PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，由调节亚基p85和催化亚基p110构成。PI3K按照结构和底物专一性可分为3型(PI3K I-III)，功能各异，与肿瘤关系最密切的为PI3K I型。目前研究最广泛的也为1型PI3K,此型PI3K为异源二聚体，包含IA和IB两种类型，均由一个调节亚基和一个催化亚基组成。调节亚基含有SH2和SH3结构域，与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。该亚基通常称为p85, 包括p50a, p55a, p85a, p85β and p55γ。催化亚基有4种，即pll0a，β，δ，γ，而δ, γ仅限于白细胞，其余则广泛分布于各种细胞中。

AKT，也称作蛋白激酶B，是PI3K下游的主要效应物，为单链结构，有三个结构域构成，分别是N端的调节区(AH domain)， 丝氨酸/苏氨酸激酶区域(催化区域)和C末端尾部区域。AKT包含3种亚型(AKT I/PKB a 、AKT2/PKB β及AKT3/PKB γ )，3种亚型结构上同源性较高，功能各异，但有部分功能重叠。其中，AKTI通过抑制细胞凋亡过程与许多类型癌症的发生密切相关。AKT2是胰岛素信号转导通路中的一个重要信号分子，而AKT3则是主要表达在脑部。AKT通过与PIP3 结合磷酸化，具有激酶活性，可通过直接或间接的途径激活mTOR的磷酸化，并进一步传导生物学信号。活化的AKT可通使多种酶、激酶或转录因子等下游信号分子磷酸化，进而调节细胞的生物学功能。

生理状态下PI3K/AKT/mTOR 信号传导通路通过配体结合酪氨酸激酶受体(RTKs)向下传导，RTKs包括EGFR、ERBB3、MET、PDGFR、VEGFR、IGF-IR和HER2等。激活的IA型PI3K在细胞膜上将PIP2转化为PIP3。与此同时，通过PI3K的交互作用，RAS/RAF/MAPK通路也被激活。PIP3 作为第2信使结合AKT的PH结构域，促使PDKI磷酸化AKT蛋白的Ser308，导致AKT活化。活化的AKT导致结节性硬化症相关蛋白TSC2-TSC1 复合物磷酸化和失活，进一步引起RHEB的聚集，最终导致mTORC1的活化。MTORCI活化后可以磷酸化P70S6K，4EBP1，4EBP2和4EBP3，增强蛋白翻译，核糖体的生物合成以及抑制细胞自噬。磷酸化的AKT不仅可以活化mTOR信号，也可以活化MDM2( Murine doubleminute2)基因，以及灭活促凋亡靶蛋白，如FOXO (Forkhead boxO)。AKT磷酸化FOXO导致促凋亡蛋白BIM( Bcl-2 interacting mediator of cell death)，FAS配体和细胞周期依赖性激酶特异性抑制蛋白P27Kip1和RBL2的表达，最终导致细胞周期抑制。（图3-3）