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摘要：从mTOR的分子结构着手，综述了以mTOR为中心的4条信号传导通路(2条mTOR上游信号通路、2条mTOR下游信号通路)。这些信号通路在运动影响骨骼肌的信号传导过程当中发挥着举足轻重的作用。所有这些引起骨骼肌质量变化的信号系统，都是以mTOR为中心的，交互联系，构成一个统一的信号传导网络。一方面，运动引起骨骼肌肥大受到PI3K/Akt/mTOR和PI3K/Akt/TSC12/mTOR两条通路影响；另一方面，运动引起骨骼肌萎缩受到AMPK/TSC2/mTOR信号传导通路影响。
关键词：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白；信号传导；骨骼肌；分子机制；综述
mTOR signal conduction paths and their motion affecting molecular mechanism
ZHAO Xian，LI Shi-chang，LI Xiao-ying
（School of Physical Education and Health，East China Normal University，Shanghai 200241，China）
Abstract: By working on the molecular structure of mTOR, the authors gave an overview of 4 signal conduction paths (2 mTOR upstream signal paths and 2 mTOR downstream signal paths) that base their center on mTOR. These signal paths play a critical role in the process of signal conduction of motion affecting the skeletal muscle. All these signal systems that cause the change of quality of the skeletal muscle are basing their center on mTOR, and interactively connected to form a unified signal conduction network. On the one hand, kinetic skeletal muscle hypertrophy is affected by such two paths as PI3K/Akt/mTOR and PI3K/Akt/TSC12/mTOR; on the other hand, kinetic skeletal muscle atrophy is affected by such a signal conduction path as AMPK/TSC2/mTOR.
Key words: mTOR；signal conduction；skeletal muscle；molecule mechanism；overview
骨骼肌是人体内最主要的器官之一，骨骼肌的生长受到多种因素的影响和制约，目前对影响骨骼肌生长的各个方面了解还不是很透彻，但是关于骨骼肌内信号传导的研究已是当今研究热门之一。细胞内信号传导通路在骨骼肌的生长发育当中特别是运动引起骨骼肌肥大或者萎缩当中发挥着举足轻重的作用。高度保守的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号传导通路在骨骼肌代谢中发挥了关键性的作用。
1mTOR的分子结构
mTOR是一种保守的丝/苏氨酸蛋白激酶，人类基
因定位于1号染色体短臂(1p36.2)，编码蛋白由2 549个氨基酸组成，分子质量289 ku。mTOR在细胞生长中处于核心地位，可在多种因素的活化下具有基因转录、蛋白质翻译起始、核糖体生物合成、细胞凋亡等多种生物学功能。mTOR的主要结构域由氨基端到羧基端依次为HEAT结构域、FAT结构域、FRB结构域、激酶结构域、抑制性结构域和FATC结构域。HEAT结构域含有20个HEAT串联重复序列，形成超螺旋结构，为mTOR提供若干蛋白与蛋白相互作用的界面[1-2]。mTOR详细结构见图1。
