基于肾透明细胞癌铜死亡关键基因的中药单体网络药理学及分子对接的智能研发方法

本发明属于肾透明细胞癌，具体是基于肾透明细胞癌铜死亡关键基因的中药单体网络药理学及分子对接的智能研发方法。

背景技术：

1、肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma，ccrcc）是肾癌中最常见的病理类型，占所有肾癌病例的70%-75%，其发病率在全球成人恶性肿瘤中位居第14位，严重威胁人类健康。目前，局限性肾透明细胞癌以手术治疗为主，但晚期或转移性肾透明细胞癌患者预后较差，且现有靶向治疗（如针对vegf、mtor信号通路的药物）易出现耐药性，免疫治疗响应率有限，亟须开发新的治疗靶点和有效治疗药物。

2、铜死亡是近年来发现的一种新型程序性细胞死亡机制，其核心特征为细胞内铜离子积累引发线粒体脂质化蛋白聚集和fe-s簇蛋白不稳定，最终导致细胞死亡。与健康细胞相比，癌细胞对铜离子的需求显著升高，铜离子参与调控肿瘤细胞增殖、侵袭及转移相关的信号通路，因此铜死亡相关基因成为肿瘤治疗的潜在靶点。

3、cdkn2a基因是重要的肿瘤抑制基因，其编码的蛋白质参与细胞周期调控，可抑制细胞异常增殖。现有研究表明，cdkn2a的突变、缺失或甲基化沉默在多种癌症中广泛存在，但关于其作为铜死亡关键基因在肾透明细胞癌中的特异性作用及靶向应用尚未明确。本研究团队通过多组学分析及机器学习验证发现，cdkn2a是肾透明细胞癌中风险关联度最高的铜死亡关键基因，其表达异常与患者临床分期、预后密切相关，具备作为治疗靶点的核心潜力。

4、中医药在肿瘤治疗中具有多靶点、低毒副作用的独特优势，但其作用机制多不明确，限制了临床转化应用。网络药理学及分子对接技术为挖掘中医药活性成分的靶向作用提供了有效手段，可实现传统中医药与现代分子生物学的精准结合。基于此，本发明通过系统研究明确了cdkn2a的治疗靶点价值，并筛选出靶向该基因的中药活性成分，为肾透明细胞癌的精准治疗提供新策略。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于肾透明细胞癌铜死亡关键基因的中药单体网络药理学及分子对接的智能研发方法，铜死亡关键基因cdkn2a在肾透明细胞癌治疗中的新应用，明确其作为治疗靶点的价值，并提供一种靶向cdkn2a的肾透明细胞癌治疗药物，解决现有肾透明细胞癌治疗靶点匮乏、药物耐药性等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、cdkn2a基因作为肾透明细胞癌预后生物标志物或药物靶点的应用。

4、所述应用为在构建肾透明细胞癌预后评估模型中的应用，所述预后评估模型以cdkn2a基因及铜死亡相关基因fdx1、pdha1、pdhb、dbt的表达量作为输入特征。

5、所述应用为在筛选或制备靶向cdkn2a下游信号通路的肾透明细胞癌治疗药物中的应用。

6、一种肾透明细胞癌预后评估系统，包括：数据输入模块：用于获取受试者肾透明细胞癌组织中cdkn2a、fdx1、pdha1、pdhb和dbt基因的表达数据；风险计算模块：用于将所述表达数据输入预训练的铜死亡风险评分模型，计算风险评分值；结果输出模块：用于根据所述风险评分值输出预后评估结果；

7、其中，所述铜死亡风险评分模型以cdkn2a及铜死亡相关基因fdx1、pdha1、pdhb、dbt的表达量作为输入特征，采用“stepcox [both]+survival-svm”机器学习算法构建。

8、所述系统还包括样本处理模块，所述样本处理模块包含用于检测cdkn2a基因表达量的试剂，所述试剂包括特异性引物对，其序列为：

9、正向引物：5'-gggttttcgtggttcacatcc-3'

