miRNA文獻計量分析

王沖，張宏梁，田玲

·調查與研究·

miRNA文獻計量分析

王沖，張宏梁，田玲

MicroRNA（miRNA）是一組由動物、植物和病毒基因組所編碼的單鏈小分子 RNA。1993 年，在線蟲（C.elegans）體內發現第一個 miRNA，被稱為 miRNA lin-4。Lin-4 并不編碼蛋白，能以不完全互補的方式與靶 mRNA 的 3’ 端的特定區域相互作用來抑制 mRNA lin-14 的表達，最終導致 lin-14 蛋白質合成的減少，調控著線蟲的發育[1]。

miRNA 不具有開放閱讀框（ORF），不編碼蛋白質，但卻參與靶 mRNA 的 3’-UTR 區的剪補配對，使其降解或抑制其表達，從而導致特定基因的沉默，對機體生長、發育及各種疾病尤其是腫瘤的發生和發展具有重要的調節功能[2]。近年來，miRNA 已成為分子生物學、遺傳學和臨床醫學等領域的研究熱點，據推測人類約三分之一基因編碼的mRNA 受到 miRNA 的負調控[3-4]。對 miRNA 以及其細胞功能，尤其是其對腫瘤的負調控功能，已發展為生物醫學的最熱門研究領域之一。面對 miRNA 發展進程和廣闊市場前景，已經有生物技術或制藥公司考慮進行 miRNA 療法的投入，miRNA 模式已經開辟了醫藥新天地[5]。

本文從文獻計量學的角度，統計分析自 miRNA 出現以來的文獻進展情況，為開展 miRNA 研究提供參考。

1　資料來源及方法

1.1資料來源

本研究采用 ISI Web of Knowledge 的 Web of Science引文數據庫（包括 Science Citation Index Expanded 和Social Sciences Citation Index）作為檢索對象。檢索文獻的跨度為 1993 – 2010 年 7 月。

1.2檢索方法

進入 Web of Science 檢索頁面，選用 General Search檢索方式，在 Topic字段中以“miRNA* or microRNA*”進行檢索，Publication year 限定在 1993 – 2010 年。

1.3分析方法

對檢索結果選擇必要字符保存為文檔，將檢索結果文檔導入 TDA 軟件進行數據清理和分析，同時利用 excel 進行統計。

1.4分析內容

分別從 miRNA 研究的發表文章數量、國家、基金資助來源、期刊、作者和關鍵詞方面進行統計分析。

2　WOS數據庫 1993–2010 年 miRNA 文獻情況分析

2.1文獻數量及被引情況分析

在發表文章數量方面，WOS 在統計時段內共收錄miRNA 文獻 9850 篇。如圖 1 所示，1993 年出現首篇關于 miRNA 文章，經過 8 年發展（其中 1998 – 1999 年在該檢索式下無文章收錄），2001 年論文數達到 20 篇。從2001 年開始，在 miRNA 方面的發文數量逐步增加。2004年之后增加速度明顯加快。從圖中可以看出對 miRNA 研究的發文量現處于上升期，今后一段時間內仍然是生命科學研究的熱點問題之一。

從平均被引頻次結合年發表文章數量可以看出，在2000 年后文章平均被引頻次達到高峰，說明 miRNA 研究熱潮始于 2000 年。參照 miRNA 研究的發展史發現，直到 2000 年在線蟲中發現了第二種 miRNA（被稱為miRNA let-7）之后，對 miRNA 的研究才逐漸增多起來。到 2010 年 7 月份，最新版本的 miRNA 數據庫（miRBase，http://www.mirbase.org/）收錄的動物、植物和病毒的 miRNA序列已經達到 14 197 種，分布于植物、動物、單細胞藻類等 70 多個物種之中。

圖1　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻數和平均被引頻次年份分布圖

2.2發文量國別分析

經過數據清理后，在統計時段內共有 9383 篇文獻能識別論文作者所屬國家（圖 2）。按照第一國別進行分析，其中美國發文量 4404 篇，占全部可統計文獻量 46.94％，遙遙領先于其他國家。中國大陸、德國、日本、英國、意大利、法國、加拿大分列二至八位。中國大陸發文量為 852 篇，占全部可統計文獻量 9.08％。以上說明，美國目前是研究miRNA 最活躍國家，其他傳統型生物學領域研究大國也是這一領域的主要力量。中國在 miRNA 方面的發文量在世界范圍內位居第二位，體現了我國在該領域研究的先進地位和較高科研能力，但與美國相比仍存在一定的差距。