蛋白激酶催化区域CD(catalytic domain)和FRB(FKBP12-rapamycin binding)雷帕霉素结合域；
N末端有20个串联重复的HEAT区域；C末端是FATC(FATC-termina1)结构域参与催化活
性的调节；最后还有FAT(FRAP-ATM-TRRAP)结构域
2mTOR的信号传导通路
2.1mTOR上游信号通路
mTOR上游信号通路有两条，分别为PI3K/Akt通路和TSC1/2通路(见图2)。
1)IGF/PI3K/Akt信号传导通路：该途径为，IGF-1与其受体IGF-1R结合形成配基受体复合物后，其受体残基被自磷酸化而激活，激活后的IGF-1R依次激活胰岛素受体底物1(IRS-1)，IRS-1的磷酸化募集了另一信号分子PI3K，活化后的PI3K导致其下游靶蛋白Akt(PKB)磷酸化，Akt再通过使mTOR磷酸化过程激活其活性。该过程具体步骤见图2中①路径。很多研究表明，抗阻运动能激活IGF/PI3K/Akt通路，从而使得骨骼肌蛋白合成增加[3]，但是，Sakamoto[4]在研究后发现，运动后虽然mTOR被激活，但是并没有出现Atk磷酸化或活性的提高。这提示运动导致的mTOR激活可能具有不依赖于Atk的信号途径，即存在运动诱导的肌肉肥大的非Atk/mTOR信号途径。
2)TSC1/2信号传导通路：mTOR另一条上游信号通道为TSC1/2通路(图2中②路径)，该路径主要通过TSC1/2与mTOR复合物来实现。mTOR复合物包括Raptor、GβL、Rheb三部分(如图3)[5]。Raptor是mTOR的一个调节性蛋白，作为一个分子桥梁使得mTOR与其他底物结合，GβL同样可增强mTOR信号通路，但其具体作用机制还不清楚。Rheb的作用是结合GDP或GTP，当Rheb与GTP结合时mTOR被激活，当与GDP结合则抑制mTOR活性。进一步研究发现，在TSC1的参与下，TSC2可调节Rheb与GTP结合向与GDP结合转化，促使Rheb与GDP结合从而使mTOR失活，而磷酸化的Akt可抑制TSC2的活性，导致Rheb与GTP结合从而激活mTOR，增强其信号通路。Herbert[6]的研究表明，在哺乳动物细胞中，Rheb的过量表达可以增加其下游S6K1和4E-BP1磷酸化。
另一种说法认为mTOR的活性与AMP、ATP、AMPK和能量有密切关系。在机体消耗能量时，AMP与ATP比值增加，会抑制mTOR的活性；机体处于恢复期时，AMP与ATP比值下降，促进mTOR的活性。mTOR对能量状态的感受正好与AMP激活AMPK的变化相反。AMPK是由AMP直接激活的，而AMP如何引起mTOR活性变化不太清楚。AMPK是一种能量感受器，调节AMP与ATP的比值保持在一定的范围。当AMP增加时激活AMPK，AMPK通过各种途径加速组织对糖的吸收和脂肪的分解速率，进而增加ATP的合成，最终使AMP与ATP比值恢复正常。有报道认为AMPK被激活后能够直接使mTOR的2 446位上的苏氨酸磷酸化而抑制其活性[7]。但更多的人认为是AMPK使TSC2磷酸化而间接抑制mTOR的活性[8]。
2.2mTOR下游信号传导通路
真核细胞翻译启始因子4E结合蛋白1(the eIF4E-binding protein 1，4E-BP1)和核糖体蛋白S6激酶1(ribosomal protein S6 kinases，S6K1)是mTOR下游最具特色的效应器，因此形成了两条平行调节mRNA转译的信号通路[9]。
1)4E-BP1信号传导通路：eIF4E是翻译启始因子，4E-BP1是eIF4E的结合蛋白，也是eIF4E的抑制因子。低磷酸化的4E-BP1与eIF4E具有较高的亲和力；处于较高磷酸化状态的4E-BP1则可释放出eIF4E。因此，当4E-BP1不被mTOR磷酸化时，4E-BP1就与eIF4E结合；当4E-BP1被mTOR磷酸化后，降低了它与eIF4E的亲和力，使eIF4E能与eIF4G、eIF4B、eIF4A结合形成多亚单位的eIF4F复合物，从而启动mRNA的翻译。Bodine[10]的研究表明，在成年鼠骨骼肌中通过基因转染表达活性形式的Akt，显著增加了4E-BP1和S6K1磷酸化水平和肌肉肥大程度，且没有出现任何骨骼肌损伤现象。
