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線粒體是一種高度動態變化的細胞器。1914年Lewis等[1]首次提出線粒體通過頻繁地融合與分裂改變其外形,進而維持其網絡結構穩態,并將之稱為線粒體動力學(mitochondrial dynamics)。研究證實,不同種細胞線粒體動力學相關功能參與多種疾病的發生發展[2-3]。線粒體經常融合、分裂,這對維持細胞器的高保真度是必要的,特別是細胞面臨代謝或環境應激時。目前,國內對線粒體動力學的研究逐漸增多,特別是與心、腦等高能量需求的器官相關的疾病研究中,線粒體動力學顯得尤為重要。因此,掌握線粒體動力學的研究方向及發展動態十分重要。文獻計量學作為對科研成果有效的評價工具,在我國現已廣泛應用于各個領域。本研究運用文獻計量學的方法對納入的相關文獻進行分析,探索國內關于線粒體動力學的研究特點、方向,為相關領域科研工作者提供客觀的參考依據和科研思路。
以中國期刊全文數據庫(China National Knowledge Internet,CNKI)為資料來源,以“線粒體動力學”為主題詞,檢索時限為2017年8月20日之前發表的文獻,共獲得文獻128篇,對全部文獻進行計量學分析,以文獻發表年度、資源類型、學科領域、基金資助、研究人員機構分布、被引頻次及高頻關鍵詞為對象進行統計分析,研究線粒體動力學的相關文獻的研究特點及規律。
2.1 文獻發表年度趨勢分析 檢索得到最早的文獻發表于2008年,共檢索到相關文獻128篇,發文數量2008年—2011年增長緩慢,2011年以后增長明顯加快,2014年—2017年,共有文獻89篇,約占文獻總數的69.53%,其中2016年發表文獻最多。詳見圖1、表1。

圖1 各年度國內發表線粒體動力學相關文獻

年度論文篇數(篇)構成比(%)2008年21.56 2009年32.34 2010年53.91 2011年43.13 2012年118.59 2013年1410.94 2014年1713.28 2015年2317.97 2016年2922.66 2017年201.56 合計128 100.00
2.2 資源類型分布分析 經過分析統計,目前國內線粒體動力學相關文獻主要來源于期刊,共計56篇,占總文獻數的43.75%,其次為碩士、博士學位論文,分別為32篇(25.00%)、23篇(17.97%),其余為會議論文。詳見圖2。

圖2 國內線粒體動力學相關文獻資源類型分布
2.3 研究機構分布分析 經分析統計,發表文獻4篇以上的研究機構共有8所,分別是河北醫科大學、吉林大學、天津體育學院、北京體育大學、中南大學、湖北中醫藥大學、哈爾濱體育學院、天津市南開醫院。其中河北醫科大學發表文獻數量最多,為9篇。
2.4 基金資助情況分布分析 通過對納入文獻基金分布情況分析,獲得基金資助的文獻有57篇,其中獲國家自然科學基金資助的論文篇數最多,共計38篇(29.69%),未有明確基金資助的文獻71篇(55.47%)。詳見表2。

表2 國內線粒體動力學相關文獻基金資助分布
2.5 學科類型分布情況分析 對納入文獻進行學科類型分布分析,可大致分為20個類型(有的文獻涉及交叉學科)。文獻數量在10篇以上的有9種,依次是神經病學(18篇)、精神病學(17篇)、腫瘤學(12篇)、體育(12篇)、生物學(11篇)、內分泌腺及全身性疾病(11篇)、基礎醫學(11篇)、心血管系統疾病(10篇)、中藥學(10篇)。詳見圖3。

圖3 國內線粒體動力學相關文獻學科類型分布
2.6 被引頻次分析 對納入文獻被引頻次分析,未被引用的文獻數量為84篇,占65.63%。被引頻次在1~5次之間的文獻居多。被引次數最高為17次,是姜寧等發表在《中國運動學雜志》的“早期運動訓練對帕金森小鼠中腦和紋狀體的影響:自噬與線粒體動力學關系的研究”一文。詳見表3。
2.7 關鍵詞及共現網絡關系分析 對納入文獻的關鍵詞進行統計分析,出現頻次≥3次的關鍵詞共有27個,頻次排名前10位的關鍵詞如下(見圖4),其中除線粒體動力學本身外,出現頻率較高的關鍵詞還有“阿爾茨海默病”“線粒體融合”“線粒體分裂”“凋亡”“Drp1”“線粒體自噬”。設節點出現頻次≥3次,進行共現網絡分析及聚類分析,結果見圖5。

