目的:结肠癌是一种在消化系统中最多见的恶性肿瘤。目前在我国的发病率和死亡率已位居前5位,成为人类健康的重大威胁。结肠癌的危险因素包括:家族史、性别、吸烟、酗酒、运动的缺乏、肥胖、食用红肉以及加工肉等。其中,肥胖可以引起诸多有害激素、体内代谢免疫的变化,这些改变可以增加结肠癌的发病风险。脂肪和肥胖相关蛋白（fat mass and obesity-associated protein,FTO）是一个与肥胖相关的等位基因,同时也是一个6-甲基腺嘌呤（N 6-methyladenosine,m6A）的去甲基酶,它主要定位在人类16号染色体的长臂上,即16q12.2,基因的长度大概为400Kb,其中包含外显子（9个）和内含子（8个）。FTO基因中存在一个结构域,它可以使铁结合基因与α-酮戊二酸发生作用,隶属于非亚铁血红素加双氧酶（Alk B homologue,ALKB）超家族,亦称作ALKBH9。FTO不仅在代谢速率的调节、能量调节、体脂的分布与聚集、干细胞的分化等方面起作用外,还和心、脑血管疾病、阿尔茨海默氏病、肿瘤等疾病的发生相关联。有文献报道,FTO可以通过参与能量代谢的m TOR信号通路从而影响肿瘤的增殖。而丙酮酸激酶M2亚型（Pyruvate Kinase Isotype M2,PKM2）是肌肉型丙酮酸激酶（Pyruvate Kinase M,PKM）的一种亚型,其主要在胚胎细胞、干细胞和肿瘤细胞这些对合成代谢需求强的细胞中表达,同时它也是参与肿瘤有氧糖酵解代谢通路上的关键酶。FTO是否通过调节PKM2的表达影响结肠癌的恶性生物学行为及有氧糖酵解代谢,目前尚无报道,因此,本研究拟对上述假设进行进一步研究与探讨。研究方法:本研究首先从生物信息学数据库TCGA（The Cancer Genome Atlas）中下载结肠癌RNAseq数据,并对其进行Log2的转化,同时联合UALCAN数据库分析FTO在结肠癌中的表达差异情况。收集来自中国医科大学附属盛京医院病理科的结肠癌配对标本103例及其临床病理信息,应用免疫组织化学技术验证FTO在结肠癌中的差异表达情况,并进行临床相关性分析。其次,在正常结肠的上皮细胞Hco Epic和5株结肠癌的细胞系LOVO、SW620、SW480、Caco-2、CL187中筛选出FTO高表达的细胞株和FTO低表达的细胞株,对其应用成熟的慢病毒转染技术分别进行FTO的敲减和FTO的过表达,并分别建立FTO稳定低表达的细胞株和FTO稳定高表达的细胞株,然后分别应用CCK-8（Cell Counting Kit-8）的实验技术来检测细胞的增殖情况,划痕实验技术来检测细胞的迁移情况,Transwell的实验技术来检测细胞的侵袭情况、流式细胞术来检测细胞的凋亡情况,以进一步观察FTO对结肠癌细胞的生物学行为的影响。最后,应用免疫印迹蛋白方法检测FTO稳定低表达细胞株和FTO稳定高表达细胞株中PKM2的蛋白表达情况,应用免疫荧光染色技术检测差异表达FTO后PKM2在胞浆和胞核的分布情况,应用Seahorse-糖酵解压力测试实验检测FTO稳定低表达细胞株和FTO稳定高表达细胞株中的糖酵解代谢情况。同时给予PKM2抑制剂紫草素对FTO稳定高表达细胞株进行干预,应用Seahorse-糖酵解压力测试实验检测干预后FTO稳定高表达细胞株中的糖酵解情况,而后应用CCK-8实验方法检测细胞活力情况,以进一步观察PKM2抑制剂对FTO稳定高表达细胞株的糖酵解压力变化和细胞活力的变化情况。结果:第一部分:1、生物信息学分析结果显示,FTO在结肠癌患者中呈现高表达情况,并与预后及临床病理分期相关。