2)S6K1信号传导通路：S6K1的Thr389位点很容易被mTOR磷酸化，磷酸化为PDK1的作用产生了一个停泊位点，继而引起PDK1磷酸化S6K1的T229。而S6K1可以磷酸化调节mRNA翻译过程中的至少3种蛋白，包括eIF4B、核糖体蛋白S6(RPS6)和真核翻译延伸2(eEF-2)。因此，mTOR磷酸化S6K1可以调节mRNA翻译的起始和延伸阶段。Bodine[11]使用mTOR专一抑制剂rapamycin后，肌肉肥大受阻，发现mTOR以及下游的靶蛋白S6K1是肌肉肥大的相关调节子。
3运动对骨骼肌影响的分子机制
从现有的研究调查来看，运动对骨骼肌的影响有一种普遍认同。这些研究认为，运动对骨骼肌的影响是受到一系列以mTOR为中心的信号传导网络影响。一方面，力量训练使得PI3K/Akt/mTOR(如图4中①方向路径)、PI3K/Akt/TSC12/mTOR（如图4中②方向路径）两条通路增强。在PI3K/Akt/mTOR通路中，mTOR活性增强，磷酸化4E-BP1，使得4E-BP1从eIF4E解离，eIF4E最后形成eIF-4F复合物从而启动mRNA的翻译。在PI3K/Akt/TSC12/mTOR通路中TSC2抑制mTOR，而Akt可抑制TSC2的活性，从而激活mTOR，增强其信号通路。另一方面，耐力训练引起AMP含量升高，激活AMPK，AMPK被激活后能够直接磷酸化mTOR或者通过磷酸化TSC2，使其激活，间接抑制mTOR的活性，从而阻止mTOR下游信号传递，引起肌肉萎缩。值得注意的是，力量训练和耐力训练中，Akt和MPK对TSC2的磷酸化原理不同，他们的磷酸化位点不同[12-13]。运动对骨骼肌的影响机制详细过程见图4。
3.1电刺激模拟运动影响骨骼肌的分子机制
Baar和Esser[14]首次利用电刺激模拟抗阻运动来研究运动后骨骼肌内S6K1磷酸化变化。该研究发现在刺激后即刻与对照组比较，趾长伸肌和胫骨前肌中S6K1没有显著改变，而在3~6 h之间，其磷酸化水平达到高峰(胫骨前肌中S6K1磷酸化水平是对照组的363.2%，趾长伸肌中S6K1磷酸化水平是对照组的353%)。提示电刺激模拟抗阻运动可以提高肌肉中S6K1磷酸化水平，为肌肉肥大提供有利保证。还有研究指出，高频刺激和低频刺激对骨骼肌的信号通路略微不同[15]。刺激右侧坐骨神经，高频电刺激引起胫骨前肌中Akt磷酸化水平高出对组照266%，6 h后S6K1磷酸化水平增加了380%；单次低频电刺激后即刻胫骨前肌Akt磷酸化只增加157%，S6K1至6 h即恢复到刺激前的水平。从以上可以看出，不同强度的电刺激模拟运动对骨骼肌作用不同。高频率电刺激可以激活Akt/mTOR通道，引起肌肉肥大。低频率电刺激只对mTOR信号传导通路中的部分起作用。
3.2力量训练影响骨骼肌的分子机制
Del[16]报道显示，一次力量训练可导致骨骼肌肥大，并能够在训练24 h后引起蛋白质合成率持续性增加，这种蛋白质合成的增加与PI3K活性、Akt、mTOR、和S6K1/70S6K密切相关。LegerB等人[17]进行人体实验研究长期力量训练后Akt/mTOR信号通路的变化，他们发现，力量训练8周后Akt和mTOR磷酸化水平分别显著增加1.4倍和44%，而在停止运动8周后，Akt磷酸化和运动后相比，水平降低33%，mTOR磷酸化水平保持在与运动后相似的较高水平。但也有研究发现，力量训练后mTOR信号通路抑制[18]。Dreyer等人[18]观察了人体运动后mTOR信号通路的变化情况，他们认为，力量训练虽然是有效的肌肉生长刺激因素，在运动结束2~3 h直至48 h都可以检测到蛋白质合成增加，但在运动过程中，蛋白质合成是抑制的。他们在训练后即刻及运动后1 h针刺活检发现，AMPK活性显著升高，4E-BP1磷酸化水平降低。提示AMPK的激活抑制mTOR通路和4E-BP1磷酸化水平降低可能是蛋白质合成降低的原因。
3.3耐力训练影响骨骼肌的分子机制
2006年Williamson等人[19]的研究比较全面地观察了急性耐力运动后蛋白质合成和信号变化情况。他们发现，急性耐力运动后骨骼肌总蛋白合成率降低，可能与mTOR信号通路受到抑制有关，而AMPK的激活可能是mTOR信号抑制的原因之一。这一结果与2005年Bolster[20]进行的电刺激模拟运动的实验得出的结论较为吻合。Thomson D和Gordon S[21]也观察到肌肉质量与AMPK信号系统呈现负相关的关系，提示一旦使这种激酶发挥作用，那么骨骼肌质量信号系统会发生负向调控。