表3 國內線粒體動力學相關文獻被引頻次

注:聚類數為3,不同顏色表示不同的簇;節點大小表示該詞出現的頻次;連線的粗細表示兩個節點的共現頻次

圖5 國內線粒體動力學相關文獻關鍵詞共現網絡關系
文獻計量學是以文獻量、作者、機構、關鍵詞等為研究對象,集數學、統計學、文獻學于一體,注重量化的綜合性知識體系,用以評價和與預測科學技術的現狀和發展趨勢[4-5]。本研究基于CNKI數據庫平臺,對國內線粒體動力學的相關文獻進行了文獻計量學的分析,為該領域研究人員的進一步研究提供了參考。
從國內線粒體動力學文獻的年度發文量來看,從2011年開始,國內學者對線粒體動力學的研究逐漸深入和增強,特別是2014年—2017年的發文量占文獻總量的69.53%,說明線粒體動力學作為一個新興的研究熱點,近3年發展迅速。從文獻來源、作者機構及資助情況來看,國內有關線粒體動力學的研究主要集中在高等院校,地理位置以北方為主,碩士、博士畢業論文占文獻總量的42.97%,排名靠前的8所院校有3所為體育院校,基金資助以國家自然科學基金為主,占文獻總量的29.69%,但仍有大量文獻未受基金資助,占總文獻量的55.47%。由此可知,線粒體動力學領域的研究者,在國內可多關注北方一些高等院校的研究,體育院校由于專業與能量代謝密切相關,其研究應給予特別關注。另外,資金資助的力度和覆蓋面有待提升。
從納入文獻所涉及學科來看,國內線粒體動力學的研究涉及學科廣泛,共有20個學科。排名前兩位的是神經病學和精神病學。其中,神經病學文獻主要是各種對于神經肌肉傳導病變的研究,而精神病學主要是對阿爾茨海默病及血管性癡呆的研究。這說明線粒體動力學對于以上兩個學科的發展,有至關重要的影響。此外,腫瘤、心血管疾病的文獻數量也較多。值得一提的是,中藥學和中醫學的發文數量也較為可觀,說明中醫藥多成分多靶點的特點在某些方面可以和線粒體動力學有機結合起來,有助于中醫藥療效的機制研究。從納入文獻被引頻次來看,大部分文獻為零引用,占65.63%,高影響力的文獻較少,這說明文獻質量尚待提高,但也與國內該領域的研究尚處于初級階段,影響力不足有關。
從納入文獻的高頻關鍵詞分析來看,除線粒體動力學本身含義(包括融合、分裂)外,阿爾茨海默病、Drp1排名靠前,相關研究較多。Drp1是一種與線粒體分裂有關的蛋白。有研究表明,線粒體動力學異常發生于阿爾茨海默病早期,線粒體分裂增強,表現為高度的片段化[6]。β淀粉樣蛋白能作用于Drp1,導致線粒體功能障礙及神經突觸的退化,最終導致阿爾茨海默病[7]。此外,從高頻關鍵詞還可看出線粒體動力學與細胞凋亡和線粒體自噬關系密切。有研究證實,線粒體過度分裂可加速內源性凋亡的發生[8]和線粒體自噬[9-10],導致線粒體膜電位的丟失和細胞色素C的釋放。
從納入文獻關鍵詞的共現網絡圖證實線粒體動力學與線粒體自噬、細胞凋亡密切相關。研究較多的線粒體動力學相關蛋白主要有Drp1和線粒體融合相關蛋白Mfn2、OPA1。此外,網絡圖中還顯示,國內線粒體動力學的研究較多的集中于骨骼肌、心肌、運動方面。趙永才[11]在“運動干預骨骼肌、心肌線粒體動力學研究現狀——心肌線粒體動力學研究展望”一文中,詳細分析了其中的內在聯系。
綜上所述,線粒體動力學在我國的研究尚處于起步階段,涉及學科較廣,但研究尚未深入。從現有研究文獻預測,闡釋阿爾茨海默病的發病機制、與線粒體自噬和細胞凋亡的交互作用可能成為線粒體動力學的研究熱點和發展趨勢。神經病學、精神病學、腫瘤、心血管疾病以及中醫藥學領域的研究人員應對此給予關注。此外,應加強研究機構間的交流與合作,積極申請基金資助,滿足所需科技支持,提高論文影響力。