2024年11月1日，中国科学院遗传与发育生物学研究所的何康敏团队与中国科学院杭州医学研究所的方晓红团队合作在Molecular Cell杂志在线发表了题为Spatial organization of PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT signaling by focal adhesions的研究论文。该研究通过使用活细胞单分子荧光成像，结合脂质分子探针设计、基因编辑、图像定量分析等方法，发现细胞膜上的黏着斑（focal adhesion）是调控PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号通路时空激活的重要亚细胞结构。
该研究首先利用基因编辑技术对内源IA型PI3K进行荧光标记，通过活细胞单分子成像发现IA型PI3K的催化亚基和调节亚基均被动态招募至细胞膜上的黏着斑激活。通过开发高灵敏度的可遗传编码的PI(3,4,5)P3脂质分子探针，发现I型PI3K的产物PI(3,4,5)P3在黏着斑高度富集。此外，PI(3,4,5)P3下游最重要的效应蛋白AKT，被PI(3,4,5)P3动态招募至黏着斑周围激活。黏着斑是介导细胞与细胞外基质互作的多蛋白聚集，而黏着斑激酶（FAK）是将细胞外信号传递至细胞内的关键分子。该研究进一步发现激活的FAK，能够结合IA型PI3K的调节亚基p85α，介导IA型PI3K向黏着斑招募和激活，催化PI(3,4,5)P3在黏着斑的动态生成和富集，进而将AKT招募至黏着斑周围激活。PIK3CA（编码p110α）激活突变提高了p110α的激酶活性，显著增强了PI(3,4,5)P3在黏着斑周围的局部生成和富集。PTEN的缺失则阻碍了PI(3,4,5)P3的清除，导致PI(3,4,5)P3在整个细胞表面的高度积累，削弱了其在黏着斑周围的局部分布。鉴于FAK能够调控PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号的激活，该研究发现联合使用p110α和FAK抑制剂，能够对AKT的激活、癌症细胞的生长、迁移和侵袭等产生更强的抑制效果，为肿瘤的治疗提供了新的思路。
综上，该研究通过开发和利用多种脂质研究的新方法，发现了黏着斑作为信号中心，激活并调控PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号通路。经典理论认为PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号通路的时空激活主要依赖于配体激活后的受体酪氨酸激酶或G蛋白偶联受体，而黏着斑介导的PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号的时空激活，是一种生长因子等配体非依赖的机制，该机制可能是细胞在基础或生理状态下，响应细胞外环境激活PI3K-PI(3,4,5)P3-AKT信号的主要途径。
