miRNA文獻計量分析

王沖，張宏梁，田玲

·調(diào)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(nèi)發(fā)現(xiàn)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(qū)域相互作用來抑制 mRNA lin-14 的表達，最終導(dǎo)致 lin-14 蛋白質(zhì)合成的減少，調(diào)控著線蟲的發(fā)育[1]。

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

本文從文獻計量學(xué)的角度，統(tǒng)計分析自 miRNA 出現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jié)果選擇必要字符保存為文檔，將檢索結(jié)果文檔導(dǎo)入 TDA 軟件進行數(shù)據(jù)清理和分析，同時利用 excel 進行統(tǒng)計。

1.4分析內(nèi)容

分別從 miRNA 研究的發(fā)表文章數(shù)量、國家、基金資助來源、期刊、作者和關(guān)鍵詞方面進行統(tǒng)計分析。

2　WOS數(shù)據(jù)庫 1993–2010 年 miRNA 文獻情況分析

2.1文獻數(shù)量及被引情況分析

在發(fā)表文章數(shù)量方面，WOS 在統(tǒng)計時段內(nèi)共收錄miRNA 文獻 9850 篇。如圖 1 所示，1993 年出現(xiàn)首篇關(guān)于 miRNA 文章，經(jīng)過 8 年發(fā)展（其中 1998 – 1999 年在該檢索式下無文章收錄），2001 年論文數(shù)達到 20 篇。從2001 年開始，在 miRNA 方面的發(fā)文數(shù)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(fā)文量現(xiàn)處于上升期，今后一段時間內(nèi)仍然是生命科學(xué)研究的熱點問題之一。

從平均被引頻次結(jié)合年發(fā)表文章數(shù)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(fā)展史發(fā)現(xiàn)，直到 2000 年在線蟲中發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)庫（miRBase，http://www.mirbase.org/）收錄的動物、植物和病毒的 miRNA序列已經(jīng)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(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻數(shù)和平均被引頻次年份分布圖

2.2發(fā)文量國別分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)清理后，在統(tǒng)計時段內(nèi)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(fā)文量 4404 篇，占全部可統(tǒng)計文獻量 46.94％，遙遙領(lǐng)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(fā)文量為 852 篇，占全部可統(tǒng)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(tǒng)型生物學(xué)領(lǐng)域研究大國也是這一領(lǐng)域的主要力量。中國在 miRNA 方面的發(fā)文量在世界范圍內(nèi)位居第二位，體現(xiàn)了我國在該領(lǐng)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(shù)據(jù)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(jīng)逐漸引起國家和社會的廣泛關(guān)注。2009 年，中國市場監(jiān)測中心與中國市場研究中心公布了一份關(guān)于 2009 – 2010 年中國 miRNA 分析市場現(xiàn)狀研究與發(fā)展趨勢的報告，報告對miRNA 領(lǐng)域的行業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場競爭狀況、融資渠道、區(qū)域市場分布、行業(yè)重點企業(yè)等進行了系統(tǒng)分析[6]。

2.3基金資助來源分析

圖3　1993 – 2010 年 WOS 數(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻基金資助來源前 8 位分布圖

對檢索結(jié)果中標注基金資助來源的文獻進行分析，其中發(fā)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(xué)基金委員會（NSFC）、中國國家基礎(chǔ)研究計劃（973 計劃）、NIH 下的國家癌癥研究所（NCI）、美國國家科學(xué)基金會（NSF）、德國科研資助組織德國研究協(xié)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(fā)文量為 1026 篇，占總發(fā)文量的 10.41％，而我國兩家基金資助來源總發(fā)文量為 306 篇，僅占總發(fā)文量的 3.11％。從側(cè)面反映了我國各資金資助來源如何發(fā)揮現(xiàn)有的資源優(yōu)勢彌補缺失，提高 miRNA 研發(fā)、轉(zhuǎn)化效率是一個亟待思考和解決的問題。

