基于CiteSpace 知識圖譜分析黃連素的研究熱點與趨勢*

田楚簫，傅 強，趙鑫雨，胡 潔，劉媛媛

（北京中醫藥大學東直門醫院，北京 100007）

黃連性寒，味苦，主治上焦火熱，具有調理中焦之效。黃連素作為黃連的有效成分，是一種重要的生物堿，臨床廣泛用于治療幽門螺桿菌、細菌性胃腸炎等消化道疾病［1-2］。現代藥理學研究發現，黃連素具有抑制血管平滑肌增殖、抗血小板、抗炎等作用［3］，在多系統疾病、多學科的應用前景廣泛，日益受到重視。本研究中采用CiteSpace5.7.R5 軟件［4］對中國知網中2012 年1 月1 日至2022 年11 月4 日有關黃連素的文獻進行可視化分析，通過共引分析理論和尋徑網絡算法對特定領域的文獻（集合）進行分析，以探討黃連素的研究熱點、趨勢變化。現報道如下。

1 資料與方法

以“黃連素”為關鍵詞，采用計算機檢索中國知網中語言為中文的期刊論文、碩士學位論文、博士學位論文、會議論文，排除科普、會議摘要、重復發表的論文，檢索時限為2012 年1 月1 日至2022 年11 月4 日。檢索結果以“refworks”格式導出，通過Excel 軟件整理關鍵詞，采用CiteSpace 5.7.R5 軟件進行分析，相關時間節點設為1 年，節點類型選擇作者、機構、關鍵字等，繪制可視化知識圖譜。

2 結果

2.1 發文量分布

共檢索到黃連素相關文獻729 篇，排除科普、會議摘要、重復發表的論文后，共納入文獻710篇，年發文量總體呈波動增長趨勢。2012 年至2017 年的發文量穩步增長；2016年至2018年維持在較高水平，處于穩定發展期；2018 年至2022 年波動下降，其研究熱度較前降低。詳見圖1。

圖1 2012年至2022年黃連素相關研究發文量變化趨勢Fig.1 Trends in the number of publications related to berberine from 2012 to 2022

2.2 作者合作分布

共檢索到1 065 位作者，發文量排前3 的分別為李美娟、李平、李敏，發文量不少于3 篇的作者有31 位。詳見圖2。雖然黃連素研究的作者較多，但相互聯系較少，合作關系較微弱。主要合作群體由李平、嚴美花、李美娟、劉瑩等組成，在相關領域內局部形成了較成熟的合作網絡。李平團隊探討了黃連素對2 型糖尿病（T2DM）模型大鼠腎臟的保護作用，其機制可能與改善脂質代謝，通過核因子紅細胞系2 相關因子2（Nrf2）通路介導增強抗氧化酶活性，上調Smad7的表達而抑制核轉錄因子-κB（NF-κB）及轉化生長因子-β（TGF-β）/Smad 信號通路，從而減輕腎臟炎癥及纖維化有關［5-7］；李美娟團隊對伴精神分裂癥的代謝綜合征患者進行了臨床試驗，發現黃連素可改善多項代謝異常，炎性指標明顯降低［8-9］。

圖2 2012年至2022年黃連素相關研究作者合作網絡知識圖譜Fig.2 Knowledge graph of author collaboration network of berberine-related studies from 2012 to 2022

2.3 機構合作分布

節點（N）為779，連線數（E）為389，合作網絡密度（Density）為0.001 3，其中節點大小表示該研究機構發表論文的數量，節點間的連線表示不同機構間的合作強度，連線的顏色代表不同時間段的合作關系。由圖3 可知，共檢索到研究機構779個，但機構間合作不明顯，未形成較強且廣泛的合作網絡關系，發文量較多且合作聯系較強的機構為廣州中醫藥大學第一附屬醫院、廣東省中醫院等，其余機構的合作網絡并不顯著。國內學者關于黃連素領域的研究多以研究機構獨立進行，有待跨學科、跨區域等的研究機構合作。

