前列腺癌（PCa）是全球男性第二高发恶性肿瘤，转移是导致患者死亡的首要原因，临床缺乏可靠的无创转移预警标志物，且表观遗传与代谢重编程在转移中的交叉调控机制尚未明确。近日，南京大学医学院附属鼓楼医院团队在《Cellular & Molecular Biology Letters》（IF=10.2，肿瘤领域优质期刊，开源获取）发表重磅研究，整合单细胞测序、bulk转录组、甲基化组多组学技术，结合体内外实验、临床样本验证，首次完整揭示“AZGP1启动子甲基化→基因沉默→糖酵解激活→前列腺癌转移”的调控链条，关键结果均有明确图表支撑，为前列腺癌转移的动态监测、预后评估及靶向治疗提供可直接转化的方案。

文章信息速览

• 原标题：Methylation-induced silencing of AZGP1 enhances prostate cancer metastasis by stimulating tumoral glycolysis

• 期刊：Cellular & Molecular Biology Letters（IF=10.2，肿瘤领域优质期刊，开源获取，Brief Report类型）

• 关键词：前列腺癌、AZGP1、DNA甲基化、糖酵解、肿瘤转移、分子标志物、表观遗传、代谢重编程

研究核心亮点

这篇IF=10.2顶刊论文的成功，核心在于“多组学整合+多维度验证”的经典发文范式，从“筛选→验证→机制→转化”形成完整闭环，完全可作为医生发多组学论文的参考模板，5大核心步骤+原文图表，清晰易懂、可复刻：

第一步：单细胞+bulk多组学联合，锁定转移相关核心基因AZGP1（图1） 研究团队先对GSE141445单细胞数据集（36424个细胞）进行预处理、细胞注释，通过Scissor工具结合bulk转录组数据（TCGA-PRAD），精准鉴定出具有转移优势的肿瘤细胞亚群（Met亚群）（图1A）； 通过差异表达分析，筛选出9个转移相关候选基因，经TCGA-PRAD队列验证，最终锁定6个核心转移相关基因（MRGs），其中AZGP1与肿瘤转移呈显著负相关（图1B、C）； 进一步通过单变量、多变量逻辑回归分析，建立前列腺癌转移预测模型，AUC值超70%，证实AZGP1是前列腺癌转移的独立保护因子（图1E、F）； 另一个独立单细胞数据集（Tuong et al.）验证显示，Met亚群中AZGP1表达显著低于非Met亚群（P=2.289×10⁻⁷），进一步确认AZGP1的核心作用。

图1 转移亚群鉴定及转移预测模型建立（A：TSNE图展示Met/非Met细胞亚群；B：差异表达分析火山图；C：6个核心MRGs在转移与非转移样本中的表达小提琴图；D：MRGs与转移相关通路的相关性饼图；E：单/多变量逻辑回归分析图；F：转移预测模型AUC图）

第二步：多队列+临床样本验证，AZGP1低表达与前列腺癌进展、不良预后密切相关（图2） 多中心队列（TCGA-PRAD、GSE21034、DKFZ2018）验证显示，AZGP1低表达与前列腺癌高T分期、N1淋巴结转移、高Gleason评分显著相关（P均<0.05）（图2A、B、C）； 生存分析显示，AZGP1低表达患者无进展生存期（PFS）显著缩短，9个bulk数据集的meta分析进一步证实AZGP1与患者预后的关联（图2D）； 体内实验（裸鼠尾静脉注射、胫骨注射模型）显示，过表达AZGP1可显著降低肺转移、骨转移的荧光强度（P=0.0017、P=0.0217）（图2E）； 40例临床FFPE样本免疫组化证实，转移组AZGP1的H-score显著低于非转移组（P=0.0002），明确AZGP1的临床应用价值（图2F、G）。

图2 AZGP1表达与前列腺癌进展及预后的关联（A：不同T分期AZGP1表达箱线图；B：N0/N1期AZGP1表达箱线图；C：不同Gleason评分AZGP1表达箱线图；D：AZGP1与患者预后的meta分析森林图；E：体内转移模型荧光成像及定量分析；F：转移与非转移样本AZGP1免疫组化染色图；G：两组样本H-score散点图）

第三步：体内外功能实验，直接验证AZGP1沉默促进前列腺癌转移（图3） 细胞系验证：CCLE数据库及RT-qPCR检测显示，转移性去势抵抗性前列腺癌细胞（PC3、DU145）中AZGP1表达最低，原发性细胞（22RV1、LNCaP）中表达最高（图3A、B）； 功能验证：构建AZGP1敲低（22RV1细胞）和过表达（PC3细胞）模型，Transwell实验显示，AZGP1敲低显著增强细胞迁移、侵袭能力，过表达则显著抑制（图3D、E）； 伤口愈合实验进一步证实，AZGP1表达与细胞迁移能力呈负相关（P均<0.05）（图3F、G）； 蛋白水平验证：Western blot显示，AZGP1敲低可上调N-钙粘蛋白、VEGFA、MMP7等转移相关蛋白表达，下调E-钙粘蛋白表达，过表达则呈相反趋势（图3H）。

