综述：核糖体蛋白S6激酶1调控的核心机制：mTOR复合物1与复合物2的共同作用

《The FEBS Journal》：The nuts-and-bolts of ribosomal protein s6 kinase 1 regulation: A shared responsibility for mTOR complexes 1 and 2

　　

核糖体蛋白S6激酶1（S6K1）是细胞生长与代谢的核心调控因子，也是mTOR信号通路的关键效应分子。鉴于其在癌症及代谢性疾病中的核心作用，S6K1是重要的治疗靶点；但开发有效疗法需要明确该酶的激活机制。本综述全面整合了S6K1的生物学特征，涵盖其结构域、乙酰化与泛素化等多种化学修饰，以及非编码RNA对其的调控。我们特别强调了从传统“经典”模型到新兴“非经典”范式的转变，这一转变的核心是提出S6K1的激活由mTOR复合物1（mTORC1）与mTOR复合物2（mTORC2）共同完成。我们详细阐述了两步激活机制：首先mTORC1通过解除内部抑制实现对S6K1的“启动”，随后mTORC2完成激活过程。通过整合不同模型并解答药物敏感性相关的长期争议，本综述建立了S6K1生物学的现代框架，为精准治疗干预提供了新的方向。

缩写说明

本部分首先对文中涉及的专有名词缩写进行统一说明，包括AGC激酶（AGC kinase）、激活环（AL）、C端自抑制结构域（CAD）、周期蛋白依赖性激酶（CDK）、酪蛋白激酶2（CK2）、细胞外信号调节激酶（ERK）、真核翻译起始因子4E（eIF4E）、FK506结合蛋白12（FKBP12）、FKBP12-雷帕霉素结合结构域（FRB）、糖原合成酶激酶3β（GSK3β）、疏水基序（HM）、胰岛素样生长因子（IGF）、c-Jun N末端激酶（JNK）、激酶结构域（KD）、长链非编码RNA（lncRNA）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、微小RNA（miRNA）、雷帕霉素机制靶蛋白复合物1（mTORC1）、雷帕霉素机制靶蛋白复合物2（mTORC2）、雷帕霉素机制靶蛋白复合物3（mTORC3）、核定位信号（NLS）、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶（PDK1）、普列克底物同源结构域亮氨酸重复蛋白磷酸酶（PHLPP）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、蛋白磷酸酶2A（PP2A）、富含脯氨酸的Akt底物40kDa（PRAS40）、脑富集Ras同源蛋白（Rheb）、mTOR雷帕霉素不敏感伴侣（Rictor）、mTOR调节相关蛋白（Raptor）、核糖体蛋白S6（rpS6）、核糖体蛋白S6激酶1（S6K1）、核糖体蛋白S6激酶2（S6K2）、应激激活蛋白激酶相互作用蛋白1（SIN1）、转向基序（TM）、三阴性乳腺癌（TNBC）、雷帕霉素靶蛋白（TOR）、TOR信号基序（TOS motif）、结节性硬化症复合物（TSC）。