2.4 研究熱點與趨勢分析

關鍵詞共現分析：學術論文的關鍵詞是論文內容的重點提示，也是作者學術思想與觀點的高度提煉。關鍵詞共現通過描述關鍵詞間的關聯與結合，提示學術領域研究內容的內在相關性，挖掘一段時間內某領域研究的熱點。本研究中共提取高頻關鍵詞334 個，形成487 條連線，詳見圖4。提示黃連素可治療疾病包括T2DM、胰島素抵抗、慢性胃炎、幽門螺桿菌感染、多囊卵巢綜合征（PCOS）、阿爾茨海默病（AD）、慢性腹瀉等；研究方式包括臨床療效觀察、Meta 分析、實驗研究；常見聯合用藥包括硫糖鋁、二甲雙胍、蒙脫石散、雙歧桿菌三聯活菌膠囊等；實驗研究結果顯示，黃連素與炎性因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）關系密切，并可作用于腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、Janus 激酶2（JAK2）/信號轉導及轉錄激活因子3（STAT3）、NF-κB、B 淋巴細胞瘤-2基因（Bcl-2）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/ 絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（AKT）等多個信號通路。從時間跨度來看，T2DM、慢性胃炎等出現時間較早，近年來出現了肺癌、急性呼吸窘迫綜合征等呼吸系統疾病，可能成為未來研究的方向。從代表節點促進作用的中介中心性指標來看，“2 型糖尿病”“炎性因子”等與其他熱點關鍵詞間的聯系較強，是黃連素研究熱點的中心。

圖4 2012年至2022年黃連素相關研究的關鍵詞共現網絡知識圖譜Fig.4 Knowledge graph of co-occurrence network of keywords of berberine-related studies from 2012 to 2022

關鍵詞聚類分析：通過CiteSpace 5.7.R5 軟件集合類似文獻數據并進行關鍵詞共現的聚類分析，可直觀反映黃連素在某一時期主要探討的研究熱點。結果見圖5。節點（N）為334，連線數（E）為458，網絡密度（Density）為0.010 3，得到聚類模塊性指數Q值為0.670 3，聚類輪廓性指數S值為0.947 2，同質性較高，不同聚類劃分較好，聚類效果明顯、合理。對包含文獻較多、范圍較大的幾個聚類進行具體分析，其中疾病方面T2DM 涉及二甲雙胍聯合用藥的臨床試驗研究、腸道菌群的調節；PCOS涉及肥胖改善、血脂調節、活產率；AD涉及氧化應激、星形膠質細胞、β-淀粉樣蛋白（Aβ）、細胞周期素依賴性蛋白激酶5/ 重組人CDK5rl（CDK5/ p25）信號通路；用藥方面涉及硫糖鋁、雙歧桿菌三聯活菌膠囊聯合用藥的臨床療效觀察；機制研究涉及細胞增殖、自噬、細胞凋亡及對AKT 信號通路的影響；實驗研究中，大鼠為常用動物模型。

圖5 2012年至2022年黃連素相關研究的關鍵詞聚類分析知識圖譜Fig.5 Knowledge graph of clustered keyword analysis of berberine-related studies from 2012 to 2022

關鍵詞時區分析：早期研究中，高頻關鍵詞有慢性胃炎、T2DM 等；2012 年至2022 年研究主題從臨床療效觀察發展到實驗研究，應用涉及聯合抗菌藥物、心力衰竭、腫瘤等，最新研究仍較關注抗炎機制，如在腸道菌群的調節方面。詳見圖6。丁鑫等［10］研究發現，黃連素改善小鼠腸道黏膜損傷的重要機制是通過抑制內質網應激減少腸道上皮細胞凋亡，可有效下調腸道Caco-2細胞中TNF-α、白細胞介素1β（IL-1β）、白細胞介素6（IL-6）等炎性因子的基因表達，緩解炎性反應，上調緊密連接蛋白-1（ZO-1）、閉合蛋白-2（Claudin-2）、閉合蛋白-1（Claudin-1）的基因表達，促進黏膜修復［11］。

圖6 2012年至2022年黃連素相關研究的關鍵詞時區知識圖譜Fig.6 Knowledge graph of keyword evolution of berberine-related studies from 2012 to 2022