10、反向引物：5'-ctagacgctggctcctcagta-3'。

11、一种用于肾透明细胞癌预后评估的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

12、获取受试者肾透明细胞癌组织中cdkn2a、fdx1、pdha1、pdhb和dbt基因的表达数据；将所述表达数据输入预训练的铜死亡风险评分模型，计算风险评分值；根据所述风险评分值，输出肾透明细胞癌预后评估结果。

13、一种肾透明细胞癌预后评估方法，包括以下步骤：

14、(1) 获取受试者肾透明细胞癌组织中cdkn2a、fdx1、pdha1、pdhb和dbt基因的表达数据；

15、(2) 将所述表达数据输入预训练的铜死亡风险评分模型，计算风险评分值，所述模型采用“stepcox [both]+survival-svm”机器学习算法构建；

16、(3) 根据所述风险评分值，评估受试者的预后风险等级。

17、一种靶向cdkn2a下游信号通路的肾透明细胞癌治疗药物，包含有效量的中药活性成分，所述中药活性成分选自芹菜素、山柰酚、槲皮素或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药；所述中药活性成分通过靶向抑制cdk2和/或cdk6激酶活性，调控细胞周期g2/m期转换，发挥抗肾透明细胞癌作用。

18、芹菜素、山柰酚或槲皮素作为cdk2/cdk6抑制剂在制备肾透明细胞癌治疗药物中的应用。

19、所述药物还包含药学上可接受的载体或赋形剂，所述药物的剂型选自片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂或冻干粉针剂。

20、本发明获得以下技术效果：

21、1. 本发明首次明确cdkn2a作为铜死亡关键基因在肾透明细胞癌中的核心作用，证实其高表达与患者临床分期、不良预后显著相关，具备作为治疗靶点的特异性和有效性，填补了肾透明细胞癌铜死亡相关靶点研究的空白，为肾透明细胞癌的精准治疗提供了新的分子靶点。

22、2. 本发明整合10种机器学习算法，构建并验证了一个稳健的铜死亡风险评分模型，该模型在训练集和验证集中的c-index均大于0.6，能够独立于传统临床因素（年龄、性别、分期、分级）识别预后不良的高危患者亚群，具有良好的临床应用价值。

23、3. 本发明筛选出的芹菜素、山柰酚和槲皮素三种中药活性成分，可特异性结合cdk2/cdk6蛋白并抑制其功能，通过调控铜死亡通路和细胞周期发挥抗癌作用。与传统化疗药物相比，具有毒副作用小、不易产生耐药性的优势。

24、4. 本发明所提供的治疗药物制备工艺简单、原料来源广泛，成本可控，具有良好的临床转化前景。

1.cdkn2a基因作为肾透明细胞癌预后生物标志物或药物靶点的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为在构建肾透明细胞癌预后评估模型中的应用，所述预后评估模型以cdkn2a基因及铜死亡相关基因fdx1、pdha1、pdhb、dbt的表达量作为输入特征。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为在筛选或制备靶向cdkn2a下游信号通路的肾透明细胞癌治疗药物中的应用。

4.一种肾透明细胞癌预后评估系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的预后评估系统，其特征在于，所述系统还包括样本处理模块，所述样本处理模块包含用于检测cdkn2a基因表达量的试剂，所述试剂包括特异性引物对，其序列为：

6.一种用于肾透明细胞癌预后评估的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

7.一种肾透明细胞癌预后评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.一种靶向cdkn2a下游信号通路的肾透明细胞癌治疗药物，其特征在于，包含有效量的中药活性成分，所述中药活性成分选自芹菜素、山柰酚、槲皮素或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药；所述中药活性成分通过靶向抑制cdk2和/或cdk6激酶活性，调控细胞周期g2/m期转换，发挥抗肾透明细胞癌作用。

9.芹菜素、山柰酚或槲皮素作为cdk2/cdk6抑制剂在制备肾透明细胞癌治疗药物中的应用。

10.根据权利要求9所述的治疗药物，其特征在于，所述药物还包含药学上可接受的载体或赋形剂，所述药物的剂型选自片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂或冻干粉针剂。