由此可见，mTOR通过PI3K/Akt/mTOR和PI3K/Akt/TSC12/mTOR两条通路促进骨骼肌肥大，同时AMPK/TSC2使骨骼肌萎缩，mTOR在骨骼肌的信号传导当中发挥着重要作用。但是还有许多值得研究证实的东西，比如mTOR信号通路的变化是否存在肌纤维类型特异性，运动是如何介导PI3K/Akt/mTOR信号通路激活的等等。因此对于mTOR活性与运动之间的机制还有待进一步研究和探讨。
参考文献：
[1] Sarbassov D D，Guertin D A，Ali S M，et al. Phosphorylationand regulation of Akt/PKB by the rictor-mTOR complex[J]. Science，2005，307(5712)：1098-1101.
[2] Perry J，Kleckner N. The ATRs ATMs and TORs are giant HEAT repeatp roteins[J]. Cell，2003，112(2)：151–155.
[3] Kubica N，Bolster D R，Farrell P A，et al. Resistance exerciseincreases muscle protein synthesis and translation of eukaryotic initiation factor 2 Bepsilon mRNA in a mammalian target of rapamycin-dependent manner[J]. J Biol Chem，2005，280(9)：7570-7580.
关键词：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白；信号传导；骨骼肌；分子机制；综述
mTOR signal conduction paths and their motion affecting molecular mechanism
ZHAO Xian，LI Shi-chang，LI Xiao-ying
（School of Physical Education and Health，East China Normal University，Shanghai 200241，China）
Abstract: By working on the molecular structure of mTOR, the authors gave an overview of 4 signal conduction paths (2 mTOR upstream signal paths and 2 mTOR downstream signal paths) that base their center on mTOR. These signal paths play a critical role in the process of signal conduction of motion affecting the skeletal muscle. All these signal systems that cause the change of quality of the skeletal muscle are basing their center on mTOR, and interactively connected to form a unified signal conduction network. On the one hand, kinetic skeletal muscle hypertrophy is affected by such two paths as PI3K/Akt/mTOR and PI3K/Akt/TSC12/mTOR; on the other hand, kinetic skeletal muscle atrophy is affected by such a signal conduction path as AMPK/TSC2/mTOR.
