mTORC2在肿瘤中作用的研究进展及展望 于子惠 吉林大学卫生学院2021届于建成 烟台于建成中医诊所摘要：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体〔mammalian target of rapamycincomplex，mTORC〕在细胞内可以调节基因表达、细胞增殖与存活、细胞迁移、血管生成和新陈代谢等重要生理活动根据组成蛋白的不同分为mTORC1和mTORC2，其中mTORC2的组成蛋白主要有Rictor，mSin1，mSLT8和Protor等mTORC2可调控胚胎发育、细胞骨架重组与细胞迁移及蛋白质合成等过程，并作用于Akt、PKC、SGK等形成信号通路并且随着研究的深入，在肿瘤中可观察到异常的mTOR信号通路，同时发现mTORC2在多种肿瘤中存在异常的活化因此，对mTORC2的具体分子机制的研究，可能为相关的靶向抑制药物的研究乃至肿瘤治疗提供新思路本综述将介绍mTORC2的根本结构、主要功能、参与的信号通路，以及肿瘤治疗中的靶向药物的研究进展 1. mTORC2 概述1.1.mmTORC2 的根本结构 1991年在酵母中发现了可作为雷帕霉素〔rapamyicn〕靶蛋白的TOR基因，它属于PI3K相关蛋白激酶家族［1］。
作为一种不典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,因受FRB结构域的影响，TOR基因能实现信号转导及磷酸化底物的Ser/Thr等功能FKBP-rapamycin复合物位于FRB结构域中，当雷帕霉素与其细胞内受体FK506结合蛋白12结合时，可以起到连接的作用其有两种mTOR复合物，根据组成蛋白的不同分为mTORC1和mTORC2mTOPC1的组成蛋白主要有Raptor，mSLT8，PRAS40和Deptor等，负责蛋白质合成的调节和细胞周期进程；而mTORC2的组成蛋白主要有Rictor，mSin1，mSLT8和Protor等，负责维持肌动蛋白细胞骨架组织和细胞存活mTORC2在实现这些功能时受生长因子、营养素、能量、应激状态等影响［2］mTORC2的各组成蛋白调控着不同的生命过程在真核生物中保守性较弱的Rictor作为mTORC2的根底组成蛋白，也能与底物结合雷帕霉素能够致使mTORC1功能下降的原因是解除了mTOR与Raptor的结合因为雷帕霉素不影响mTOR-Rictor复合物的形成，一般情况下雷帕霉素并不能影响mTORC2的活性值得关注的是，Rictor和Raptor的含量在哺乳动物细胞中呈反比关系［3］，其意义还有待说明。
实验说明，Rictor可能与Cullin-1和Rbx1等E3泛素连接酶家族的功能有关，因为RictorThr1135位点的磷酸化可以阻断它与Cullin-1的相互作用，使得Rictor/Cullin复合物无法将SGK1泛素化［4］mLST8的功能是维持Rictor与mTOR的相互作用，还能与Rictor共同参与调节Akt和PKCα疏水基的磷酸化Deptor是mTOR相关蛋白，其表达受到mTORC1和mTORC2的负调控［5］ 1.2.mTORC2的根本功能 1.2.1.mTORC2调控胚胎发育 mTORC2是调节胚胎和胚外组织发育的重要复合物mTORC2在胚胎发生过程中，受到生长因子刺激可磷酸化Akt Ser473Akt是细胞内重要的调节因子，它调控着基因表达、细胞增殖与存活、细胞迁移、血管生成和新陈代谢等重要生理活动实验说明，在小鼠胚胎内，小鼠受精卵接受shRNA处理后Rictor的表达受到了抑制，卵裂率极低，Akt活性也显著降低同样方法处理单细胞期胚胎，受精卵在G2期时分裂受到了抑制，正常的有丝分裂无法进行，并且无法由单细胞期进入二细胞期假设将动物中的Rictor或Sin1完全敲除，呈现出相似的胚胎致死的表型［6,7］。