引言

S6K1属于AGC激酶家族，该家族是一类丝/苏氨酸蛋白激酶，包含cAMP依赖性蛋白激酶1（PKA）、cGMP依赖性蛋白激酶（PKG）和蛋白质激酶C（PKC）三个创始成员。目前已报道的AGC激酶家族成员共63个，除S6K1外还包括Akt、p90核糖体S6激酶（RSK）及丝裂原和应激激活蛋白激酶等。这类激酶的激活依赖两个高度保守的调控基序的磷酸化：激活环（T-loop）和疏水基序（HM），部分AGC激酶还存在第三个关键磷酸化位点转向基序（TM），其特征为Ser/Thr-Pro序列，可稳定激酶的激活构象。S6K1可被生长因子、营养物质和细胞因子诱导激活，通过调控细胞生长和增殖维持细胞稳态。现有研究显示，敲除S6K1可延长寿命，减少骨、免疫和运动功能障碍及胰岛素抵抗等与年龄相关的病理改变；而S6K1异常激活则是肿瘤、糖尿病、肥胖和衰老的主要驱动因素。长期以来，S6K1被定义为mTORC1的主要下游效应分子。mTOR是一种进化上高度保守的丝/苏氨酸激酶，是细胞生长与增殖的核心调控因子，冷冻电镜研究显示其呈中空菱形结构，尺寸约为280×210×130 ?3。其结构C端包含FAT结构域（FKBP12雷帕霉素相关蛋白、共济失调毛细血管扩张症和转化/转录激活结构域相关蛋白）、FRB结构域（FKBP12雷帕霉素结合结构域）、激酶结构域（调控mTOR活性的关键磷酸化位点）和FATC结构域（FAT羧基端结构域）；N端区域由20个HEAT重复序列组成，是与调节亚基互作的关键区域。mTOR存在两种结构和功能不同的复合物：mTORC1和mTORC2。mTORC1的核心组分包括催化亚基mTOR、调节亚基Raptor和GβL（又称mLst8），此外PRAS40和Deptor为其抑制亚基。mTORC2的核心组分包括mTOR、GβL、SIN1、调节亚基Rictor，以及PRR5和Deptor。近期研究提出了第三种mTOR复合物mTORC3，该复合物对雷帕霉素不敏感，缺乏经典的mTORC1/C2组分Raptor、Rictor或mLst8，而是由E26转化特异性转录因子ETV7与细胞质中mTOR结合形成，可独立于传统亚基发挥兼具mTORC1/2活性的双模式功能，mTOR的FRB结构域和激酶结构域中的LBE序列分别与ETV7的PNT结构域和ETS结构域互作。mTORC3已在多种人类癌症中被观察到组装，小鼠模型显示其可增加胚胎性横纹肌肉瘤的发生率和外显率，且可在缺乏Raptor或Rictor的情况下磷酸化4E-BP1、S6K1和AKT等靶点。其中mTORC1是整合生长因子和营养物质信号的研究最深入的复合物，其下游效应分子以S6K1的特征最为明确。尽管已有数十年的研究积累，S6K1激活的精确层级关系——尤其是mTORC1与mTORC2的互作机制——仍是学界争论的焦点。由于S6K1失调是多种病理状态的核心环节，明确其激活动力学对下一代疗法开发至关重要。本综述全面整合了S6K1调控的最新进展，批判性评价传统经典模型与新兴的非经典模型证据，强调mTOR复合物在S6K1激活中的共同作用。

S6激酶的亚型与结构组织

人类S6激酶包含两个成员：S6K1和S6K2，分别由17号染色体上的RPS6KB1（又称S6Kα）基因和11号染色体上的RPS6KB2（又称S6Kβ）基因编码。S6K1因可变剪接存在三种主要亚型：p85 S6K1、p70 S6K1和较少被研究的p60 S6K1。其中p85 S6K1（S6KαI）是最大的亚型，含525个氨基酸残基；p70 S6K1（S6KαII）为普遍表达的502氨基酸残基蛋白；p60 S6K1含471个氨基酸残基。较大的p85 S6K1与p70 S6K1仅在N端多出一段23个氨基酸的片段，该片段包含六串联精氨酸基序，可作为核定位信号（NLS），近期研究还发现该N端序列可促进p85 S6K1被癌细胞分泌，进而增强周围细胞的肿瘤转化能力。p60 S6K1同样通过可变剪接产生，利用长p85 S6K1转录本的甲硫氨酸54作为翻译起始位点。此外还有更短的亚型被报道：小鼠中的p31 S6K1（316个残基），以及人类中的h6A（209个残基）和h6C（219个残基）。p31 S6K1保留了23个氨基酸的N端片段，但缺失大部分激酶结构域；h6A和h6C则因外显子6和7之间存在可变外显子6a和6c，导致开放阅读框移位并引入终止密码子，因此缺失超过一半的保守激酶结构域。这些定位于细胞核的亚型同样源自RPS6KB1基因，已被证实具有致癌特性。S6K2存在两种亚型：较短的p54 S6K（S6KβII，482个氨基酸残基）和较长的p56 S6K（S6KβI，495个残基），与p85 S6K1类似，p56 S6K的N端13个额外氨基酸残基中包含NLS。S6K1与S6K2序列同源性较高：激酶结构域同源性约80%，N端区域约43%，C端区域约59%，二者结构组织相似，均包含：含有TOS（TOR信号）基序的酸性N端调控区；含有T-loop的激酶结构域（KD）；含有转向基序（TM）位点和疏水基序（HM）位点的连接区；以及C端调控区含有的假底物结构域——这是S6K区别于其他AGC家族成员的独特结构。尽管结构高度相似，但越来越多的研究表明二者功能存在差异：S6K1的PDZ结构域可通过与neurabin结合将其连接到细胞骨架，而S6K2的额外NLS和富含脯氨酸区域则参与介导不同的细胞定位和蛋白互作。

