基于CiteSpace 軟件的國內(nèi)線粒體生物合成研究的文獻計量及可視化分析

王 茹 王承龍

1.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院心血管病中心，北京 100091；2.國家中醫(yī)心血管病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100091

線粒體具有相對獨立的遺傳系統(tǒng)和生物合成場所，對細胞能量代謝發(fā)揮重要作用[1-3]。線粒體生物合成需要線粒體基因和核基因的雙重轉(zhuǎn)錄，促進線粒體相關(guān)蛋白的合成，最終參與線粒體內(nèi)膜復(fù)合物的組裝，保證細胞線粒體正常的代謝過程[4-5]。對心肌細胞等能量需求高的細胞而言，線粒體生物合成尤為重要。本文利用文獻計量學(xué)的研究方法，對國內(nèi)線粒體生物合成的研究熱點與發(fā)展趨勢進行分析，為開展相關(guān)研究工作提供科研思路。

1 資料與方法

1.1 文獻來源和檢測策略

數(shù)據(jù)源于中國知識資源總庫，以“線粒體生物合成”為檢索詞，檢索方式為“主題”（精準），檢索時限為2000 年1 月—2020 年6 月。將檢索結(jié)果導(dǎo)入Note-Express 進行篩選，剔除征稿啟事、會議論文等不相關(guān)文獻后確定納入文獻。

1.2 研究方法

納入文獻以Refworks 格式導(dǎo)出，以“download_XXX”命名保存，導(dǎo)入CiteSpace 進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化。設(shè)置CiteSpace 參數(shù)，時間跨度為2000—2020 年，時間切片為1 年，節(jié)點類型為作者、機構(gòu)及關(guān)鍵詞，被引次數(shù)最高的N 個論文（TopN）為50，其余參數(shù)為默認設(shè)置，進行可視化分析，繪制知識圖譜。

2 結(jié)果

2.1 文獻的時間分布

共檢索到275 篇文獻，篩選后得到168 篇文獻。發(fā)文量呈波動式上升，2008 年前增長緩慢，2009 年后呈波動式增長，2018 年文獻量增長非常明顯，2019 年呈突降式下滑，但發(fā)文量呈總體上升態(tài)勢，推斷2020 年總發(fā)文量應(yīng)會有所回升。見圖1。

圖1 國內(nèi)線粒體生物合成相關(guān)文獻發(fā)表情況

2.2 作者合作可視化

發(fā)文量最多的學(xué)者為丁曉雯與寧俊麗，李思遠、張勇、黃先智等位列其后。學(xué)者間的合作在圖譜中構(gòu)成作者子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，較為顯著的是以丁曉雯、張勇、劉樹森等為代表的7 個子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并存在以2～3 人組成的小范圍合作網(wǎng)絡(luò)以及單獨節(jié)點作者，發(fā)文量相對偏低。見圖2。

圖2 作者共現(xiàn)圖譜

2.3 研究機構(gòu)可視化

發(fā)文量最多的機構(gòu)是西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國家重點實驗室與西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，表示在該領(lǐng)域科研力量較強。圖中節(jié)點之間的連線數(shù)較少，表示機構(gòu)間比較分散，合作較少。見圖3。

圖3 機構(gòu)共現(xiàn)圖譜

2.4 研究熱點主題

關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（圖4）中出現(xiàn)頻次排名前5 的關(guān)鍵詞是線粒體生物合成、線粒體、線粒體自噬、骨骼肌、1-脫氧野尻霉素。在此基礎(chǔ)上，選擇“LLR 對數(shù)似然比算法”生成關(guān)鍵詞聚類圖譜（圖5），其模塊性Q 值與平均輪廓值均在合理范圍內(nèi)，表明聚類效果顯著。

圖4 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖5 關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.5 研究趨勢

從關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖（圖6）中看出，2005 年之前，1-脫氧野尻霉素、肥胖及線粒體自噬突現(xiàn)率較高；2005—2010 年一氧化氮、運動、耐力訓(xùn)練突現(xiàn)率較高，說明骨骼肌線粒體生物合成研究較多；2011 年后，生物合成、核呼吸因子1、慢性缺氧、促紅細胞生成素、氧化應(yīng)激等關(guān)鍵詞突現(xiàn)率較高，表示線粒體生物合成研究趨于系統(tǒng)化。

