谷氨酰胺代谢是除了葡萄糖代谢以外的肿瘤中最重要的一个代谢途径，这条代谢通路在肿瘤的生长，增殖中起到了十分重要的作用。CD44是一种结直肠癌肿瘤干细胞的表面分子标志并且其在肿瘤的形成中发挥了非常重要的作用。研究谷氨酰胺代谢通路中一些关键酶与肿瘤干细胞表面标志CD44的相关性，以及这些酶在CD44+肿瘤干细胞中的作用对于研究和了解CSCs具有重要意义。　　我们收集结直肠癌患者的肿瘤组织，用流式细胞术检测了CD44的表达，并分选出CD44-与CD44+的细胞，通过RT-PCR检测谷氨酰胺酶（glutaminase，GLS）和谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）的表达情况。发现这两个代谢酶在CD44+的细胞和CD44-的细胞中有明显的变化。由于临床标本来源有限，我们又用western blot的方法检测了细胞系SW480中CD44+和CD44-细胞代谢酶蛋白水平的变化。发现谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）在CD44+的细胞表达水平是明显上升的。另外结直肠癌患者组织切片的免疫荧光提示CD44与GS的共定位良好，二者有明显的相关性。　　P6C是陈佺老师实验构建的一个CD44高表达的结直肠癌干细胞系。为了进一步研究GS在CD44+肿瘤干细胞中的表达，我们构建了P6C-GS高表达、P6C-GS敲低的稳定株。另外我们还利用CRISPER-CAS9的技术构建了P6C-GS-敲除的细胞系。　　为了进一步了解GS在CD44+肿瘤干细胞中的作用，我们先用P6C-GS高表达、P6C-GS敲低稳定株进行平板克隆形成实验。发现当GS高表达时，P6C的克隆形成能力是增加的。当敲低GS时，P6C的克隆形成能力是下降的。由于P6C是一个干细胞系，其形成的克隆90％以上为Holoclone克隆，Holoclone排列紧密，形态规则，含有未分化的肿瘤干细胞，具有较强的成瘤能力。暗示着GS可能影响了肿瘤干细胞。为了进一步探讨这种猜测，我们从结直肠癌细胞成球能力的角度来分析GS敲低后对结直肠癌肿瘤干细胞自我更新能力的影响。在P6C中敲除GS后，肿瘤干细胞的悬浮球形成能力是下降的。　　mTOR在肿瘤干细胞中发挥了很重要的作用。我们通过western blot的方法检测了GS敲除细胞中p70S6K蛋白磷酸化水平的变化。提示GS可能通过抑制mTOR信号从而抑制了结直肠癌肿瘤干细胞的克隆形成和悬浮球形成能力。　　综上所述，谷氨酰氨合成酶（GS）在CD44阳性结直肠癌细胞的成瘤中发挥了重要作用。GS能够促进结肠癌CSCs的克隆形成能力和悬浮球形成能力。这可能是通过mTOR信号通路来调控的。这些结果可以为我们深入了解肿瘤干细胞提供新的发现。