研究背景及目的:结直肠癌（colorectal cancer,CRC）是常见的消化道恶性肿瘤之一,随着抗EGFR特异性单抗药物的诞生,结直肠癌的治疗进入靶向药物治疗时代,但KRAS突变型的结直肠癌患者不能从抗EGFR的靶向治疗中获益,因此KRAS突变型的晚期结直肠癌患者的治疗仍然是结直肠癌治疗的难点和重点。代谢重编程已然成为恶性肿瘤的十大特征之一,在肿瘤发生发展中有着举足轻重的地位。诸多研究表明,KRAS突变型结直肠癌更具有代谢异常的表型。因此,深入研究肿瘤代谢重编程影响KRAS突变型结直肠癌演进的分子机制,对控制KRAS突变型结直肠癌发生发展、改善患者预后并降低结直肠癌的复发和死亡率至关重要。SLC25A21（solute carrier family 25 number 21）是氧代己酸载体,属于溶质载体家族,其主要功能是将胞浆内的2-氧代己酸（2-oxoadipate）转运至线粒体,同时将线粒体三羧酸（Tricarboxylic acid,TCA）循环内的α-酮戊二酸（2-oxoglutarate）转运至胞浆。目前SLC25A21与肿瘤相关的研究尚不多见,仅在鼻咽癌CNE1和C666-1这两株细胞株中发现SLC25A21表达下调,但结直肠癌中是否存在SLC25A21的表达异常及其与结直肠癌的关系尚未见报道。方法:1、采用实时荧光定量PCR、Western blot、免疫组织化学方法检测SLC25A21在结直肠癌中表达及其分布情况;利用TCGA数据库分析SLC25A21在结直肠癌中的表达水平与结直肠癌患者临床病理参数和预后之间的关系。2、采用CCK-8实验、平板克隆实验、划痕实验、Transwell及裸鼠皮下成瘤实验检测SLC25A21对结直肠癌细胞体内外生物学特性的影响。3、检测SLC25A21表达量的变化对结直肠癌细胞株TCA循环代谢产物、能量及氧化还原当量的影响。4、检测SLC25A21通过调控谷氨酰胺代谢对结直肠癌细胞增殖能力的影响。5、利用Pulldown和Western blot实验,检测SLC25A21对结直肠癌细胞KRAS活性及KRAS下游信号通路的影响。结果:1、SLC25A21在结直肠癌细胞中呈低表达趋势,且与KRAS突变型结直肠癌患者的TNM分期及不良预后密切相关。2、SLC25A21高表达能特异性抑制KRAS突变型结直肠癌细胞株的增殖及迁移能力,对KRAS野生型结直肠癌细胞的作用不明显。3、SLC25A21低表达通过抑制线粒体中α-KG的外流,使其补充进入短缺的TCA,维持谷氨酰胺代谢对肿瘤生长的支持作用,促进了 KRAS突变型结直肠癌的发生、发展。4、SLC25A21过表达可降低KRAS活性,抑制RAS/RAF/MEK/ERK及RAS/PI3K/AKT 信号通路。结论:1、SLC25A21在结直肠癌组织中低表达,且与KRAS突变型结直肠癌患者的不良预后密切相关;2、SLC25A21通过调控KRAS突变型结直肠癌的谷氨酰胺代谢,特异性抑制KRAS突变型结直肠癌的增殖及迁移能力;3、SLC25A21过表达能抑制结直肠癌中KRAS活性及KRAS下游信号通路的活性。