基于Citespace和VOSviewer繪制圖譜探討 肝星狀細胞作用于肝纖維化的機制

張晚秋，張 娟，姚 宇，姜 峰，馬 敏

（1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)，安徽 合肥 230038；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，安徽 合肥 230031）

肝纖維化（hepatic fibrosis，HF）是一種由于慢性肝損傷或炎癥等多種因素作用且長期反復(fù)發(fā)生所引起的病理性變化過程及結(jié)果。目前多認為以Ⅰ型和Ⅲ型膠原為主的細胞外基質(zhì)（ECM）的過度增生和沉積[1]，是引起肝纖維化的主要原因。肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSCs）是肝臟中的一種非實質(zhì)細胞，在正常靜止?fàn)顟B(tài)下可儲存脂肪、儲存和代謝維生素A等。在長期慢性肝損傷或炎癥作用下，HSCs在細胞自我修復(fù)過程中被激活，自身基因表達和表型發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為具有增殖性、成纖維性和收縮性的肌成纖維樣細胞（MFBs）表型（即活化的HSCs）[2]。其導(dǎo)致了細胞的大量增殖及ECM的合成大于降解，并分泌大量的趨化因子和細胞因子。過量的ECM沉積于肝臟損傷部位，最終導(dǎo)致了肝纖維化的發(fā)生。而ECM的沉積和各種細胞因子的分泌又反之促進了HSCs的活化，造成肝纖維化的持續(xù)性發(fā)生，并最終導(dǎo)致肝功能的衰竭。因此，調(diào)節(jié)HSCs的活化機制，成為抗肝纖維化的主要途徑及研究方向。

Citespace、VOSviewer是近年來科研領(lǐng)域最常用的兩款基于Java語言開發(fā)的可視化工具軟件，可根據(jù)相關(guān)的高頻關(guān)鍵詞、科研合作機構(gòu)、作者關(guān)系、時間分布等制作多種相關(guān)網(wǎng)絡(luò)圖譜，可更直觀地展示出各領(lǐng)域范圍內(nèi)研究的前沿及未來趨勢。本文采用最新的Citespace 5.8.R3 c版本、VOSviewer 1.6.18版本對中國知網(wǎng)（CNKI）、WoS（Web of Science）等數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)計分析繪制知識圖譜。

1 資料與分析

1.1 數(shù)據(jù)來源于2012年1月至2022年5月在中國知網(wǎng)（CNKI）中進行高級搜索，關(guān)鍵詞選用“肝纖維化”AND“肝星狀細胞”。于Web of Science（WoS）中選擇“Web of Science核心合集”后進行主題詞搜索，選用“hepatic fibrosis”AND“hepatic stellate cells”。由于近10年該數(shù)據(jù)庫收錄文獻較多，不利于制圖展現(xiàn)，故檢索出版時間定義為2017年1月至2022年5月。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)對于中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫中的文獻，關(guān)鍵詞中同時包含“肝纖維化”和“肝星狀細胞”，即可納入標(biāo)準(zhǔn)，包含所有文件類型。對于Web of Science（WoS）數(shù)據(jù)庫中的文獻，主題詞中，同時包含“hepatic fibrosis”和“hepatic stellate cells”的，即可納入文獻標(biāo)準(zhǔn)，文件類型主要包含論文和綜述論文兩大類，排除如會議論文、書籍章節(jié)等其他文獻類型。

1.3 數(shù)據(jù)收集與轉(zhuǎn)換

1.3.1 中國知網(wǎng)（CNKI）與Citespace新建一個“C N K I知網(wǎng)”文件夾，再在文件夾內(nèi)分別建立“input”“output”“data”“project”4個文件夾，將在知網(wǎng)中搜索出的1 623條文獻，以Refworks格式導(dǎo)出，以“download_1-1623”“命名存儲于“input”中，打開Citespace5.8.R3c，將導(dǎo)出的Refworks文獻運用Data“import/export”功能轉(zhuǎn)換成“converted.TXT”格式，共1581條記錄，存入“project”文件夾中?！皌ime slicing”設(shè)置為2012年至2022年，“Year Per Slice”設(shè)置為“1”，“Term Source”選擇“Title”“Abstract”“Author keywords（DE）”“Keywords Plus（ID）”，根據(jù)不同類型的要求“Node Types”選擇“Keywords”或“Author”或“Institution”等，“Pruning”選擇“Pathfinder”“Pruning sliced networks”“Pruning the merged networks”，其他選默認值，運行該程序，即可制作關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜、關(guān)鍵詞突現(xiàn)探測圖譜以及作者和科研合作機構(gòu)、時間線分布等多種類型的可視化知識圖譜，并用Excel表格等制作出具有比較性的部分表格，見圖1。

