雷帕霉素研究发现雷帕霉素通过不同的细胞因子受体阻断信号传导，阻断T淋巴细胞及其他细胞由G1期至S期的进程，雷帕霉素可阻断T淋巴细胞和B淋巴细胞的钙依赖性和非钙依赖性的信号传导通路

雷帕霉素和FK506一样，结合在相同的免疫亲和蛋白（immunophilin）FKBP12上，形成RAPA-FKBP12复合物，这种复合物不能与钙调素结合，并且雷帕霉素亦不抑制T细胞的早期激活或直接减少细胞因子的合成

这种复合物的靶蛋白最早是在酵母菌中被确定，称为TOR1和TOR2

最新研究发现，雷帕霉素（rapamycin）是一种有效的自噬诱导剂 ，通过诱导自噬从而减轻炎症反应，可能是其发挥免疫抑制的机制之一

研究发现雷帕霉素能抑制70-KDaS6激酶（p70S6K）的活性，该酶与细胞周期中的许多关键的不同细胞过程有密切的关系

但是在无细胞体系（cell-freesystem）中，RAPA-PKBP复合物却不能抑制p70S6K的活性，亦即RAPA-PKBP复合物与p70S6K之间无直接的相互作用，故推测雷帕霉素可能作用于p70S6K之前的过程，抑制其他激酶或激活磷酸酶，其结果是雷帕霉素至少抑制二种底物：①促进蛋白合成的S6核糖体蛋白，②诱导增殖细胞核抗原（PCNA）基因的转录诱导的cAMP反应元件调节因子（CREM）

雷帕霉素对DNA多聚酶δ来说是一种必要的过程因子，同时在细胞进入S期的过程中亦是需要的

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