2、免疫组织化学结果显示,FTO在结肠癌组织的细胞核中呈明显高表达,且FTO的高表达与结肠癌患者的年龄（P<0.05）、性别（P<0.05）、T分期（P<0.05）、肿瘤分级（P<0.01）相关,而与结肠癌患者的肿瘤大小、N分期、M分期、脉管侵犯、神经侵犯、血中CEA、CA199无明显相关性。单因素分析结果表明,FTO在结肠癌组织中的高表达与患者的年龄（P<0.05）、性别（P<0.05）、T分期（P<0.05）、肿瘤分级（P<0.01）相关;Logisitics回归分析表明,肿瘤分级是结肠癌患者FTO高表达的独立危险因素（P<0.05）。第二部分:1、在正常结肠上皮细胞Hco Epic和5株结肠癌细胞系LOVO、SW620、SW480、Caco-2、CL187中筛选出FTO高表达细胞株LOVO和FTO低表达细胞株CL187,应用慢病毒转染技术对其分别进行FTO敲减和FTO过表达,并分别建立FTO稳定低表达细胞株LOVO-GL407NC、LOVO-Y11316和FTO稳定高表达细胞株CL187-GL107、CL187-H15278。2、细胞表型实验显示,过表达FTO的结肠癌细胞的增殖能力、迁移能力及侵袭能力较FTO空载组结肠癌细胞明显增强,但两组细胞的凋亡情况无明显差异;敲减FTO的结肠癌细胞的增殖能力、迁移能力及侵袭能力较FTO空载组细胞明显减弱,但两组细胞的凋亡情况无明显差异。结果表明,FTO可以增强结肠癌细胞的增殖能力、迁移能力和侵袭能力,而不影响细胞的凋亡能力。第三部分:1、免疫印迹实验表明,过表达FTO的结肠癌细胞较FTO空载组细胞PKM2蛋白表达水平升高,反之,PKM2蛋白表达水平降低。2、免疫荧光实验表明,过表达FTO的结肠癌细胞与FTO空载组细胞相比,PKM2在胞核内的荧光染色强度增强;而敲减FTO的结肠癌细胞与FTO空载组细胞相比,PKM2在胞核内的荧光染色强度减弱,两者呈正相关关系。3、Seahorse-糖酵解压力测试实验结果表明,过表达FTO的结肠癌细胞较FTO空载组细胞糖酵解能力明显增强;反之,敲减FTO的结肠癌细胞与FTO空载组细胞相比,糖酵解能力明显减弱。4、给予PKM2抑制剂紫草素对FTO稳定高表达细胞株进行干预,CCK-8实验结果显示,应用不同浓度（0μM、0.5μM、1μM、1.5μM、2μM、2.5μM、5μM、7.5μM）的紫草素作用于CL187-H15278细胞24 h及48 h后,随着紫草素浓度的增加,CL187-H15278细胞的细胞活力逐渐下降,呈时间及浓度依赖性。最大半数抑制浓度（IC50）为:24 h的3.65μM和48 h的1.84μM。同时筛选出后续实验中应用的紫草素浓度为1.5μM和2.5μM。5、应用不同浓度（1.5μM、2.5μM）的紫草素作用于CL187-H15278细胞24 h后,Seahorse-糖酵解压力测试实验结果表明,给予不同浓度的紫草素可不同程度的抑制FTO过表达结肠细胞的糖酵解压力,抑制程度与浓度、时间成正比,且对过表达组的抑制作用大于空载组。结论:1、FTO在结肠癌的组织中呈现高表达,并与其预后及结肠癌患者的年龄、性别、T分期、肿瘤分级等临床病理参数相关。2、过表达FTO可以使结肠癌细胞的增殖能力、迁移能力和侵袭能力增强,不影响结肠癌细胞的凋亡能力。3、FTO可以通过影响PKM2的表达水平进而影响结肠癌有氧糖酵解水平,证实FTO与PKM2之间存在联动关系。4、PKM2的抑制剂可以抑制结肠癌细胞的糖酵解水平,抑制结肠癌细胞的活力,从能量代谢水平来影响结肠癌的恶性的生物学行为。