2.4文獻期刊及學(xué)科領(lǐng)域情況分析

在統(tǒng)計時段內(nèi)對刊載 miRNA 文獻的期刊統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)（表 1），期刊中文獻數(shù)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(xué)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(lǐng)域，其中國外以 miRNA 在癌癥領(lǐng)域的研究為其熱點。載文量居前 10 位的學(xué)科類別涉及到生物化學(xué)和分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)、生物技術(shù)和應(yīng)用微生物學(xué)等（表 2）。

2.5文獻作者及被引情況分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)清理后發(fā)現(xiàn)，國際上累計 miRNA 發(fā)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(fā)文量 183 篇）。Croce CM 教授是美國俄亥俄州立大學(xué)分子病毒學(xué)、免疫學(xué)和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)系主任以及人類腫瘤遺傳學(xué)計劃和遺傳研究所所長，是探索 miRNA 在腫瘤發(fā)生發(fā)展進程中基本作用的領(lǐng)軍人物。他在 2002 年 11 月發(fā)現(xiàn)最常見的人類白血病—慢性淋巴細胞白血?。–LL），可能是由于缺失 2 個miRNA 造成的。到 2002 年 Croce 的這篇論文已經(jīng)被引用了 300 多次。鑒于最近十年在 miRNA 的研究領(lǐng)域所發(fā)表的論文及其被引用情況，Croce 被評為湯姆森基本科學(xué)指標數(shù)據(jù)庫中生物學(xué)領(lǐng)域第 7 位熱點論文作者。從 1999 年起，Croce 已經(jīng)發(fā)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(diào)在 miRNA 研究領(lǐng)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(fā)文量和第一作者發(fā)文量的差值中也可以得到印證。

表1　1993 – 2010 年 WOS 數(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻載文量前 10 位期刊

表2　1993 – 2010 年 WOS 數(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻涉及的前 10 位學(xué)科類別

表3　1993 – 2010 年 WOS 數(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻發(fā)文量前 10 名作者分布

2.6文獻關(guān)鍵詞分析

將檢索結(jié)果中的關(guān)鍵詞進行清理后分析，協(xié)同 miRNA出現(xiàn)頻率最高的前 14 個關(guān)鍵詞見圖 4。出現(xiàn)頻率最高的是RNA interference（RNAi，RNA干涉），共出現(xiàn) 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(xiàn)的文章數(shù)量在2008 年達到高峰，之后發(fā)文數(shù)量在不斷下降。而 biomaker（生物標志物）與 miRNA 共現(xiàn)的文章從 2006 年開始出現(xiàn)至 2010 年 7 月為止，文章數(shù)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(jīng)為該領(lǐng)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(xiàn)的 5 個高頻關(guān)鍵詞是 RNAi、cancer（癌癥）、microarray（微陣列技術(shù)）、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(nèi) 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(shù)據(jù)庫收錄 miRNA 文獻中協(xié)同 miRNA 出現(xiàn)的前 14 個關(guān)鍵詞分布圖

3　結(jié)語

通過對 WOS 收錄的 miRNA 文獻統(tǒng)計分析，可以發(fā)現(xiàn)，miRNA 的總發(fā)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(jīng)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(jīng)形成了自己的優(yōu)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(chǔ)性工作，涉及多個學(xué)科類別，在該研究中的突破也必將影響更廣范圍內(nèi)的多學(xué)科領(lǐng)域，這也是為什么 miRNA 能夠成為生命科學(xué)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(chǎn)生基于 miRNA 的藥物及許多新穎的診斷和預(yù)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(zhuǎn)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(yī)學(xué)中的應(yīng)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(yī)學(xué), 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(jiān)測中心. 2009-2010年中國miRNA行業(yè)現(xiàn)狀監(jiān)測及發(fā)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(xué)Carlo M. Croce訪談: 微RNA的一個宏觀視角.科學(xué)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(yè)務(wù)費（1020106）

作者單位：100020 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所

通訊作者：田玲，Email：tianling61@gmail.com

收稿日期：2010-11-02