S6K1的关键磷酸化位点

S6K1对细胞生长增殖的调控作用使其成为明确其活性调控分子事件的重点。三十余年的研究已深入解析了S6K1激活的机制，现有数据凸显了S6K1特定结构域（携带关键磷酸化位点）与生长因子、营养物质、丝裂原等多重信号输入之间的复杂且不可或缺的互作。其中胰岛素/IGF通路通过磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）和mTORC1传递信号，是S6K1激活的经典通路；此外Ras/MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）等独立信号通路也被证实参与S6K1激活，这些发现推动了S6K1逐步、多位点磷酸化激活模型的建立。目前共有三种S6K1激活模型，尽管存在差异，但均认可三个特定位点的磷酸化对S6K1完全激活至关重要：激活环上的T-loop位点（p70-S6K1中为T229，p85-S6K1中为T252）、连接区转向基序（TM）位点（p70-S6K1中为S371，p85-S6K1中为S394）、连接区疏水基序（HM）位点（p70-S6K1中为T389，p85-S6K1中为T412）。将这三个位点任一突变为丙氨酸都会导致S6K1活性丧失，而T252和T412的协同磷酸化可实现S6K1的最大激活。

激活环磷酸化

体内外研究证实，组成型激酶PDK1负责T252的磷酸化，PDK1缺失的胚胎干细胞、PDK1^-/-细胞或T252A突变体均会导致S6K1酶学活性丧失。此外C端截短变体（S6K1-ΔCT）的激活水平显著高于全长S6K1，但若将C端磷酸化位点突变为丙氨酸则会显著削弱S6K1激活；体外研究显示PDK1对S6K1 T412A-ΔCT或S394A-ΔCT的激活效率极低，表明未磷酸化的C端会通过阻碍PDK1接近激活环抑制S6K1完全激活，凸显了HM和TM位点在促进PDK1介导的激活中的作用。

转向基序磷酸化

TM位点S394的磷酸化对S6K1完全激活同样关键，将该位点替换为丙氨酸（S394A）会使酶完全失活。但该事件的调控研究进展相对缓慢，且血清或胰岛素刺激对S394磷酸化的影响存在争议：部分研究显示血清或胰岛素可轻度增加S394磷酸化，且该过程可被雷帕霉素和渥曼青霉素抑制；也有研究显示生长因子剥夺的细胞中仍存在显著的、雷帕霉素抵抗的S394磷酸化。此外激酶死亡型S6K1仍可呈现正常的S394磷酸化，说明该位点并非自磷酸化位点，且T412E突变无法恢复S394A突变体的活性，提示该位点在调控催化活性中具有独立作用。目前关于TM位点的调控尚未有明确共识，部分研究提示mTOR可在体外促进S394磷酸化，但因S394磷酸化水平与mTORC1活性的相关性不佳，推测存在其他激酶参与调控。有研究提出糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）作为一种脯氨酸导向激酶，可与mTOR协同调控S394磷酸化进而调节S6K1活性与细胞增殖。另有研究类比mTORC2对AKT转向基序（T450）的共翻译磷酸化，推测S6K1的TM磷酸化是发生在T-loop和HM磷酸化之前的早期共翻译事件，该推测得到转染质粒表达S6K1过程中S394磷酸化与蛋白生成同步发生的证据支持。

疏水基序磷酸化

20世纪90年代初的研究已提示mTOR调控S6K1的体内激活，90年代末的研究进一步证实mTORC1可在体外直接磷酸化HM位点的T412。机制上，营养和能量充足会激活PI3-激酶和/或Ras信号，抑制mTORC1的负调控因子结节性硬化症复合物（TSC1/2），TSC抑制会激活Rheb-G蛋白进而激活mTORC1，活化的mTORC1磷酸化T412，最终使S6K1完全激活。T412磷酸化的不可或缺性也得到了验证：磷酸缺陷型T412A变体的S6K1活性完全丧失，而磷酸模拟型T412E变体即使在没有丝裂原的情况下也可表现出增强的基础活性。