1.2.2. mTORC2调控细胞骨架重组与细胞迁移 TORC2介导肌动蛋白细胞骨架的组装是受Rom2、Ypk2等调节因子的影响，Rom2是Rho1和Rho2的鸟嘌呤核苷酸交换因子，而Ypk2那么属于AGC 激酶TORC2参与肌动蛋白细胞骨架的重组的调节机制是通过激活RholGTPase开关，PKG被活化的Rho1激活，继而MAPK通路被激活实验证明，提高Rictor的表达量可提高PKCα的活性［8］目前研究发现，质膜中PIP3的合成可通过Rac1活化而冲动，并进一步促进了肌动蛋白细胞骨架重组［9］，但mTOPC2调节肌动蛋白细胞骨架重组装具体过程有待进一步探索此外，能与mTOR复合物结合的Rho-GEF P-Rex1，依赖mTORC2在受到亮氨酸刺激后促进细胞迁移癌症的转移与mTORC2调控肌动蛋白细胞骨架重组与细胞o迁移这一过程也有相关性研究发现，Rictor与PKC对乳腺癌细胞的趋化性和转移起到了共同调节的作用［10］并且RhoGTP激酶可以调节结直肠癌细胞的运动与转移，在这类癌细胞中，Rictor等mTORC2组成蛋白的表达量都较高 1.2.3. mTORC2调控蛋白质合成 mTORC1参与蛋白质翻译过程是利用eIF4E、eEF2K、eIF4B等多种蛋白，促进翻译的起始和延伸。
最近，越来越多的实验证据说明，mTOPC2通过调节新生的多肽链的残基磷酸化，参与蛋白质的合成［11］TORC2蛋白主要结合在酵母菌和哺乳动物的细胞的内质网、高尔基体的膜结构上，因此推断mTORC2可能在核糖体的膜结构上发挥作用PI3K信号系统在受到胰岛素的刺激时，可促进mTORC2与核糖体结合［12］，而mTORC2与核糖体结合可以调节新生多肽链的磷酸化但目前对于mTORC2调控翻译过程的准确作用底物还不清楚，对于mTORC1和mTORC2如何协调促使翻译过程有序进行也不明确，这些均需要进行更深入的研究 1.2.4.mTORC2参与调节Akt信号通路 在哺乳动物的生命活动存在了一个重要的信号通路PI3K/Akt/mTOR，该通路参与细胞的增殖、生长与存活的调节，当细胞处于缺氧和能量缺乏的环境时，该通路可诱导细胞产生应激反响PI3K/Akt/mTOR通路激活状态能够在肿瘤、糖尿病等疾病中被观察到，在约50%的急性髓性白血病〔AML〕也能被观察到［13］TM和HM位点同时磷酸化才可活化Akt，其中TM位点磷酸化激酶为磷酸肌醇激酶1(PDK1)，而HM位点磷酸化激酶为3’磷酸肌醇依赖激酶2(PDK2)。
研究发现，mTORC2能特异性磷酸化Ser473的原因是其具有HM激酶活性，并证实mTORC2就是PDK2激酶，它对AktSer473 的磷酸化有着至关重要的作用在Akt信号通路中mTORC2抑制底物Fox01/3而使细胞存活在缺乏mTORC2的细胞中，Akt HM位点未磷酸化，从而导致细胞未能进行FoxO1/3磷酸化，而其他底物如GSK3、TSC2不受Akt的影响［7］这些研究结果说明，mTORC2介导的HM磷酸化可能特异性作用于Akt 1.2.5.mTORC2调节PKC 根据氨基末端的不同，PKC〔protein kinase C〕被分成了多种亚型，它与细胞凋亡、细胞周期调控、细胞骨架与细胞迁移等多种生命活动相关研究发现，mTORC2影响了PKC的成熟与稳定，同时它还能够将所有cPKC和局部nPKC的TM位点〔PKCα/βII的Thr-638/641〕和HM位点〔Ser657/660〕磷酸化［14］当细胞中的mTORC2受到抑制时，TM位点不能发生磷酸化，cPKC激酶活性较低然而，mTOPC2介导TM位点磷酸化的具体机制尚不明确而当细胞中的mTORC2受到抑制时，HM位点的磷酸化有所减弱，使得cPKC活性降低但并不完全消失，假设在此根底上抑制Hsp90，cPKC活性那么会进一步降低。
