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低功率激光照射(Low-Power laser．irradiation，LPLI)，以前又称低强度或低能量激光照射，作为一种无损的物理手段可以产生多种生物学效应，比如促进细胞增殖及抑制凋亡。虽然已经知道LPLI可以促发广泛的信号网络，但到目前为止，对于LPLI诱导细胞增殖及抑制凋亡的分子机制却没有研究清楚。因为Akt是调节细胞增殖及促进细胞存活的一个重要蛋白激酶，我们猜测Akt蛋白激酶很可能参与了LPLI诱导的细胞增殖及凋亡抑制。
本论文首次采用荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer，FRET)及单个活细胞的实时检测技术对Akt活性，及其对LPLI诱导细胞增殖及抑制十字孢碱(Staurosporine，STS)诱导的凋亡所起的效应进行了细致的研究。主要利用了一个能反映Akt活性的探针(BKAR)，在单个活细胞内实时动态的检测LPLI刺激后Akt的活性。
结果如下：
1、LPLI可以诱导Akt的激活，并且这个激活过程发生在质膜上。本文用了三种不同的物理—化学方法检测LPLI诱导的Akt激活。首先，在COS—7细胞中瞬时表达了BKAR质粒，利用FRET技术实时监测了单个活细胞中Akt活性的动态变化。通过激光共聚焦扫描显微镜采集到的图象结果，充分证实了Akt的活性在LPLI处理后被激活。其次，同样利用了FRET原理，光谱分析进一步在多细胞层面及统计水平上，证实了LPLI可诱导Akt的激活，它可作为前面单细胞实验的补充。最后，由于前两种方法都是通过底物的磷酸化间接证实Akt的活化，所以又通过Western blot实验，检测标志Akt活化的Thr308位的磷酸化水平的提高直接证明Akt的活化。这些结果有力的证明了LPLI刺激下，Akt通过磷酸化被有效的激活了。
另外，为了检测Akt在细胞内的激活部位及活化后的去向。通过瞬时转染并表达GFP—Akt质粒，利用激光共聚焦显微镜采集GFP的荧光图象，此时GFP的分布就代表了转染的Akt在细胞内的分布。结果显示，LPLI诱导Akt激活是一个多步骤的过程，包括上膜、磷酸化、从膜上脱落进入胞质及核中。
2、LPLI促发的Akt的激活是一个PI3K依赖的过程，并且在这个过程中Src部分参与LPLI诱导的Akt激活，而PKCs则不参与。
通过PI3K抑制剂Wortmannin及其显性负效应质粒△p85阻断PI3K的活性后对Akt激活及GFP—Akt上膜的实验表明，LPLI诱导的Akt的激活是一个PI3K依赖的过程。另外，用Src及PKCs家族总的抑制剂PP1及Go6983处理，检测LPLI刺激下Akt的活化情况，结果发现PP1可抑制一部分Akt的活化，而Go6983则对Akt激活无影响。
3、通过调研Akt，GSK—3β及Bax三个蛋白间的关系阐明了LPLI促发的Akt信号在抑制STS诱导的凋亡效应中起到重要的抗凋亡作用。STS处理后，GSK—3β被激活，一部分GSK—3β转移到细胞核中，并且GSK—3β和Bax的相互作用增强，导致Bax转位到线粒体并被激活，之后caspase—3也被激活，细胞凋亡。而在LPLI照射细胞后，可以有效的抑制STS诱导的caspase—3的激活及细胞凋亡。结果显示LPLI可以诱导Akt的激活，伴随着GSK—3β的磷酸化失活及降低的Bax和caspase—3的活性。在这个过程中，Akt和GSK—3β的相互作用会逐渐增加，说明Akt可以直接作用并失活GSK—3β。相反，LPLI却降低GSK—3β和Bax之间的相互作用，导致Bax不能转位到线粒体。上述结论被免疫共沉淀实验进一步确认。另外，LPLI促进Akt的激活及随后的抗凋亡过程都可被Wortmannin抑制。这些结果说明，LPLI保护细胞免受STS诱导的凋亡是通过激活P13K/Akt存活信号途径，抑制GSK—3β/Bax促凋亡通路实现的。