依维莫司是一种mTOR的抑制剂（雷帕霉素哺乳动物靶点），PI3K/AKT通路下游的一种丝氨酸苏氨酸激酶。在几种人癌中mTOR失调控。依维莫司结合至细胞内蛋白，FKBP-12，导致一种抑制剂性复合物形成和mTOR激酶活性的抑制。
依维莫司（飞尼妥）减低S6核糖体蛋白激酶（S6K1）的活性和真核生物延伸因子4E-结合蛋白（4E-BP），mTOR的下游效应器，涉及蛋白质合成。此外，依维莫司抑制缺氧-可诱导因子的表达（如，HIF-1）和减低血管内皮生长因子（VEGF）的表达。在体外和/或体内研究中通过依维莫司mTOR的抑制作用曾显示减低细胞增殖，血管生成和葡萄糖摄取。
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