圖2　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻所屬第一國家分布圖

在中國，miRNA 在臨床以及市場上的巨大潛力已經逐漸引起國家和社會的廣泛關注。2009 年，中國市場監測中心與中國市場研究中心公布了一份關于 2009 – 2010 年中國 miRNA 分析市場現狀研究與發展趨勢的報告，報告對miRNA 領域的行業現狀、發展趨勢、市場競爭狀況、融資渠道、區域市場分布、行業重點企業等進行了系統分析[6]。

2.3基金資助來源分析

圖3　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻基金資助來源前 8 位分布圖

對檢索結果中標注基金資助來源的文獻進行分析，其中發文量在 50 篇以上的來源有 8 處，從高到低依次是NIH、中國國家自然科學基金委員會（NSFC）、中國國家基礎研究計劃（973 計劃）、NIH 下的國家癌癥研究所（NCI）、美國國家科學基金會（NSF）、德國科研資助組織德國研究協會（DFG）、英國慈善基金會 Wellcome Trust、歐盟組織（EU），如圖3所示。從以上 8 家基金資助來源所在國家分析看出隸屬美國的有三家，中國兩家。但是美國三家基金資助來源的發文量為 1026 篇，占總發文量的 10.41％，而我國兩家基金資助來源總發文量為 306 篇，僅占總發文量的 3.11％。從側面反映了我國各資金資助來源如何發揮現有的資源優勢彌補缺失，提高 miRNA 研發、轉化效率是一個亟待思考和解決的問題。

2.4文獻期刊及學科領域情況分析

在統計時段內對刊載 miRNA 文獻的期刊統計發現（表 1），期刊中文獻數量分布相對均勻。其中累計載文量最多的刊物為Proceedings of the National Acad emy of Sciences of the United States of America（《美國國家科學院院刊》），282 篇，占總文獻量 2.86％。載文量排名第二的是Blood，其載文量為 254 篇，占總文獻量的 2.58％。載文量居前 10 位的期刊主要集中在基因、生物、癌癥等領域，其中國外以 miRNA 在癌癥領域的研究為其熱點。載文量居前 10 位的學科類別涉及到生物化學和分子生物學、細胞生物學、腫瘤學、遺傳學、生物技術和應用微生物學等（表 2）。

2.5文獻作者及被引情況分析

經過數據清理后發現，國際上累計 miRNA 發文量超過 50 篇的作者共有 11 位（表 3）。其中超過 100 篇的有2 位，而在 150 篇以上的只有美國 Croce CM 教授 1 位（到 2010 年 7 月 WOS 中收錄的總發文量 183 篇）。Croce CM 教授是美國俄亥俄州立大學分子病毒學、免疫學和醫學遺傳學系主任以及人類腫瘤遺傳學計劃和遺傳研究所所長，是探索 miRNA 在腫瘤發生發展進程中基本作用的領軍人物。他在 2002 年 11 月發現最常見的人類白血病—慢性淋巴細胞白血病（CLL），可能是由于缺失 2 個miRNA 造成的。到 2002 年 Croce 的這篇論文已經被引用了 300 多次。鑒于最近十年在 miRNA 的研究領域所發表的論文及其被引用情況，Croce 被評為湯姆森基本科學指標數據庫中生物學領域第 7 位熱點論文作者。從 1999 年起，Croce 已經發表 4 篇單篇引用超過 500 次，60 篇單篇引用超過 100 次的論文。Croce 在接受Science Watch記者采訪中曾強調在 miRNA 研究領域團隊合作研究是非常普遍和重要的[7]，這一普遍性和重要性從表 3 所列出作者總發文量和第一作者發文量的差值中也可以得到印證。

表1　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻載文量前 10 位期刊

表2　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻涉及的前 10 位學科類別

表3　1993 – 2010 年 WOS 數據庫收錄 miRNA 文獻發文量前 10 名作者分布

2.6文獻關鍵詞分析

將檢索結果中的關鍵詞進行清理后分析，協同 miRNA出現頻率最高的前 14 個關鍵詞見圖 4。出現頻率最高的是RNA interference（RNAi，RNA干涉），共出現 365 次，其次是 small interfering RNA（siRNA），計 210 次。從 RNAi曲線的走勢來看，RNAi與 miRNA 共現的文章數量在2008 年達到高峰，之后發文數量在不斷下降。而 biomaker（生物標志物）與 miRNA 共現的文章從 2006 年開始出現至 2010 年 7 月為止，文章數量一直處于上升趨勢，2010 年 7 月達到 37 篇。說明 miRNA 在 RNAi 作用研究達到相對成熟的階段，而 miRNA 作為新的生物標志物，其用于診斷癌癥的作用研究已經為該領域研究人員所重視。

