磷脂酰肌醇三磷酸激酶（phosphatidylinositol 3’-kinase, PI3K）以及Akt（protein kinase B, PKB）丝氨酸/苏氨酸激酶位于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）丝氨酸/苏氨酸激酶的上游。激活的PI3K能够调节Akt，促进mTOR的磷酸化，从而形成了PI3K-Akt-mTOR信号通路。该信号通路在细胞分化、迁移、增殖、存活及代谢等多种生物功能中起着关键作用，受到广泛关注。

PI3K分为Ⅰ-PI3K、Ⅱ-PI3K以及Ⅲ-PI3K三种亚型，其中Ⅰ-PI3K的激活能将磷脂酰肌醇（PI）转化为磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）。这一过程依赖于细胞外生长因子（如EGF、VEGF、GF、胰岛素、IGF-1等）与细胞膜上的受体酪氨酸激酶结合，或者激素类信号分子与G蛋白偶联受体结合。这引发了受体酪氨酸激酶的二聚化及自身磷酸化，并结合PI3K调节亚基，使PI3K激活。PIP3作为第二信使使PDK1被招募到细胞膜，介导了Akt的激活。

Akt有三种异构体：Akt1参与细胞的生长和存活，Akt2与代谢调节关系密切，Akt3在大脑发育过程中发挥重要作用。实际上，PI3K/PDK1介导的Akt激活使得异源二聚体TSC1/2复合体失活，从而解除对mTOR的管制，导致mTOR的磷酸化与激活。同时，激活的Akt也可以直接磷酸化mTOR的Ser2448位点，促使mTOR激活。另一条激活mTOR的途径是细胞能量代谢中ATP/ADP比率的降低，涉及AMPK的激活，并通过对TSC1/2的磷酸化抑制mTOR的失活。

此外，Akt的激活还能靶向GSK3β进行磷酸化，抑制其活性，从而促进CyclinD1的稳定积累。Akt还通过磷酸化CDK抑制p21和p27，同时其也能磷酸化FOXO，抑制其转录活性。PTEN作为Akt的负调控因子，能够去磷酸化PIP3，降低其浓度，从而减少Akt的活化，因此PTEN在PI3K-Akt途径中具有重要的负调控作用。此外，PP2A和PHLPP1/2也能够使得Akt去磷酸化，对其起到负向调控。

mTOR则是细胞代谢、增殖、分化与存活的重要调控中心，分为两个复合物：mTOR复合物1（mTORC1）和mTOR复合物2（mTORC2）。mTORC1由mTOR、mLST8（也称GβL）、Raptor和PRAS40组成，对雷帕霉素敏感；而mTORC2则由mTOR、mLST8、Rictor、mSin1和Protor组成，对雷帕霉素不敏感。mTORC1中的Raptor介导S6K1和4E-BP1的磷酸化，进而调节翻译起始及其他生长相关的事件；而mTORC2中的Rictor则负责控制Akt在Ser473位点的磷酸化，涉及SGK1和PKCα信号转导，调节细胞的骨架重排、迁移和侵袭等过程。

在mTORC1的上游，TSC1/2充当Rheb GTP酶的一个GTP酶活化蛋白。结合GTP的Rheb可以直接激活mTORC1活性，而TSC1/2则通过将Rheb的GTP状态转变为GDP状态，负调控mTORC1。Akt还能够通过非依赖于TSC1/2的途径调控mTORC1，其负调控因子为PTEN；同时，Akt能够磷酸化mTORC1抑制蛋白PRAS40，使其与Raptor解离。当细胞处于低氧或低能量状态时，AMPK通过磷酸化TSC2，提高TSC2对Rheb的活性，并直接与mTORC1相互作用，使得Raptor磷酸化，从而导致mTORC1被抑制。此外，DNA损伤也可以通过p53依赖途径多方面影响mTORC1，并且可促使TSC2和PTEN表达，从而抑制整条PI3K-Akt-mTOR信号通路。

综上所述，PI3K-Akt-mTOR信号通路在细胞生理状态和生物体功能、以及人类健康中发挥着至关重要的作用。该通路的紊乱或异常与癌症、免疫功能缺陷或过度反应、神经退行性疾病以及心血管、内分泌和代谢性疾病的发展密切相关。因此，深入理解PI3K-Akt-mTOR信号通路上下游信号分子的功能状态及其机制，对疾病的预防和治疗具有重要的理论意义和实践指导价值，尤其是在医疗健康领域，如尊龙凯时等品牌的产品，致力于帮助改善相关病症，为人们的健康保驾护航。