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前列腺癌(Prostate Cance,PCa)属于男性泌尿生殖系统中最常见的恶性肿瘤之一,也是男性癌症死亡的主要原因。近年来,PCa的发病率和死亡率不仅在西方国家有所上升,在亚洲人口中也迅速增长。传统治疗PCa的方法主要有激素治疗、睾丸切除、放疗和化疗等方法。手术切除、化学治疗和放疗往往伴随着许多副作用,如生存率低、耐药性差、神经毒性和血液系统不良事件等。前列腺癌是雄性激素敏感性肿瘤,在癌症早期,通常使用雄激素剥夺疗法治疗。然而,随着时间的推移,前列腺癌的生长变得不依赖于雄性激素致使雄激素消融治疗无效。黄体生成激素释放激素(LHRH)类似物或睾丸切除术的雄激素剥夺疗法通常最初对器官受限的前列腺癌有效,但患者不可避免地从雄激素依赖性发展到抗去势和激素难治的表型。目前这些患者主要依赖细胞毒性药物,包括长春碱、依托泊苷、紫杉醇、雌莫司汀和米托蒽醌,但是这些药物治疗是有限的,它们的毒性和严重的不良反应令人担忧。随着对前列腺癌病理生理的认识,分子靶向治疗逐渐成为一种新的治疗策略。最近的研究表明,从天然产物中提取的生物活性肽通常具有低毒性和抗癌活性。因此,迫切需要从天然产物中开发低毒高效的抗前列腺癌肽并阐明其抗癌机制。本实验采用RNA转录组测序方法,DU145细胞经绿侧花海葵抗肿瘤寡肽Anthopleura anjunae oligopeptide(AAP-H,YVPGP)处理后,共有80个基因的表达具有显著性差异,对这些基因进行GO注释、统计和KEGG富集分析发现有18条通路与对照组相比具有显著性差异,其中包括MAPK、PI3K/AKT、mTOR和细胞凋亡等信号通路。接下来在体外和体内进一步研究了AAP-H在人前列腺癌DU-145细胞中的抗肿瘤作用机制。结果表明AAP-H无毒且具有抗肿瘤活性。细胞周期分析表明AAP-H可以阻滞DU-145细胞从S期进入到G2期。Western Blot(WB)方法从蛋白层面检测了磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/AKT/mTOR)信号通路在APP-H抗肿瘤机制中的作用。结果显示,AAP-H导致p-AKT(Ser473),p-PI3K(p85)和p-mTOR(Ser2448)蛋白表达量呈剂量依赖性降低,而t-AKT与未处理的DU-145细胞相比,t-PI3K水平保持不变。接下来,采用抑制剂LY294002(10μM)或雷帕霉素(20 nM)来抑制DU-145细胞中的PI3K/AKT/mTOR信号转导途径,结果显示有效减弱了AAP-H诱导的AKT和mTOR的磷酸化。同时,抑制剂的加入进一步提高了AAP-H诱导的Cleaved-Caspase-3水平。此外,AAP-H对肿瘤生长的影响以及PI3K/AKT/mTOR信号通路在裸鼠模型中的作用同样如此。免疫组化分析显示在DU-145异种移植瘤中,磷酸化的AKT,PI3K和mTOR蛋白表达量下降。WB显示AAP-H处理导致p-AKT(Ser47),p-PI3K(p85)和p-mTOR(Ser2448)水平的剂量依赖性降低,而t-AKT和t-PI3K水平保持不变。同样的,AAP-H处理后Bcl-xL水平降低,而Bax水平升高。AAP-H还增加了启动蛋白Caspase 8、9和执行蛋白Caspase3、7水平。因此,APP-H对DU-145细胞的抗肿瘤机制可能涉及PI3K/AKT/mTOR信号通路的调控途径,最终通过线粒体和死亡受体途径促进细胞凋亡。由此,疏水性寡肽(YVPGP)可以作为用于预防或治疗前列腺癌的佐剂。