S6K1的调控机制

自抑制与羧基端调控

S6K1的失活态特征是C端自抑制结构域与N端结构域发生互作，阻碍激酶结构域的关键磷酸化位点，从而使酶失活。因此S6K1激活的早期步骤涉及C端自抑制结构域内四个脯氨酸导向位点（S434、S441、S444、S447）的启动磷酸化。MAPK家族成员（如ERK1/2、JNK1/2）和CDK1可磷酸化这些位点，诱导构象变化并解除两个结构域之间的抑制性结合。Hou等人的研究显示，这种抑制解除会使S6K1结构松弛，暴露出T412和T252位点以供相应激酶完成完全激活。尽管这四个C端位点的磷酸化参与S6K1激活，但其作用并非绝对必需：将这四个位点突变为丙氨酸或截去C端101个氨基酸仅导致S6K1激活状态轻度下降，而将这些位点替换为磷酸模拟残基也仅使S6K1基础活性轻度升高。近期研究发现周期蛋白依赖性激酶5（CDK5）可在IFNγ处理的髓系细胞和胰岛素处理的脂肪细胞中诱导C端区域（S447和S452）的磷酸化；有趣的是，CDK5介导的磷酸化可诱导S6K1构象改变，使其对脂质代谢相关靶点的亲和力高于其经典靶点S6，而在神经元中CDK5会磷酸化自抑制结构域内的S424，促进S6K1激活进而影响树突棘形态发生。

氨基端调控

S6K1的氨基端在调控HM和T-loop位点磷酸化中发挥关键作用，通过两种模式实现：一是作为激活信号的受体，促进T412和T252的磷酸化；二是拮抗C端的抑制功能。大量证据表明，截去N端（ΔNT）会消除T412、T252、S427等雷帕霉素敏感位点的磷酸化，使蛋白失活，而在此基础上额外删除C端（ΔNT/ΔCT）则可恢复雷帕霉素敏感的磷酸化和激酶活性。氨基端的调控功能被定位在最末端的5~9个氨基酸组成的短基序，其特征序列为FDIDL，被称为TOR信号（TOS）基序。拟南芥核糖体S6激酶1（AtS6K1）的N端44个氨基酸区域被认为是哺乳动物TOS基序的功能等同区，截去TOS基序或将FDIDL序列中的苯丙氨酸（F）突变为丙氨酸（A）会消除T412和T252的磷酸化，而在此突变体中额外删除C端可部分恢复激酶活性和T412磷酸化。TOS基序被认为是mTORC1招募底物并磷酸化雷帕霉素敏感位点的对接平台，mTOR并不直接结合TOS基序，该互作由mTORC1复合物的支架蛋白Raptor介导。Raptor与S6K1的结合对诱导T412及后续的T252磷酸化至关重要，但具体机制仍有争议，现有理论分为两类描述模型：第一类模型认为Raptor与mTOR存在两种不同亲和力的结合状态，受营养供应调控，营养缺乏时Raptor与mTOR紧密结合，使mTOR处于失活状态；营养充足时Raptor与mTOR呈“松散”结合，允许mTOR激活并高效磷酸化S6K1等下游靶点，与该模型一致的是，过表达Raptor会增加mTOR的紧密结合状态比例，这解释了过表达Raptor会抑制mTOR活性的现象，且雷帕霉素可在无论营养状态如何的情况下破坏Raptor-mTOR互作，尽管该过程依赖磷酸化。第二类模型认为Raptor在mTORC1复合物中主要作为物理支架发挥作用，优先结合未磷酸化的mTOR底物（如S6K1），并将其直接招募至mTORC1复合物以促进其后续磷酸化。2005年在S6K1 C端区域发现的RSPRR基序（残基433~437）进一步明确了N端拮抗C端抑制的作用，该基序被认为负调控S6K1激活，可能是负调控因子（可能为磷酸酶）的对接位点，受mTORC1抑制；在失活的ΔNT或TOS突变体背景下突变RSPRR基序（R3A）可恢复胰岛素诱导的T412磷酸化。这些观察结果提示TOS基序对RSPRR基序的抑制作用具有负调控功能，但具体机制仍未明确。此外酪蛋白激酶2（CK2）可磷酸化S6K1 N端的S40，增强其磷酸化并促进S6K1的胞质定位。

