维持中具有复杂的作用。适度的 PI3K 信号对于 Tregs 的发育至关重要,其可通过激活 mTOR 通路,促进初始 T 细胞向 Tregs 分化。然而,过度激活的 PI3K 信号会抑制 Tregs 的功能,导致免疫失衡。Tregs 中 PI3K 信号的精确调控对于维持免疫耐受和防止自身免疫疾病的发生至关重要 。PI3K 与 T 细胞增殖和代谢PI3K 信号通路的激活能够促进 T 细胞的增殖。Akt 激活后,磷酸化结节性硬化复合物 1 和 2(TSC1/2),抑制其活性,从而激活 mTORC1。mTORC1 通过调节 S6 激酶 1(S6K1)和真核起始因子 4E 结合蛋白 1(4E - BP1)等靶蛋白,促进蛋白质、脂质和核苷酸的合成,为 T 细胞增殖提供物质基础 。同时,PI3K - Akt - mTOR 通路还调节 T 细胞的代谢重编程,增强糖酵解、脂肪酸合成等代谢途径,满足 T 细胞增殖和功能发挥的能量需求。PI3K 与 T 细胞记忆形成PI3K 信号在 T 细胞记忆形成中发挥着重要作用。在初始 T 细胞激活后,PI3K 信号的持续时间和强度影响 T 细胞向记忆性 T 细胞或效应性 T 细胞的分化。适度的 PI3K 信号有利于记忆性 T 细胞的形成,其通过调节转录因子的表达,如 FoxO1 等,维持记忆性 T 细胞的干性和自我更新能力。而过度激活的 PI3K 信号则促进效应性 T 细胞的分化,导致记忆性 T 细胞的产生减少 。PI3K 与肿瘤免疫中的 T 细胞功能在肿瘤免疫中,PI3K 信号通路对 T 细胞功能的调节具有重要意义。肿瘤细胞常通过激活 PI3K 通路逃避免疫监视。抑制 PI3K 通路可以增强 T 细胞的抗肿瘤活性,促进 T 细胞的浸润和杀伤肿瘤细胞的能力。例如,抑制 PI3Kδ 可以增强 CD8⁺ T 细胞的功能,打破肿瘤微环境中的免疫抑制状态,从而提高肿瘤免疫治疗的效果 。然而,PI3K 抑制也可能影响 Tregs 的功能,导致免疫失衡,因此需要精确调控 PI3K 通路,以实现最佳的抗肿瘤免疫效果。参考资料Johansen KH, Golec DP, Thomsen JH, Schwartzberg PL and Okkenhaug K (2021) PI3K in T Cell Adhesion and Trafficking. Front. Immunol. 12:708908. doi: 10.3389/fimmu.2021.708908Chandrasekaran S, Funk CR, Kleber T, Paulos CM, Shanmugam M and Waller EK (2021) Strategies to Overcome Failures in T-Cell Immunotherapies by Targeting PI3K-d and–g. Front. Immunol. 12:718621. doi: 10.3389/fimmu.2021.718621M.M. Juntilla, G.A. Koretzky,Critical roles of the PI3K/Akt signaling pathway in T cell development,Immunology Letters 116 (2008) 104–110