1.3.2 Web of Science（WoS）與VOSviewer新建一個“WOS”文件夾，于Web of Science（WoS）數(shù)據(jù)庫中，選擇“Web of Science核心合集”，“Topic”選擇“hepatic fibrosis”AND“hepatic stellate cells”，出版日期選擇“2017-01-01至2022-05-31”，共搜索出3552條文獻，以文本文件格式導(dǎo)出，存于“WOS”文件夾內(nèi)。打開VOSviewer 1.6.18，點擊“Create...”選擇“Create a map base on bibliographic data”“Read data from bibliographic database files”，選中“WOS”文件夾中所有導(dǎo)出的文本文件，根據(jù)不同需求，“Type of analysis”選擇“All keywords”和“cooccurrence”，或者選擇“co-authership”和“Author”，相應(yīng)的頻數(shù)選擇“15”或“5”后制作出圖譜，如圖所示。

1.4 結(jié)果選取利用Citespace與VOSviewer制作出的各類圖譜，找出與肝星狀細胞作用于肝纖維化機制最相關(guān)內(nèi)容的圖表。通過分析多項統(tǒng)計數(shù)據(jù)，找出延緩或者避免肝纖維化所致的肝硬化甚至肝功能衰竭的方法，可見國內(nèi)外的科研學(xué)者著力于對肝星狀細胞的活化機制及各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及細胞因子等的研究。本篇則根據(jù)筆者所作出的各種可視化圖譜等信息，具體分析如下：

2 可視化圖譜及圖表分析

2.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜和發(fā)文折線圖分析圖1是根據(jù)中國知網(wǎng)1 623條相關(guān)文獻制作出來的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，圖中圓圈越大，表示的引用的頻次越多，圖中可清晰反映出近年來高頻詞有肝纖維化、肝硬化、細胞凋亡、細胞增殖、信號通路、自噬細胞、活化以及各種具體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和細胞因子。圖2中顯示的是10年來“肝纖維化”相關(guān)的發(fā)文量，數(shù)量一直居高不下，仍維持很高的熱度；圖3顯示10年來“肝星狀細胞”“信號傳導(dǎo)”及“活化”相關(guān)的發(fā)文量，除2016年略有低谷，三者的研究熱度也較高，尤其對于信號通路的研究，發(fā)文數(shù)量每年穩(wěn)定波動，文獻數(shù)量可觀。圖1～圖3充分說明了對肝星狀細胞活化過程中，如信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、細胞因子等的研究，對于抗纖維化治療極具前沿性及重要性，對于臨床有廣泛且豐富的參考性，未來研究熱度將依舊不減。

圖1 CNKI中文文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖2 CNKI“肝纖維化”發(fā)文折線圖

圖3 CNKI“肝星狀細胞”“活化”“信號通路”發(fā)文折線圖

2.2 發(fā)文關(guān)鍵詞分析圖圖4是根據(jù)中國知網(wǎng)（CNKI）1 623條文獻按照圖1步驟，繼續(xù)設(shè)置“Burstness”中“γ=0.6，Burst items found=38”后制作出的表圖，且按照突現(xiàn)頻次強度大小順序排列。該圖顯示了2012～2022年，國內(nèi)關(guān)于“肝纖維化”“肝星狀細胞”的研究中，對于如促進細胞凋亡的bax蛋白，抑癌的pten基因、莪術(shù)醇、姜黃素等，主要參與損傷修復(fù)的巨噬細胞，具有抗炎作用的Tlrt蛋白，保護損傷細胞的轉(zhuǎn)錄因子nrf2，調(diào)控代謝的激酶ampk及蛋白質(zhì)類激素瘦素，中成藥肝復(fù)康、中藥鱉甲煎丸等的研究，都具有很高熱度。這表明了國內(nèi)近10年對于能夠修復(fù)損傷細胞、調(diào)控基因表達的各種信號通路以及促進代謝、抗炎的機制及藥物等方面的研究，具有持續(xù)性及創(chuàng)新性，未來在該領(lǐng)域內(nèi)預(yù)計仍可保持良好走勢。圖5是利用VOSviewer軟件將數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出的3 552條文獻篩選后制作出的關(guān)鍵詞聚類圖譜。圖中圓圈越大，表示引用頻次越多，其中紅色部分、藍色部分以及黃色部分占比面積最大。通過不同顏色區(qū)塊的關(guān)鍵詞統(tǒng)計可發(fā)現(xiàn)，國際上在“肝纖維化”“肝星狀細胞”領(lǐng)域，研究方向多偏向于肝星狀細胞活化致使肝細胞纖維化的過程，以及各種新興的信號傳導(dǎo)通路，與國內(nèi)研究方向趨于一致，但有一定區(qū)別。