S6K1的其他调控模式

除经典的磷酸化依赖调控外，S6K1还受多种翻译后修饰和转录后机制调控：翻译后修饰包括磷酸酶介导的去磷酸化、乙酰化、泛素化和CoA化；转录后调控则由微小RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）介导。

翻译后调控

磷酸酶调控

除上游激酶的阳性调控外，S6K1还受磷酸酶的负调控，最早的证据来自雷帕霉素对S6K1磷酸化状态影响的研究，这类磷酸酶可诱导S6K1去磷酸化进而使其失活。目前已确认蛋白磷酸酶2A（PP2A）和普列克底物同源结构域亮氨酸重复蛋白磷酸酶（PHLPP）是主要的负调控磷酸酶。哺乳动物中PP2A可与S6K1共免疫沉淀，且更倾向于结合野生型S6K1而非ΔNT/ΔCT突变体；果蝇中PP2A的B调节亚基（PP2A-B）及其人类同源物PPP2R5C可结合S6K1并将PP2A全酶招募至S6K1使其去磷酸化，因此PP2A-B缺失会导致dS6K过度激活和代谢缺陷，人类PPP2R5C敲低细胞中也观察到类似效应。此外维生素D受体可与PP1c或PP2Ac组装成三元复合物，结合S6K1并诱导其去磷酸化。体外研究证实PHLPP可选择性地使S6K1疏水基序去磷酸化，过表达PHLPP可降低细胞内S6K1磷酸化水平，且不依赖于Akt去磷酸化；功能上PHLPP耗竭与核糖体蛋白S6（rpS6）磷酸化增加、rpS6与翻译起始复合物结合增强相关，对应细胞体积增大、蛋白质含量增加和帽依赖性翻译速率升高，此外PHLPP耗竭还与S6K1介导的Akt负反馈调控激活相关。

乙酰化

乙酰化和泛素化是另外两种参与S6K1调控的翻译后修饰。乙酰转移酶p300/CBP和p300/CBP相关因子（PCAF）可在丝裂原刺激下乙酰化S6K1 C端末端的K516，增强其稳定性。有趣的是，S6K1乙酰化还可整合代谢信号：热量限制时，肠道干细胞中SIRT1诱导S6K1去乙酰化，增强mTORC1依赖的S6K1磷酸化，进而发出ISC自我更新的信号；相反葡萄糖水平升高会促进HDAC1诱导S6K1去乙酰化，参与肾小球细胞肥大和基质扩张。此外O-连接N-乙酰葡糖胺转移酶可修饰S6K1的Ser489，抑制mTORC1-S6K1信号，可能减少巨噬细胞中促炎基因的转录。

泛素化

S6K1可被泛素连接酶ROC1直接介导发生多聚泛素化，RNA干扰敲低ROC1可稳定S6K1，提示ROC1介导的多聚泛素化将S6K1靶向蛋白酶体降解。尽管泛素化对S6K1的调控研究仍处于起步阶段，但为理解蛋白酶体介导的S6K1调控与功能的机制输入提供了新视角。

CoA化

HEK293/Pank1β细胞的体外研究显示，氧化应激期间S6K1会发生辅酶A的共价修饰，该过程被称为CoA化。质谱分析将CoA结合位点定位到S6K1 αII的Cys217（S6K1 αI中的Cys240），位于激酶激活环。分子对接研究提示CoA-ADP部分非共价结合S6K1核苷酸结合口袋，使CoA巯基与表面暴露的Cys217残基形成共价键，与未CoA化的形式相比，辅酶A结合可使S6K1激酶活性降低约40%。

转录后调控

微小RNA调控

S6K1还在mRNA水平受微小RNA（miRNA，约20个核苷酸的短链非编码RNA）调控，多数情况下miRNA负调控S6K1表达。例如MDA-MB 231细胞中的miR-15/16复合物、三阴性乳腺癌（TNBC）中的miR-557和miR-3182可通过降解S6K1 mRNA调控细胞增殖与存活；小鼠精子发生研究（经人类样本验证）显示miR-181a靶向并下调S6K1表达以支持该过程；miR-128和miR-195也通过靶向下调S6K1在前列腺癌发生中发挥抑制作用；miR-506-3p可通过结合S6K1 mRNA的3’非翻译区导致其降解，进而调控S6K1介导的胰岛素敏感性。与之相反，人肾细胞癌研究显示miR-122过表达可增加磷酸化Akt（Ser473）和磷酸化mTOR（Ser2448）的水平，间接正向促进S6K1激活。