關鍵詞突現分析：通過篩選不同時間段內頻數激增的關鍵詞可直觀展示該領域研究熱點的演變及拐點。結果見表1。從時間序列看，早期研究的熱點為消化系統疾病，“肝癌”“慢性胃炎”“蒙脫石散”等出現時間最早；2015 年后，研究熱點轉為胰島素抵抗、代謝綜合征；2020 年后，AD、糖尿病腎病成為黃連素的研究熱點。從突現持續時間看，實驗研究中“HepG2 細胞”“AMPK 信號通路”等突現時間較長，表明黃連素對肝癌及其相關通路的介導機制的研究在較長時間內為研究熱點。由突現詞的突現強度（Strength）可見，從2020 年開始，“炎性因子”強度為2.95，突現強度較高，成為研究熱點。

表1 2012年至2022年黃連素相關研究的突現關鍵詞Tab.1 Keyword emergence map of berberine-related studies from 2012 to 2022

3 討論

3.1 治療消化系統疾病

黃連有“厚腸”的功效，黃連素的藥理功能主要有抑制某些微生物代謝，阻斷細菌毒素形成，減少腸液分泌，抑制離子電解質分泌，抑制平滑肌收縮，減輕炎性反應，還可刺激膽紅素排泄和膽汁分泌，可抑制炎性反應，恢復腸黏膜屏障，調節腸道菌群等［12］，被廣泛用于治療腸道功能紊亂、腸胃炎、細菌性腹瀉和腸道寄生蟲感染。臨床常聯用雙歧桿菌三聯活菌膠囊、蒙脫石散治療慢性腹瀉。劉海燕［13］的研究結果顯示，黃連素聯合雙歧桿菌三聯活菌膠囊治療慢性腹瀉可顯著降低二胺氧化酶（DAO）和D-乳酸水平，且不良反應發生率較低；丁紹華等［14］研究發現，相比于口服黃連素治療小兒腹瀉，黃連素灌腸療效更好，患兒的腹瀉緩解時間、脫水時間、發熱時間均更短。

3.2 治療糖尿病

隨著現代研究的發展，對黃連素降血糖機制的研究也在不斷深入。研究表明，黃連素可間接促進葡萄糖轉運蛋白的表達，從而顯著降低空腹血糖和餐后血糖［15-17］。黃連素可促進胰島素抵抗患者胰島素信號轉導通路，促進胰島素受體的表達與磷酸化，通過增加蛋白激酶C（PKC）、AMPK 活性，促進AKT 蛋白、胰島素受體底物-1（Ser307）磷酸化，從而改善T2DM 患者的胰島素抵抗［18］。黃連素可通過調控微小RNA-204/沉默信息調節因子1（miR-204/ SIRT1）通路，減少miR-204含量，促進SIRT1的mRNA表達，增強胱天蛋白酶-3（caspase-3）通路，減少胰島β細胞凋亡，并通過SIRT1/腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）/ 解偶聯蛋白2（UCP2）通路促進胰島素的分泌，保護糖尿病患者的胰島細胞［19］。

黃連素的口服生物利用度極低，其主要藥效多作用于腸道內的菌群。腸道內的菌群紊亂可能引起體質量增加、胰島素敏感性下降和全身多系統的低度炎癥，導致糖尿病發展進程加快［20-21］。夏敬勝等［22］研究發現，黃連素可顯著增加腸道菌群中梭桿菌屬、乳酸桿菌屬的含量，提高口服葡萄糖的耐受能力，減少糖化血紅蛋白含量；在細胞實驗中，黃連素可上調模型大鼠結腸G 蛋白膽汁酸偶聯受體5（TGR5）、G 蛋白偶聯受體43（GPR43）的基因表達，抑制NF-κB 蛋白表達，恢復胰島功能，達到降血糖作用。陳誠等［17］在臨床試驗中發現，患者聯用二甲雙胍腸溶片和黃連素可顯著降低胱抑素C和游離脂肪酸水平，升高脂聯素水平。

3.3 治療婦科疾病

2015 年出現了黃連素治療生殖內分泌的相關研究。黃連素不僅可改善PCOS 患者的胰島素抵抗，治療代謝異常，同時還可改善高雄激素血癥，恢復排卵功能，進一步降低子宮內膜癌的發病風險，間接改善子宮內膜的容受性，這可能與炎性因子、脂肪細胞、游離脂肪酸、抗氧化應激與抗內質網應激作用相關［23］。鄺國超等［24］研究發現，黃連素可有效改善胰島素抵抗狀況下的血清性激素水平，顯著提升PCOS 合并不孕患者的臨床療效，降低空腹血糖、空腹胰島素、胰島素抵抗指數、血清黃體生成素、卵泡雌激素、睪酮水平，增加卵泡直徑和子宮內膜厚度。