圖4 CNKI國內(nèi)發(fā)文關(guān)鍵詞突現(xiàn)探測圖

圖5 WOS國際發(fā)文關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.3 發(fā)文機構(gòu)分析圖表表1是根據(jù)國內(nèi)文獻經(jīng)Citespace軟件分析后，選取發(fā)文量前15位的機構(gòu)單位所作出的表格?？倲?shù)據(jù)顯示近年來各地對該領(lǐng)域的研究也陸續(xù)開始，發(fā)文量都有所上升。從表1中可以看出國內(nèi)發(fā)文的單位，以幾所高校及其附屬醫(yī)院的消化內(nèi)科和藥學(xué)部為主，上?？倲?shù)最多。發(fā)文數(shù)量排名前三的國家分別是中國、美國、韓國，其次是意大利、沙特阿聯(lián)酋等。圖6是發(fā)文機構(gòu)標(biāo)簽聚類圖，該圖顯示在過去5年間，被WoS收錄的文章，大多來源于中國的上海復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、江蘇南京大學(xué)、安徽醫(yī)科大學(xué)等，及美國的圣地亞哥大學(xué)、意大利的米蘭大學(xué)、韓國的釜山大學(xué)等的科研機構(gòu)。該項數(shù)據(jù)充分顯示了中國在該領(lǐng)域內(nèi)研究分析及內(nèi)容的前沿性以及廣泛的國際認可度。

表1 Citespace 國內(nèi)發(fā)文前15位科研機構(gòu)

圖6 WOS國際發(fā)文機構(gòu)

3 討論

通過搜索上述文獻資料制作出相關(guān)圖表后，可更清晰直觀地分析出，目前國內(nèi)外對于肝星狀細胞作用于肝纖維化的機制的研究越來越微觀細化。從宏觀上看，形成肝纖維化的原因和機制很多，近年來更傾向于選擇從活化過程中出現(xiàn)的各種蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路入手，各種細胞因子介質(zhì)的研究也逐漸進入研究視野，可用于抗纖維化的反向驗證；國內(nèi)對于中醫(yī)藥的開發(fā)，也取得良好臨床效果。從微觀上看，過去多著力于肝纖維化至肝硬化的過程及治療，而近年來，學(xué)者們逐漸發(fā)現(xiàn)肝星狀細胞的激活和增殖是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的中心環(huán)節(jié)[3-4]。肝星狀細胞是肝纖維化發(fā)生發(fā)展的重要細胞學(xué)基礎(chǔ)，其活化與許多途徑和介質(zhì)密切相關(guān)，包括自噬、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、氧化應(yīng)激反應(yīng)等[5]。例如巨噬細胞分泌的細胞因子等物質(zhì)在創(chuàng)傷修復(fù)中的活躍表達近年來已被中外學(xué)者所關(guān)注，部分已考慮作為損傷時間推斷的有用參數(shù)。而抗肝纖維化的方法可從去除刺激性肝損傷因素到抑制或調(diào)節(jié)肝臟炎癥、護肝作用、下調(diào)HSC的活化、促進基質(zhì)降解、促進HSC特異度凋亡等。主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有EPK、MAPK、TGFβ/SMAD、JAK-TAT、PI3K/AKT/mTOR通 路等，還有部分miRNAs 例如MicroRNA-503、MicroRNA-203、MicroRNA-21、MicroRNA-122、MicroRNA-29b、MicroRNA-1273g-3p、MicroRNA-384等，可以在HSCs的活化、增殖以及凋亡多個方面進行正向或者負向的調(diào)控，影響基因的表達水平[6]。另外，對于國內(nèi)中醫(yī)藥治療肝纖維化，中藥提取物如莪術(shù)醇[7]、丹參素、白藜蘆醇、芍藥苷、苦參素等，中藥復(fù)方如鱉甲煎丸等，中成藥如肝復(fù)康顆粒等[8]，都可以在肝星狀細胞活化過程中結(jié)合膠原或者其他分泌體，或者通過各類型信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通絡(luò)對抗肝纖維化起重要作用。中醫(yī)藥治療的經(jīng)驗對國內(nèi)外抗肝纖維化的治療具有創(chuàng)新及借鑒意義。

4 結(jié)語

本文意在用兩款可視化軟件，整理分析肝纖維化及肝星狀細胞的相關(guān)信息，梳理出近年來國內(nèi)外科研學(xué)者們在該領(lǐng)域內(nèi)的著力點，用以預(yù)測未來該領(lǐng)域內(nèi)的研究方向。通過本篇數(shù)據(jù)分析，我國國內(nèi)的相關(guān)研究仍處于國際前沿，一定程度上代表了國際研究權(quán)威，具有一定創(chuàng)新性及良好的延續(xù)性。但由于收集資料數(shù)據(jù)收錄范圍的局限性，以及軟件對于數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計的不足，也導(dǎo)致了對于信息無法完整展現(xiàn)，需要進一步擴充資料選取的范圍、開發(fā)兩款軟件的其他功能，也可結(jié)合其他可利用的軟件工具等。另外，國內(nèi)在肝纖維化、抗纖維化的研究過程中，缺少一定的合作性，資源多集中在幾個大城市科研機構(gòu)，實驗選材及臨床案例選擇范圍較為受限，研究的方向不能保持連續(xù)性，研究內(nèi)容缺少延展性，且研究的成果并沒有得到廣泛的推廣及臨床應(yīng)用。對于抗纖維化的治療，需要國內(nèi)外學(xué)者共同努力突破瓶頸，選取有效的治療方案，實現(xiàn)治療效果的最大化，為患者提供更好的診療技術(shù)。