圖6 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖

關(guān)鍵詞時序圖譜（圖7）中看出，2000—2004 年，關(guān)注點集中于線粒體生物合成、自噬以及肥胖，研究缺乏整體性及系統(tǒng)性。2005—2010 年研究主要指向與能量代謝相關(guān)的生理病理過程：①運動、耐力訓(xùn)練等骨骼肌生理代謝過程；②糖脂等物質(zhì)代謝過程；③在2 型糖尿病、腦卒中等疾病及人體衰老中的作用；④過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活因子1α（PGC-1α）等所介導(dǎo)的信號通路；⑤線粒體DNA 及線粒體凋亡。2010 年后集中于探究線粒體生物合成對缺血再灌注損傷、心肌重構(gòu)、氧化應(yīng)激等病理生理過程的影響。2016 年以后，心肌細胞線粒體生物合成的關(guān)注度增加，同時關(guān)注線粒體膜電位、線粒體呼吸功能、線粒體穩(wěn)態(tài)以及線粒體蛋白的表觀遺傳學(xué)修飾，且中醫(yī)藥研究越來越多。

圖7 關(guān)鍵詞時序圖譜

3 討論

線粒體生物發(fā)生保證功能性線粒體種群的維持、三羧酸循環(huán)以及氧化磷酸化相關(guān)線粒體蛋白的充分表達[6-7]，線粒體生物合成障礙直接導(dǎo)致線粒體功能障礙，與多種疾病密切相關(guān)[8-9]。文獻計量學(xué)能夠?qū)茖W(xué)技術(shù)的某些結(jié)構(gòu)、特征和規(guī)律進行探討[10]，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[11]。國內(nèi)近20 年線粒體生物合成相關(guān)研究分析后發(fā)現(xiàn)：第一、文獻發(fā)文量整體呈上升趨勢，顯現(xiàn)出較大的發(fā)展空間和上升的發(fā)展態(tài)勢。第二、機構(gòu)發(fā)文量存在較大差距，且各機構(gòu)多為獨立開展研究，核心作者群亦是如此，這種現(xiàn)象可能與線粒體生物合成涉及的學(xué)科領(lǐng)域較廣有關(guān)。各機構(gòu)間應(yīng)推進交流與合作，促進線粒體生物合成研究的整體化與系統(tǒng)化。第三、在高頻關(guān)鍵詞中，除線粒體生物合成本身含義外，線粒體自噬排名靠前。線粒體生物發(fā)生與線粒體自噬是控制線粒體數(shù)量、形態(tài)與功能的主要環(huán)節(jié)[12-13]。在營養(yǎng)缺乏、細胞衰老及氧化應(yīng)激損傷時，細胞中線粒體發(fā)生極化損傷，自噬體能夠特異性包裹異常線粒體并選擇性降解，對維持細胞穩(wěn)態(tài)具有重要作用[14-19]。關(guān)鍵詞聚類分析中，除了線粒體及線粒體生物合成的聚類外，PGC-1α 是第三項聚類。PGC-1α 在能量需求增加的狀態(tài)下誘發(fā)[20]，能夠調(diào)節(jié)核呼吸因子1 和線粒體轉(zhuǎn)錄因子A 的轉(zhuǎn)錄[21-23]，是線粒體生物發(fā)生的核心調(diào)節(jié)因子[24-26]。關(guān)鍵詞時序圖譜及突現(xiàn)圖譜提示線粒體生物合成與氧化應(yīng)激、線粒體自噬、線粒體凋亡的交互關(guān)系、線粒體生物合成信號通路、線粒體蛋白的乙酰化修飾可能是未來發(fā)展趨勢。

綜上所述，國內(nèi)線粒體生物合成的研究力度逐漸增強，從現(xiàn)有文獻預(yù)測，探索線粒體生物合成在缺血性心肌病、慢性心力衰竭、阿爾茨海默病、腫瘤等疾病中能量代謝障礙環(huán)節(jié)中的作用，研究線粒體生物合成靶點與通路、線粒體生物合成與氧化應(yīng)激、線粒體自噬、線粒體凋亡的交互作用以及線粒體蛋白乙酰化修飾可能是未來的研究熱點。中醫(yī)藥科研人員應(yīng)注重挖掘中醫(yī)中藥在線粒體生物合成方面的潛在作用。