基于CiteSpace 軟件的國(guó)內(nèi)線粒體生物合成研究的文獻(xiàn)計(jì)量及可視化分析

王 茹 王承龍

1.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院心血管病中心，北京 100091；2.國(guó)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(duì)獨(dú)立的遺傳系統(tǒng)和生物合成場(chǎng)所，對(duì)細(xì)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(jìn)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(xì)胞線粒體正常的代謝過(guò)程[4-5]。對(duì)心肌細(xì)胞等能量需求高的細(xì)胞而言，線粒體生物合成尤為重要。本文利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的研究方法，對(duì)國(guó)內(nèi)線粒體生物合成的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)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(xiàn)來(lái)源和檢測(cè)策略

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

1.2 研究方法

納入文獻(xiàn)以Refworks 格式導(dǎo)出，以“download_XXX”命名保存，導(dǎo)入CiteSpace 進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化。設(shè)置CiteSpace 參數(shù)，時(shí)間跨度為2000—2020 年，時(shí)間切片為1 年，節(jié)點(diǎn)類型為作者、機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵詞，被引次數(shù)最高的N 個(gè)論文（TopN）為50，其余參數(shù)為默認(rèn)設(shè)置，進(jìn)行可視化分析，繪制知識(shí)圖譜。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)的時(shí)間分布

共檢索到275 篇文獻(xiàn)，篩選后得到168 篇文獻(xiàn)。發(fā)文量呈波動(dòng)式上升，2008 年前增長(zhǎng)緩慢，2009 年后呈波動(dòng)式增長(zhǎng)，2018 年文獻(xiàn)量增長(zhǎng)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(shì)，推斷2020 年總發(fā)文量應(yīng)會(huì)有所回升。見圖1。

圖1 國(guó)內(nèi)線粒體生物合成相關(guān)文獻(xiàn)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(yuǎn)、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(gè)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(dú)節(jié)點(diǎn)作者，發(fā)文量相對(duì)偏低。見圖2。

圖2 作者共現(xiàn)圖譜

2.3 研究機(jī)構(gòu)可視化

發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)是西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。圖中節(jié)點(diǎn)之間的連線數(shù)較少，表示機(jī)構(gòu)間比較分散，合作較少。見圖3。

圖3 機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜

2.4 研究熱點(diǎn)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(duì)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(shì)

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(yùn)動(dòng)、耐力訓(xùn)練突現(xiàn)率較高，說(shuō)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(xì)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(shí)序圖譜（圖7）中看出，2000—2004 年，關(guān)注點(diǎn)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(guò)程：①運(yùn)動(dòng)、耐力訓(xùn)練等骨骼肌生理代謝過(guò)程；②糖脂等物質(zhì)代謝過(guò)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(guò)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(hào)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(duì)缺血再灌注損傷、心肌重構(gòu)、氧化應(yīng)激等病理生理過(guò)程的影響。2016 年以后，心肌細(xì)胞線粒體生物合成的關(guān)注度增加，同時(shí)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(lái)越多。

圖7 關(guān)鍵詞時(shí)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(dá)[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(xiàn)計(jì)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(jìn)行探討[10]，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[11]。國(guó)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(xiàn)發(fā)文量整體呈上升趨勢(shì)，顯現(xiàn)出較大的發(fā)展空間和上升的發(fā)展態(tài)勢(shì)。第二、機(jī)構(gòu)發(fā)文量存在較大差距，且各機(jī)構(gòu)多為獨(dú)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(jī)構(gòu)間應(yīng)推進(jìn)交流與合作，促進(jìn)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(yíng)養(yǎng)缺乏、細(xì)胞衰老及氧化應(yīng)激損傷時(shí)，細(xì)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(duì)維持細(xì)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(xiàng)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(shí)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(hào)通路、線粒體蛋白的乙?；揎椏赡苁俏磥?lái)發(fā)展趨勢(shì)。

綜上所述，國(guó)內(nèi)線粒體生物合成的研究力度逐漸增強(qiáng)，從現(xiàn)有文獻(xiàn)預(yù)測(cè)，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(diǎn)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(lái)的研究熱點(diǎn)。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。