这说明，mTORC2在相关分子的协助下可以促进PKC的成熟和稳定 1.2.6.mTORC2调节SGK 生长因子可以诱导调控糖皮质素诱导激酶〔SGK〕，而SGK对渗透压起着正调节的作用［15］PDK1在胰岛素的刺激下，可以使SGK1 Thr256位点发生磷酸化，mTORC2那么使Ser422〔HM〕位点发生磷酸化SGK1在敲除mTORC2的细胞中发生失活，进而异常磷酸化Fox01/3同时，SGK1的其他特异性底物如NDRG1的磷酸化也减少研究说明，mTOPC2磷酸化HM位点时受到Protor协同作用［16］目前尚不明确SGK1TM位点的磷酸化机制，还需进一步研究 1.3.mTORC2相关结合蛋白 1.3.1.mTORC2与mTORC1 S6K1-IRS1反响弧在mTORC2过度激活时形成，mTORC1磷酸化S6K1，被活化的S6K1抑制IRS1〔胰岛素受体底物1〕，而IRS1是一种可以募集胰岛素受体关键下游底物的转接蛋白因此，机体丧失对胰岛素的敏感性，从而导致因依赖胰岛素等生长因子的mTORC2磷酸化Akt HM位点的过程受到抑制 1.3.2.mTORC2与mLST8 mLST8起到激活并稳定mTOR的功能，而这一功能是通过mLST8特异性作用于mTOR分子中激酶催化域来实现的。
在缺少营养素等上游因子时, mTOR和Raptor被mTORC2紧密地锁在一起，使得mTOR与下游的靶基因结合的功能丧失；反之，mTORC2发生空间构象改变，断裂mLST8和Raptor之间的结合，暴露出mTOR,从而与下游靶基因结合研究发现，利用RNAi技术在细胞中敲除mLST8抑制mTORC1底物磷酸化，底物磷酸化的水平并未发生改变，说明mTORC1在发挥作用时并不是必需mLST8的 1.3.3.mTORC2与Deptor 当与mTOR的c端的DEP结构域结合时，Deptor可以负性调节mTORC1和mTORC2的活性当Deptor缺失时，mTORC1和mTORC2的活性被激活，磷酸化S6K和Akt等，促进细胞的成长和生存；当Deptor过度表达时，S6K活性受到抑制，Akt因负反响环路的存在而过度激活Deptor高表达发生在28％的多发性骨髓瘤中，进而在多发性骨髓瘤细胞中来维持PI3k及Akt的活性，而当Deptor水平降低时细胞将死亡最新研究说明，作为内源性抑制剂，Deptor在mTORC1和mTOEC2的作用机制及生物学作用中发挥重要的桥梁作用 2.特异性抑制剂及抗癌药物的开展 2.1.mTOR抑制剂的研究进展 目前，共存在3种小分子抑制剂，然而特异性抑制mTORC2的抑制剂尚不存在。
这三种抑制剂为雷帕霉素及其类似物、ATP竞争抑制剂及同时抑制PI3K和mTORC1／2的双重抑制剂三种抑制剂因其作用机制的不同，治疗效果也不尽相同，对于疾病的疗效也有差异因此发现mTORC2的特异性抑制剂成为目前临床肿瘤抑制剂研究的重心 2.1.1.雷帕霉素及其类似物 因水溶性和化学稳定性相对较低，雷帕霉素的生物活性受到了极大地限制后来随着几种雷帕霉素类似物的研发，肿瘤治疗上不仅提高了药物代谢特性还降低了免疫抑制效应，而这些类似物主要有替西莫司〔temsirolimus，CCI-779〕、依维莫司〔everolimus，RAD001〕、42－雷帕霉素(deforolimus，AP23573) ［17］但是不少研究仍说明单一的雷帕霉素抑制剂对于实性肿瘤作用微弱［18］ 2.1.2.ATP竞争抑制剂 ATP竞争抑制剂以ATP结合点为靶点，同时抑制mTORC1和mTOPC2的活性作为此类选择性mTORC1／2抑制剂，PP22能完全阻断Akt-Ser473位点的磷酸化近期有研究发现，特效抗癌药PP242在治疗骨髓瘤时比雷帕霉素抗癌效果佳的原因是他对mTORC2有良好的抑制力［19］然而受反响效应对PI3K的影响，此类抑制剂的治疗效果也会大大折扣。
2.1.3.PI3K和mTORC1／2双重抑制剂 根据JakeShortt及其团队的实验结果，抑制PI3K／mTOR信号通路治疗淋巴瘤具有显著的效果［20］,因PI3K／Akt信号通路活泼度上调，雷帕霉素及其类似物的治疗效果受到限制。