前列腺癌目前是西方男性发病率的主要原因。雄激素-雄激素受体(Androgen-Androgen Receptor,AR)信号通路在前列腺癌的发生、发展中发挥着重要作用。雄激素和雄激素受体(AR)信号几乎驱动着所有前列腺癌细胞的生长,并密切参与晚期前列腺癌的转移。然而,有关雄激素和雄激素受体(AR)与前列腺癌转移之间的关系至今仍不很清楚。在所有真核生物的有丝分裂和减数分裂过程中,凝缩蛋白复合物对于染色体的正确包装和分离是必不可少。在脊椎动物中,存在两种凝缩蛋白复合物,即condensin Ⅰ 复合物和 condensin Ⅱ 复合物。NCAPD3 是 condensin Ⅱ 复合物的一个亚基,主要存在于细胞核内。研究表明,在前列腺癌细胞系中,雄激素可以诱导NCAPD3基因的表达。目前对于NCAPD3的研究主要集中在有丝分裂染色质凝缩过程。据文献报道,NCAPD3突变使染色质凝缩过程发生缺陷,并且导致有丝分裂后期染色体的不正常分离。近期,除了报道condensin Ⅱ复合物在有丝分裂中凝缩的作用,还有极少报道介绍凝缩蛋白复合物对基因的转录调控作用,比如在果蝇中,NCAPD3上调的基因可触发细菌感染后的先天免疫系统。也有文献报道上调的NCAPD3可以促进人类肠道上皮细胞中细菌的清除。然而有关NCAPD3和AR的关系以及NCAPD3在AR诱导的前列腺癌细胞迁移、侵袭中发挥怎样的作用尚不清楚。为此,本研究在实验室前期研究的基础上,从以下几方面探索了 NCAPD3参与AR调节前列腺肿瘤细胞迁移、侵袭和细胞周期的分子机制:首先,通过qRT-PCR和免疫组化实验,我们发现相对于正常组织样本而言,NCAPD3mRNA水平和蛋白水平在前列腺癌组织样本中显著升高。此外,我们发现在雄激素依赖型前列腺癌细胞系LNCaP细胞和CWR22Rv1细胞中NCAPD3 mRNA水平及蛋白水平比在雄激素非依赖型前列腺癌细胞系PC3细胞和DU145细胞中高,在正常前列腺上皮细胞系WPMY-1中表达水平最低。因此,这些结果表明临床上NCAPD3异常高表达可能和前列腺癌紧密相关,并且NCAPD3的表达可能和雄激素信号通路相关。其次,对LNCaP和CWR22Rv1两种细胞分别进行雄激素剥夺处理3天以后再用人工合成类雄激素-米勃酮(Mibolerone,Mib)进行刺激处理,发现Mib能够刺激NCAPD3基因表达,上调NCAPD3 mRNA水平和蛋白水平。通过分析LNCaP细胞AR ChIP-seq数据发现,NCAPD3基因增强子上存在三个明显的AR结合峰,我们把这三个峰与此对应的AR结合位点分别命名为ARBS-1、ARBS-2和ARBS-3。通过转录因子预测网站JASPAR相应软件进行预测,我们在这三个AR结合位点上均发现了雄激素应答元件(ARE)序列。随后,通过双荧光素酶报告基因实验和ChIP分析实验,证实了 NCAPD3是一个雄激素响应基因,并且雄激素诱导的NCAPD3水平上调是通过激活AR实现的。随后,用siRNA敲低LNCaP细胞和CWR22Rv1细胞中内源性NCAPD3,然后将细胞培养在含10%CSS培养基中进行雄激素剥夺处理48 hr,再用10 nM Mib刺激处理24 hr,western-blot结果显示Mib可显著上调ETS-1、Snail和Cyclin D1蛋白水平,而在NCAPD3敲低组这种上调趋势被显著抑制。通过划痕实验,transwell迁移和侵袭实验,发现敲低内源性NCAPD3能够消弱雄激素对LNCaP细胞和CWR22Rv1细胞迁移和侵袭的促进作用。另外,通过对LNCaP细胞和CWR22Rv1细胞中的流式细胞术结果分析,我们发现NCAPD3能够促进前列腺癌细胞通过G1/S期,加快细胞周期转变。最后,在PC3细胞中过表达AR和NCAPD3以及在LNCaP细胞和CWR22Rv 1细胞中用siRNA敲低内源性AR和NCAPD3,再用nocodazole将细胞同步化至有丝分裂期,进行激光共聚焦实验分析。我们发现,过表达AR和NCAPD3之后染色体短粗的棒状形态更加清晰可见;而敲低AR和NCAPD3后,染色体形态异常,呈现出细长状态,磷酸化的组蛋白不能均匀的结合到染色体上。以上结果证明AR参与到染色质的凝缩过程中。综上所述,本研究结果证明NCAPD3是AR的一个靶基因,同时说明NCAPD3参与AR促进的前列腺癌细胞周期、迁移和侵袭。此外,AR参与到染色质的凝缩过程中。这些结果表明:NCAPD3受雄激素-AR信号通路调节并参与雄激素-AR信号通路对前列腺肿瘤的调控过程。