长链非编码RNA调控

长链非编码RNA（lncRNA）可通过互补结合miRNA，阻止miRNA与其靶mRNA结合，因此lncRNA对S6K1的调控是间接的。例如lncRNA PCA3可与miR-106b互作并破坏其对靶基因（包括S6K1、RhoC、Bcl/xl和MMP2）的调控，影响卵巢癌细胞功能；lncRNA CCAT2也被报道可通过靶向S6K1的miR-145促进食管癌的放疗抵抗。

S6激酶1的激活模型

现有证据总体上提出了三种S6K1激活模型，可分为经典通路（包含传统模型和替代模型）和非经典模型。三类模型均认可连续的多位点磷酸化是S6K1完全激活的核心事件，但在这些磷酸化的时序或上游激酶的具体种类上存在差异。具体而言，传统模型和替代模型涉及的调控因子相同，模式相似，仅在关键磷酸化事件的发生时序上存在细微差别；而非经典模型则通过描述替代因子参与S6K1激活关键步骤，提供了不同的视角。

经典模式的S6K1调控

传统模型和替代模型同属经典通路，涉及的磷酸化事件和上游激酶基本一致，核心差异在于T-loop和疏水基序（HM）位点磷酸化的时序，这归因于两个位点之间存在强协同性。

传统模型

被广泛接受的传统模型认为，mTORC1介导的T412磷酸化发生在PDK1介导的T252磷酸化之前。失活状态下，S6K1碱性的C端自抑制假底物结构域与其酸性的N端发生互作，阻碍激酶结构域，使酶处于失活状态。生长因子或丝裂原刺激会激活ERK1/2、JNK1/2、CDK1、CDK5等激酶，磷酸化C端结构域内的S434、S441、S444、S447和S452（S6K1 αI中）位点，这些磷酸化诱导构象变化，解除两个末端的互作，使HM和T-loop位点暴露，最终由mTORC1磷酸化HM位点的T412，随后PDK1磷酸化T-loop位点的T252，实现激酶完全激活。

替代模型

替代模型认为，失活S6K1转向基序（TM）的Ser394磷酸化是激活的初始步骤。有研究提出组成型激酶在共翻译阶段磷酸化Ser394，支持这是最早的磷酸化事件之一。随后丝裂原诱导自抑制C端结构域发生多位点磷酸化，使S6K1构象更为松弛，允许PDK1接近T-loop并磷酸化T252，最终mTORC1磷酸化HM位点的Thr412。两类经典模型均有大量研究支持：传统模型得到了磷酸模拟突变体（S6K1-T412E-D3E）中PDK1诱导的T252磷酸化增强、T412A突变体中T252磷酸化降低等研究结果的支持；而大量文献通过证明T252A突变体中T412磷酸化降低、PDK1^-/-胚胎干细胞中完全缺乏T412磷酸化，支持了替代模型。

