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肝癌是一种常见的严重危害公众健康的恶性肿瘤,我国每年约来13万人死于肝癌,成为受肝癌影响最大的国家之一。FoxM1作为Fox家族的特殊成员,在多种人类癌症细胞中过量表达,与癌症晚期、癌细胞转移、高增殖、化疗耐药性以及预后不良等密切相关,还参与多种癌症相关基因的表达及信号传导途径。因此,FoxM1被认为是抗癌药物治疗与干预的重要药靶与标记。以FOXM1cDNA结合域为靶标,通过噬菌体展示肽库筛选出的高亲和力多肽P201可能成为未来靶向抗肿瘤治疗药物。本研究通过一系列细胞、分子生物学实验和计算机辅助药物设计方法,初步探讨P201多肽对肝癌细胞的杀伤作用和死亡途径,再对多肽进行氨基酸水平的优化设计,并检验优化后多肽对肝癌细胞的杀伤作用,发现多肽的关键氨基酸。MTT细胞活力测定和形态观察显示,P201多肽能够显著抑制人肝癌HepG2细胞的活力,60μg/mL浓度作用48h抑制率达到96%,计算IC50为25.16μg/mL。P201多肽对MCF-7和293T细胞增殖也具有一定杀伤作用,60μg/mL浓度作用48小时抑制率分别为64.1%和61.9%,形态上变化明显,并且在一定浓度范围内具有时间剂量依赖性。在此基础上,进一步定性实验AO-EB细胞双染以及定量实验流式细胞术,发现P201多肽对HepG2细胞的杀伤作用与诱导细胞凋亡有关,但可能存在多种死亡途径,需进一步研究证明。在实验探讨P201多肽的抗癌活性和可能机制基础上,基于虚拟筛选对P201多肽进行优化,模拟丙氨酸突变,运用LibDock、CDOCKER和MVD等分子对接方法,发现第10位氨基酸残基为多肽优化位点,并确定第10位氨基酸优化为天冬氨酸；结合模体序列搜索、反义氨基酸分析、虚拟丙氨酸突变及分子对接的结果,确定第1、2、4、7、9位5个P201关键氨基酸。最后通过CCK-8法检测发现优化后的多肽M10aa-D对HepG2细胞杀伤作用显著低于P201多肽,100μg/mL浓度作用48h抑制率仅26.3%,在低浓度下甚至促进细胞增殖。多肽对FOXM1的亲和力与其对细胞的杀伤作用呈相关性。综上所述,P201多肽一方面具有成为靶向抗肿瘤治疗药物的潜力,同时尚待进一步分子作用机理研究和其他水平的优化,以满足抗癌多肽生物技术药物研发的要求。