Key words: mTOR；signal conduction；skeletal muscle；molecule mechanism；overview
骨骼肌是人体内最主要的器官之一，骨骼肌的生长受到多种因素的影响和制约，目前对影响骨骼肌生长的各个方面了解还不是很透彻，但是关于骨骼肌内信号传导的研究已是当今研究热门之一。细胞内信号传导通路在骨骼肌的生长发育当中特别是运动引起骨骼肌肥大或者萎缩当中发挥着举足轻重的作用。高度保守的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号传导通路在骨骼肌代谢中发挥了关键性的作用。
1mTOR的分子结构
mTOR是一种保守的丝/苏氨酸蛋白激酶，人类基
因定位于1号染色体短臂(1p36.2)，编码蛋白由2 549个氨基酸组成，分子质量289 ku。mTOR在细胞生长中处于核心地位，可在多种因素的活化下具有基因转录、蛋白质翻译起始、核糖体生物合成、细胞凋亡等多种生物学功能。mTOR的主要结构域由氨基端到羧基端依次为HEAT结构域、FAT结构域、FRB结构域、激酶结构域、抑制性结构域和FATC结构域。HEAT结构域含有20个HEAT串联重复序列，形成超螺旋结构，为mTOR提供若干蛋白与蛋白相互作用的界面[1-2]。mTOR详细结构见图1。
蛋白激酶催化区域CD(catalytic domain)和FRB(FKBP12-rapamycin binding)雷帕霉素结合域；
N末端有20个串联重复的HEAT区域；C末端是FATC(FATC-termina1)结构域参与催化活
性的调节；最后还有FAT(FRAP-ATM-TRRAP)结构域
2mTOR的信号传导通路
2.1mTOR上游信号通路
mTOR上游信号通路有两条，分别为PI3K/Akt通路和TSC1/2通路(见图2)。
1)IGF/PI3K/Akt信号传导通路：该途径为，IGF-1与其受体IGF-1R结合形成配基受体复合物后，其受体残基被自磷酸化而激活，激活后的IGF-1R依次激活胰岛素受体底物1(IRS-1)，IRS-1的磷酸化募集了另一信号分子PI3K，活化后的PI3K导致其下游靶蛋白Akt(PKB)磷酸化，Akt再通过使mTOR磷酸化过程激活其活性。该过程具体步骤见图2中①路径。很多研究表明，抗阻运动能激活IGF/PI3K/Akt通路，从而使得骨骼肌蛋白合成增加[3]，但是，Sakamoto[4]在研究后发现，运动后虽然mTOR被激活，但是并没有出现Atk磷酸化或活性的提高。这提示运动导致的mTOR激活可能具有不依赖于Atk的信号途径，即存在运动诱导的肌肉肥大的非Atk/mTOR信号途径。
2)TSC1/2信号传导通路：mTOR另一条上游信号通道为TSC1/2通路(图2中②路径)，该路径主要通过TSC1/2与mTOR复合物来实现。mTOR复合物包括Raptor、GβL、Rheb三部分(如图3)[5]。Raptor是mTOR的一个调节性蛋白，作为一个分子桥梁使得mTOR与其他底物结合，GβL同样可增强mTOR信号通路，但其具体作用机制还不清楚。Rheb的作用是结合GDP或GTP，当Rheb与GTP结合时mTOR被激活，当与GDP结合则抑制mTOR活性。进一步研究发现，在TSC1的参与下，TSC2可调节Rheb与GTP结合向与GDP结合转化，促使Rheb与GDP结合从而使mTOR失活，而磷酸化的Akt可抑制TSC2的活性，导致Rheb与GTP结合从而激活mTOR，增强其信号通路。Herbert[6]的研究表明，在哺乳动物细胞中，Rheb的过量表达可以增加其下游S6K1和4E-BP1磷酸化。