3.4 治療AD

隨著對黃連素治療AD 的機制研究的不斷深入，高子蕊等［25］研究發現，黃連素可抑制Aβ 的沉積，抑制膽堿酯酶、單胺氧化酶，延緩神經炎性反應和氧化應激反應的發生等。黃連素可改善AD 模型大鼠的學習和記憶能力，其機制與黃連素降低大鼠海馬組織原合成激酶3（GSK3β）、磷酸化tau 蛋白（p-tau）表達，激活AMPK 和蛋白磷酸酶2A催化性C亞基（PP2Ac），降低外周血輔助性T細胞17（Th17）亞群比例，減輕腦組織內炎性反應相關［26-27］。童晶晶等［28］研究發現，黃連素可降低Aβ25-35誘導的模型大鼠星形膠質細胞的炎性細胞因子水平，抑制氧化應激發生。另有研究證實，黃連素可通過促進Aβ誘導的PC12細胞增殖，從而抑制細胞凋亡［29］。

3.5 治療腫瘤

近年來，黃連素治療肝癌已成為研究熱點。通過誘導細胞凋亡、抑制細胞增殖、抑制相關通路、抗氧化，黃連素在體內外均能抑制腫瘤生長，且暫未發現其對細胞周期有影響［30］。夏云強等［31］及林慶新［32］研究發現，黃連素能有效抑制人肝癌HepG2細胞中的p-AKT蛋白增殖，誘導HepG2 細胞凋亡。黃連素通過促進Wnt/β-聯蛋白（β-catenin）氧化應激信號通路，降低血管內皮生長因子（VEGF）和基質金屬蛋白酶（MMP）水平，從而抑制肝癌細胞增殖，促進肝癌細胞凋亡［33-34］。趙玉澤等［35］研究發現，隨著黃連素質量濃度的增加，腫瘤細胞的抑制率也相應升高，10μmol/L黃連素可明顯影響肝癌細胞中凋亡蛋白的表達，通過升高活性氧（ROS）含量、耗竭胞內抗氧化劑，進而誘導肝癌細胞凋亡［36］。在干擾腫瘤的侵襲和轉移方面，王麗芳等［37］及王娟等［38］研究發現，黃連素可通過抑制SMMC-7721細胞中磷脂酶C-γ1（PLCγ1）的磷酸化抵抗腫瘤侵襲。通過激活AMPK 信號通路減少細胞外調節蛋白激酶（ERK）活性和環氧合酶2（COX-2）的表達［39］，低劑量黃連素可顯著抑制HepG2細胞遷移，且能引起肝癌細胞自噬［40］。

黃連素治療乳腺癌的相關研究開展較早，謝娟等［41］于2012年的研究結果顯示，黃連素可誘導乳腺癌MCF-7細胞內細胞線粒體膜電位降低，活化一系列相關凋亡通路，進而發揮抗腫瘤作用。2016 年至2017 年，黃連素對乳腺癌的作用機制成為研究熱點，趙超前等［42］研究發現，黃連素可明顯降低細胞周期調節相關蛋白如細胞周期素B1（CyclinB1）和抑制凋亡蛋白Bcl-2 的表達水平，抑制乳腺癌細胞的生長和遷移能力，并可提高乳腺癌細胞的放射敏感性；趙虹等［43］研究發現，黃連素影響Bcl-2 相關X 蛋白（BAX）/ Bcl-2 表達的機制可能與下調葡萄糖調節蛋白78（GRP78）的表達，以及通過微小RNA-146a（miR-146a）抑制NF-κB P65 磷酸化［44］相關。楊艷紅等［45］研究發現，黃連素可使乳腺癌細胞MCF-7的細胞周期阻滯在G1期，且能抑制其遷移能力；張亞軍等［46］認為，該機制可能與調節JAK2/STAT3信號通路相關。

3.6 小結

黃連素可用于消化科、內分泌科、婦科等疾病的治療，常聯用其他藥物，治療腫瘤的研究成為近年來的研究熱點，但其作用機制尚未完全闡明，未來研究的熱點和趨勢為黃連素降血糖、抗炎、抗腫瘤的作用機制。但本研究中僅納入中文文獻，研究廣度尚需加強。