图3 AZGP1对前列腺癌细胞转移表型的调控（A：CCLE数据库中不同前列腺癌细胞系AZGP1表达；B：4种细胞系AZGP1表达RT-qPCR验证；C：AZGP1过表达/敲低效率验证；D：22RV1细胞敲低AZGP1后的Transwell实验；E：PC3细胞过表达AZGP1后的Transwell实验；F、G：伤口愈合实验及定量分析；H：转移相关蛋白Western blot结果）

第四步：代谢机制深挖，AZGP1沉默通过激活糖酵解驱动转移（图4） 单细胞代谢分析显示，AZGP1阴性腔面肿瘤细胞的糖酵解通路显著活化（图4A）； TCGA-PRAD队列分析表明，AZGP1表达与糖酵解通路ssGSEA评分呈显著负相关（R=-0.1，P=0.03），与LDHA、PFKFB3、SLC2A1等关键糖酵解酶也呈显著负相关（R=-0.09~-0.23，P均<0.05）（图4B、C、D）； 功能检测：PC3细胞过表达AZGP1后，乳酸生成量、ECAR（糖酵解速率）显著降低，OCR（线粒体呼吸速率）升高；22RV1细胞敲低AZGP1后则呈相反趋势，明确AZGP1通过抑制糖酵解阻断转移（图4E-J）。

图4 AZGP1对前列腺癌细胞糖酵解的调控（A：AZGP1阳性/阴性细胞代谢通路富集差异；B：AZGP1表达与糖酵解通路ssGSEA评分相关性；C、D：AZGP1与LDHA、GP1的表达相关性；E-G：PC3细胞过表达AZGP1后乳酸、ECAR、OCR检测结果；H-J：22RV1细胞敲低AZGP1后乳酸、ECAR、OCR检测结果）

第五步：多组学揭秘调控源头，AZGP1启动子甲基化是其沉默的核心诱因（图5） 甲基化分析：TCGA甲基化与mRNA数据显示，AZGP1启动子cg26429636位点甲基化与基因表达呈强负相关，且淋巴结转移（N1）患者该位点甲基化水平显著高于非转移（N0）患者（P=0.049）（图5A、B）； 甲基转移酶关联：AZGP1表达与DNMT1、DNMT3A、DNMT3B三种甲基转移酶表达呈显著负相关（R=-0.3~-0.44，P均<0.001），且cg26429636位点甲基化水平与这三种甲基转移酶表达呈正相关（图5D-L）； MSP验证：甲基化特异性PCR显示，AZGP1高表达的22RV1、LNCaP细胞（原发性）中，cg26429636位点呈未甲基化状态；AZGP1低表达的PC3、DU145细胞（转移性）中呈高甲基化状态，证实甲基化是AZGP1沉默的关键原因（图5M）。

图5 AZGP1启动子甲基化的调控作用（A：AZGP1甲基化-表达调控模型及相关性；B：N0/N1期cg26429636位点甲基化水平箱线图；C：M0/M1期cg26429636位点甲基化水平箱线图；D-F：AZGP1与DNMT1、DNMT3A、DNMT3B的表达相关性；G-L：cg26429636甲基化水平与三种甲基转移酶的表达相关性；M：4种细胞系AZGP1启动子MSP检测结果）

总结：多组学发文模板级研究，为前列腺癌转移诊疗+医生发文双重赋能

南京大学医学院附属鼓楼医院团队的这项研究，完美契合中高分期刊“临床痛点→多组学筛选→机制解析→多维度验证→临床转化”的发文逻辑，仅用“单细胞+bulk转录组+甲基化组”三种多组学技术，结合常规体内外实验、临床样本，就成功拿下IF=10.2的顶刊，且开源0版面费，极大降低了医生发文成本。

研究不仅阐明了AZGP1甲基化通过激活糖酵解驱动前列腺癌转移的核心机制，提供了可临床转化的新型分子标志物（cg26429636位点甲基化）与干预靶点，更给想发多组学论文的医生提供了可直接复刻的范式：无需复杂的多组学组合，聚焦一个核心靶点，用“多组学筛选+多队列验证+体内外功能+机制深挖”的思路，即可高效产出中高分成果。

原文DOI：10.1186/s11658-025-00818-3

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