另一种说法认为mTOR的活性与AMP、ATP、AMPK和能量有密切关系。在机体消耗能量时，AMP与ATP比值增加，会抑制mTOR的活性；机体处于恢复期时，AMP与ATP比值下降，促进mTOR的活性。mTOR对能量状态的感受正好与AMP激活AMPK的变化相反。AMPK是由AMP直接激活的，而AMP如何引起mTOR活性变化不太清楚。AMPK是一种能量感受器，调节AMP与ATP的比值保持在一定的范围。当AMP增加时激活AMPK，AMPK通过各种途径加速组织对糖的吸收和脂肪的分解速率，进而增加ATP的合成，最终使AMP与ATP比值恢复正常。有报道认为AMPK被激活后能够直接使mTOR的2 446位上的苏氨酸磷酸化而抑制其活性[7]。但更多的人认为是AMPK使TSC2磷酸化而间接抑制mTOR的活性[8]。
2.2mTOR下游信号传导通路
真核细胞翻译启始因子4E结合蛋白1(the eIF4E-binding protein 1，4E-BP1)和核糖体蛋白S6激酶1(ribosomal protein S6 kinases，S6K1)是mTOR下游最具特色的效应器，因此形成了两条平行调节mRNA转译的信号通路[9]。
1)4E-BP1信号传导通路：eIF4E是翻译启始因子，4E-BP1是eIF4E的结合蛋白，也是eIF4E的抑制因子。低磷酸化的4E-BP1与eIF4E具有较高的亲和力；处于较高磷酸化状态的4E-BP1则可释放出eIF4E。因此，当4E-BP1不被mTOR磷酸化时，4E-BP1就与eIF4E结合；当4E-BP1被mTOR磷酸化后，降低了它与eIF4E的亲和力，使eIF4E能与eIF4G、eIF4B、eIF4A结合形成多亚单位的eIF4F复合物，从而启动mRNA的翻译。Bodine[10]的研究表明，在成年鼠骨骼肌中通过基因转染表达活性形式的Akt，显著增加了4E-BP1和S6K1磷酸化水平和肌肉肥大程度，且没有出现任何骨骼肌损伤现象。
2)S6K1信号传导通路：S6K1的Thr389位点很容易被mTOR磷酸化，磷酸化为PDK1的作用产生了一个停泊位点，继而引起PDK1磷酸化S6K1的T229。而S6K1可以磷酸化调节mRNA翻译过程中的至少3种蛋白，包括eIF4B、核糖体蛋白S6(RPS6)和真核翻译延伸2(eEF-2)。因此，mTOR磷酸化S6K1可以调节mRNA翻译的起始和延伸阶段。Bodine[11]使用mTOR专一抑制剂rapamycin后，肌肉肥大受阻，发现mTOR以及下游的靶蛋白S6K1是肌肉肥大的相关调节子。
3运动对骨骼肌影响的分子机制
从现有的研究调查来看，运动对骨骼肌的影响有一种普遍认同。这些研究认为，运动对骨骼肌的影响是受到一系列以mTOR为中心的信号传导网络影响。一方面，力量训练使得PI3K/Akt/mTOR(如图4中①方向路径)、PI3K/Akt/TSC12/mTOR（如图4中②方向路径）两条通路增强。在PI3K/Akt/mTOR通路中，mTOR活性增强，磷酸化4E-BP1，使得4E-BP1从eIF4E解离，eIF4E最后形成eIF-4F复合物从而启动mRNA的翻译。在PI3K/Akt/TSC12/mTOR通路中TSC2抑制mTOR，而Akt可抑制TSC2的活性，从而激活mTOR，增强其信号通路。另一方面，耐力训练引起AMP含量升高，激活AMPK，AMPK被激活后能够直接磷酸化mTOR或者通过磷酸化TSC2，使其激活，间接抑制mTOR的活性，从而阻止mTOR下游信号传递，引起肌肉萎缩。值得注意的是，力量训练和耐力训练中，Akt和MPK对TSC2的磷酸化原理不同，他们的磷酸化位点不同[12-13]。运动对骨骼肌的影响机制详细过程见图4。
3.1电刺激模拟运动影响骨骼肌的分子机制
Baar和Esser[14]首次利用电刺激模拟抗阻运动来研究运动后骨骼肌内S6K1磷酸化变化。该研究发现在刺激后即刻与对照组比较，趾长伸肌和胫骨前肌中S6K1没有显著改变，而在3~6 h之间，其磷酸化水平达到高峰(胫骨前肌中S6K1磷酸化水平是对照组的363.2%，趾长伸肌中S6K1磷酸化水平是对照组的353%)。提示电刺激模拟抗阻运动可以提高肌肉中S6K1磷酸化水平，为肌肉肥大提供有利保证。还有研究指出，高频刺激和低频刺激对骨骼肌的信号通路略微不同[15]。刺激右侧坐骨神经，高频电刺激引起胫骨前肌中Akt磷酸化水平高出对组照266%，6 h后S6K1磷酸化水平增加了380%；单次低频电刺激后即刻胫骨前肌Akt磷酸化只增加157%，S6K1至6 h即恢复到刺激前的水平。从以上可以看出，不同强度的电刺激模拟运动对骨骼肌作用不同。高频率电刺激可以激活Akt/mTOR通道，引起肌肉肥大。低频率电刺激只对mTOR信号传导通路中的部分起作用。