非经典模式的S6K1激活

尽管mTORC1驱动S6K1 T412磷酸化是主流观点，但近期研究揭示了更复杂的调控层面。例如昆虫Sf9细胞的研究显示，雷帕霉素对杆状病毒重组（BVr）S6K1的抑制是由磷酸化以外的事件介导的：尽管BVr-S6K1未表现出T412或T252的TOR依赖磷酸化，但即使携带破坏TOR诱导磷酸化的突变（T412A）或破坏TOR结合的突变（ΔNT/ΔCT），该酶仍对雷帕霉素敏感。此外TOS基序被破坏的S6K1突变体仍存在HM磷酸化，提示mTORC1可能通过不依赖直接HM磷酸化的机制调控S6K1。其他研究鉴定出真核翻译起始因子4E（eIF4E）是调控4E-BP1雷帕霉素敏感性的细胞因子，提示4E-BP1和S6K1的磷酸化动力学是独立调控的，这得到了Raptor并不总是参与S6K1磷酸化、以及缺乏共有TOS基序的mTORC1底物被发现的证据支持。研究人员近期鉴定出eIF4E是mTORC1的固有底物，可作为mTORC1向S6K1传递信号的中间分子：mTORC1可诱导eIF4E与S6K1的TOS基序互作，解除C端自抑制并促进后续HM磷酸化。由于mTOR是mTORC1和mTORC2的核心组分，研究人员进一步探索了mTORC2在该过程中的作用，发现雷帕霉素抵抗的S6K1截短突变体（ΔNT ΔCT）仍可呈现Thr412磷酸化，且对mTOR抑制剂Torin-1具有选择性敏感性，提示mTORC2可能是S6K1的HM激酶。进一步数据显示HM磷酸化依赖于mTORC2的调节亚基Rictor，分子对接和突变分析鉴定出S6K1中一段保守的19个氨基酸序列介导了该与Rictor的互作，删除该序列会消除HM磷酸化，无论TOS基序是否功能正常。这些发现支持两步非经典模型：mTORC1首先诱导eIF4E与S6K1的TOS基序互作，解除自抑制并暴露T412位点，随后mTORC2介导T412磷酸化，且该过程依赖于mTORC1的启动作用。

S6K1调控背景下的mTOR复合物雷帕霉素敏感性

雷帕霉素长期以来是界定mTORC1依赖的S6K1调控的关键药理工具。急性雷帕霉素处理可快速强力抑制mTORC1活性，导致S6K1疏水基序（HM）磷酸化显著降低，但这种抑制具有底物选择性，部分mTORC1靶点如4E-BP1仅对雷帕霉素表现出部分敏感性，凸显了底物结合和调控的内在差异。与mTORC1不同，mTORC2对急性雷帕霉素暴露基本不敏感，长时间雷帕霉素处理（≥24小时）才会通过阻止新的mTORC2复合物组装间接损伤mTORC2功能。这种急性与慢性雷帕霉素敏感性的时间差异对解读S6K1调控具有重要意义，尤其是在区分HM磷酸化的直接与间接效应时。近期鉴定的第三种mTOR复合物mTORC3进一步增加了调控的复杂性：与mTORC1和mTORC2不同，mTORC3缺乏FKBP12-雷帕霉素结合所需的经典辅助蛋白Raptor和Rictor，因此本质上对雷帕霉素不敏感，可能在mTORC1被抑制的条件下仍保留对S6K1等底物的催化活性。在S6K1激活的背景下，这些观察结果表明雷帕霉素并不会直接阻断HM磷酸化的所有潜在输入，其主要作用是破坏mTORC1介导的启动事件——如eIF4E-TOS互作——从而解除S6K1自抑制，进而间接限制mTORC2（以及潜在的mTORC3）等下游激酶接近HM位点。因此雷帕霉素处理后出现的HM磷酸化缺失很可能是启动受损的结果，而非HM激酶本身被直接抑制。

结论与展望

过去二十年间，在定义S6K1在mTOR信号网络中的功能方面取得了实质性进展，但仍存在显著的不确定性。现有证据支持三种S6K1激活机制模型：传统模型和替代模型（同属经典通路）以及独特的非经典模型。三类框架均认可S6K1激活需要连续的多位点磷酸化，但在这些事件的时序和上游激酶的身份上存在分歧。经典模型大多涉及相同的激酶，差异仅在于对T-loop和疏水基序（HM）磷酸化等关键事件的排序，反映了这两个位点之间的强协同性。相比之下，非经典模型纳入了近期发现：mTORC1可能并非S6K1的直接HM激酶，而是主要通过eIF4E-TOS依赖的机制解除C端自抑制，从而为mTORC2后续磷酸化“启动”S6K1。这一更新后的框架得到了以下证据的支持：HM磷酸化需要Rictor和介导mTORC2互作的S6K1特定19氨基酸区域，且T412磷酸化在雷帕霉素抵抗的S6K1变体中持续存在。尽管这些发现为解释尚不明确的HM调控细节提供了令人信服的替代方案，但显然仍需更广泛的研究和直接的实验验证来巩固这一非经典模型。尽管如此，强调这一通路至关重要，它为基本的TOS-Raptor范式提供了必要的互补框架，有望调和长期存在的生化矛盾，并为治疗探索提供新途径。总体而言，新出现的证据将S6K1定位为由mTORC1和mTORC