圖 4 顯示 2010 年 WOS 收錄進入的文章中與miRNA 共現的 5 個高頻關鍵詞是 RNAi、cancer（癌癥）、microarray（微陣列技術）、apoptosis（細胞凋亡）、biomarker，說明在這一階段中，miRNA 在這五個方面的機制研究已引起了研究人員的興趣，在未來時間內 miRNA 也最有可能在這五個方面的研究中有所突破。

圖4　1993 – 2010 年 WOS　數據庫收錄 miRNA 文獻中協同 miRNA 出現的前 14 個關鍵詞分布圖

3　結語

通過對 WOS 收錄的 miRNA 文獻統計分析，可以發現，miRNA 的總發文量目前正處于上升期。美國、日本、英國、德國等科技強國已經開展了這方面的研究。相比較日本、德國、英國而言，我國在 miRNA 研究方面已經形成了自己的優勢，但是同美國霸主地位比較仍然存在一定的差距。研究人員之間甚至是國家之間合作是 miRNA 研究的一種必然趨勢。因為 miRNA 研究是一項基礎性工作，涉及多個學科類別，在該研究中的突破也必將影響更廣范圍內的多學科領域，這也是為什么 miRNA 能夠成為生命科學研究熱點的原因所在。正如 Croce 教授所說，miRNA 將是一場革命。未來將會產生基于 miRNA 的藥物及許多新穎的診斷和預測分子標記物，治療方面將存在更廣泛的機會；將更好地理解腫瘤、心臟病和其他許多疾病，將能夠使用miRNA 或抗 miRNA 參與、改變甚至逆轉疾病進程。

參考文獻

[1] Wen WR, Li L, Chen WJ. MicroRNA and its applications in medicine. J Mol Diagn Ther, 2010, 1(2):1-4. (in Chinese)溫旺榮, 李莉, 陳文景. MicroRNA及其在醫學中的應用. 分子診斷與治療雜志, 2010, 1(2):1-4.

[2] Li L, Wen WR, Zhu QH. Progress in research on microRNA and its testing methods. Lab Med, 2009, 24(4):316-320. (in Chinese)李莉, 溫旺榮, 朱晴暉. 微小RNA及其表達水平檢測方法的研究進展. 檢驗醫學, 2009, 24(4):316-320.

[3] Harfe BD. MicroRNAs in vertebrate development. Curr Opin Genet Dev, 2005, 15(4):410-415.

[4] Xi Y, Shalgi R, Fodstad O, et a1. Differentially regulated micro-RNAs and actively translated messenger RNA transcripts by tumor suppressor p53 in colon cancer. Clin Cancer Res, 2006, 12(7):2014-2024.

[5] Flanagan N. miRNA Profiling Opens Doors for New Drugs. New York: GEN, (2009-05-15) [2010-7-15]. http://www.genengnews.com/ gen-articles/mirna-profiling-opens-doors-for-new-drugs/2837/.

[6] China Market Monitoring Center. China miRNA industry report in survey and trends, 2009-2010. (2009-03-01) [2010-7-15]. http:// baogao.chinammn.com.cn/cphyyj/1881259.html. (in Chinese)中國市場監測中心. 2009-2010年中國miRNA行業現狀監測及發展趨勢研究報告. (2009-03-01) [2010-7-15]. http://baogao.chinammn. com.cn/cphyyj/1881259.html.

[7] An interview of Carlo M. Croce from Ohio: a macro perspective of miRNA. Science Focus, 2008(3) [2010-7-15]. http://www.kankan.cn/ superlibtary/FreeArticle.asp?AID=32201. (in Chinese)俄亥俄州立大學Carlo M. Croce訪談: 微RNA的一個宏觀視角.科學觀察, 2008(3) [2010-7-15]. http://www.kankan.cn/superlibtary/ FreeArticle.asp?AID=32201.

DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2011.01.015

基金項目：中央級公益性科研院所基本科研業務費（1020106）

作者單位：100020 北京協和醫學院醫學信息研究所

通訊作者：田玲，Email：tianling61@gmail.com

收稿日期：2010-11-02