3.2力量训练影响骨骼肌的分子机制
Del[16]报道显示，一次力量训练可导致骨骼肌肥大，并能够在训练24 h后引起蛋白质合成率持续性增加，这种蛋白质合成的增加与PI3K活性、Akt、mTOR、和S6K1/70S6K密切相关。LegerB等人[17]进行人体实验研究长期力量训练后Akt/mTOR信号通路的变化，他们发现，力量训练8周后Akt和mTOR磷酸化水平分别显著增加1.4倍和44%，而在停止运动8周后，Akt磷酸化和运动后相比，水平降低33%，mTOR磷酸化水平保持在与运动后相似的较高水平。但也有研究发现，力量训练后mTOR信号通路抑制[18]。Dreyer等人[18]观察了人体运动后mTOR信号通路的变化情况，他们认为，力量训练虽然是有效的肌肉生长刺激因素，在运动结束2~3 h直至48 h都可以检测到蛋白质合成增加，但在运动过程中，蛋白质合成是抑制的。他们在训练后即刻及运动后1 h针刺活检发现，AMPK活性显著升高，4E-BP1磷酸化水平降低。提示AMPK的激活抑制mTOR通路和4E-BP1磷酸化水平降低可能是蛋白质合成降低的原因。
3.3耐力训练影响骨骼肌的分子机制
2006年Williamson等人[19]的研究比较全面地观察了急性耐力运动后蛋白质合成和信号变化情况。他们发现，急性耐力运动后骨骼肌总蛋白合成率降低，可能与mTOR信号通路受到抑制有关，而AMPK的激活可能是mTOR信号抑制的原因之一。这一结果与2005年Bolster[20]进行的电刺激模拟运动的实验得出的结论较为吻合。Thomson D和Gordon S[21]也观察到肌肉质量与AMPK信号系统呈现负相关的关系，提示一旦使这种激酶发挥作用，那么骨骼肌质量信号系统会发生负向调控。
由此可见，mTOR通过PI3K/Akt/mTOR和PI3K/Akt/TSC12/mTOR两条通路促进骨骼肌肥大，同时AMPK/TSC2使骨骼肌萎缩，mTOR在骨骼肌的信号传导当中发挥着重要作用。但是还有许多值得研究证实的东西，比如mTOR信号通路的变化是否存在肌纤维类型特异性，运动是如何介导PI3K/Akt/mTOR信号通路激活的等等。因此对于mTOR活性与运动之间的机制还有待进一步研究和探讨。
参考文献：
[1] Sarbassov D D，Guertin D A，Ali S M，et al. Phosphorylationand regulation of Akt/PKB by the rictor-mTOR complex[J]. Science，2005，307(5712)：1098-1101.
[2] Perry J，Kleckner N. The ATRs ATMs and TORs are giant HEAT repeatp roteins[J]. Cell，2003，112(2)：151–155.
[3] Kubica N，Bolster D R，Farrell P A，et al. Resistance exerciseincreases muscle protein synthesis and translation of eukaryotic initiation factor 2 Bepsilon mRNA in a mammalian target of rapamycin-dependent manner[J]. J Biol Chem，2005，280(9)：7570-7580.