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(qiáng)，趙鑫雨，胡 潔，劉媛媛

（北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院，北京 100007）

黃連性寒，味苦，主治上焦火熱，具有調(diào)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(xì)菌性胃腸炎等消化道疾?。?-2］。現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，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(tǒng)疾病、多學(xué)科的應(yīng)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(wǎng)中2012 年1 月1 日至2022 年11 月4 日有關(guān)黃連素的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，通過共引分析理論和尋徑網(wǎng)絡(luò)算法對特定領(lǐng)域的文獻(xiàn)（集合）進(jìn)行分析，以探討黃連素的研究熱點、趨勢變化。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

以“黃連素”為關(guān)鍵詞，采用計算機(jī)檢索中國知網(wǎng)中語言為中文的期刊論文、碩士學(xué)位論文、博士學(xué)位論文、會議論文，排除科普、會議摘要、重復(fù)發(fā)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(jié)果以“refworks”格式導(dǎo)出，通過Excel 軟件整理關(guān)鍵詞，采用CiteSpace 5.7.R5 軟件進(jìn)行分析，相關(guān)時間節(jié)點設(shè)為1 年，節(jié)點類型選擇作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵字等，繪制可視化知識圖譜。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量分布

共檢索到黃連素相關(guān)文獻(xiàn)729 篇，排除科普、會議摘要、重復(fù)發(fā)表的論文后，共納入文獻(xiàn)710篇，年發(fā)文量總體呈波動增長趨勢。2012 年至2017 年的發(fā)文量穩(wěn)步增長；2016年至2018年維持在較高水平，處于穩(wěn)定發(fā)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(guān)研究發(fā)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(fā)文量排前3 的分別為李美娟、李平、李敏，發(fā)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(lián)系較少，合作關(guān)系較微弱。主要合作群體由李平、嚴(yán)美花、李美娟、劉瑩等組成，在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)局部形成了較成熟的合作網(wǎng)絡(luò)。李平團(tuán)隊探討了黃連素對2 型糖尿?。═2DM）模型大鼠腎臟的保護(hù)作用，其機(jī)制可能與改善脂質(zhì)代謝，通過核因子紅細(xì)胞系2 相關(guān)因子2（Nrf2）通路介導(dǎo)增強(qiáng)抗氧化酶活性，上調(diào)Smad7的表達(dá)而抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）及轉(zhuǎn)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(guān)［5-7］；李美娟團(tuán)隊對伴精神分裂癥的代謝綜合征患者進(jìn)行了臨床試驗，發(fā)現(xiàn)黃連素可改善多項代謝異常，炎性指標(biāo)明顯降低［8-9］。

圖2 2012年至2022年黃連素相關(guān)研究作者合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜Fig.2 Knowledge graph of author collaboration network of berberine-related studies from 2012 to 2022

2.3 機(jī)構(gòu)合作分布

節(jié)點（N）為779，連線數(shù)（E）為389，合作網(wǎng)絡(luò)密度（Density）為0.001 3，其中節(jié)點大小表示該研究機(jī)構(gòu)發(fā)表論文的數(shù)量，節(jié)點間的連線表示不同機(jī)構(gòu)間的合作強(qiáng)度，連線的顏色代表不同時間段的合作關(guān)系。由圖3 可知，共檢索到研究機(jī)構(gòu)779個，但機(jī)構(gòu)間合作不明顯，未形成較強(qiáng)且廣泛的合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，發(fā)文量較多且合作聯(lián)系較強(qiáng)的機(jī)構(gòu)為廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院、廣東省中醫(yī)院等，其余機(jī)構(gòu)的合作網(wǎng)絡(luò)并不顯著。國內(nèi)學(xué)者關(guān)于黃連素領(lǐng)域的研究多以研究機(jī)構(gòu)獨立進(jìn)行，有待跨學(xué)科、跨區(qū)域等的研究機(jī)構(gòu)合作。

2.4 研究熱點與趨勢分析

關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析：學(xué)術(shù)論文的關(guān)鍵詞是論文內(nèi)容的重點提示，也是作者學(xué)術(shù)思想與觀點的高度提煉。關(guān)鍵詞共現(xiàn)通過描述關(guān)鍵詞間的關(guān)聯(lián)與結(jié)合，提示學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究內(nèi)容的內(nèi)在相關(guān)性，挖掘一段時間內(nèi)某領(lǐng)域研究的熱點。本研究中共提取高頻關(guān)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?。ˋD）、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(lián)合用藥包括硫糖鋁、二甲雙胍、蒙脫石散、雙歧桿菌三聯(lián)活菌膠囊等；實驗研究結(jié)果顯示，黃連素與炎性因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）關(guān)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(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、NF-κB、B 淋巴細(xì)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(xiàn)時間較早，近年來出現(xiàn)了肺癌、急性呼吸窘迫綜合征等呼吸系統(tǒng)疾病，可能成為未來研究的方向。從代表節(jié)點促進(jìn)作用的中介中心性指標(biāo)來看，“2 型糖尿病”“炎性因子”等與其他熱點關(guān)鍵詞間的聯(lián)系較強(qiáng)，是黃連素研究熱點的中心。

圖4 2012年至2022年黃連素相關(guān)研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜Fig.4 Knowledge graph of co-occurrence network of keywords of berberine-related studies from 2012 to 2022

關(guān)鍵詞聚類分析：通過CiteSpace 5.7.R5 軟件集合類似文獻(xiàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)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(jié)果見圖5。節(jié)點（N）為334，連線數(shù)（E）為458，網(wǎng)絡(luò)密度（Density）為0.010 3，得到聚類模塊性指數(shù)Q值為0.670 3，聚類輪廓性指數(shù)S值為0.947 2，同質(zhì)性較高，不同聚類劃分較好，聚類效果明顯、合理。對包含文獻(xiàn)較多、范圍較大的幾個聚類進(jìn)行具體分析，其中疾病方面T2DM 涉及二甲雙胍聯(lián)合用藥的臨床試驗研究、腸道菌群的調(diào)節(jié)；PCOS涉及肥胖改善、血脂調(diào)節(jié)、活產(chǎn)率；AD涉及氧化應(yīng)激、星形膠質(zhì)細(xì)胞、β-淀粉樣蛋白（Aβ）、細(xì)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(lián)活菌膠囊聯(lián)合用藥的臨床療效觀察；機(jī)制研究涉及細(xì)胞增殖、自噬、細(xì)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(guān)研究的關(guān)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(guān)鍵詞時區(qū)分析：早期研究中，高頻關(guān)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(fā)展到實驗研究，應(yīng)用涉及聯(lián)合抗菌藥物、心力衰竭、腫瘤等，最新研究仍較關(guān)注抗炎機(jī)制，如在腸道菌群的調(diào)節(jié)方面。詳見圖6。丁鑫等［10］研究發(fā)現(xiàn)，黃連素改善小鼠腸道黏膜損傷的重要機(jī)制是通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激減少腸道上皮細(xì)胞凋亡，可有效下調(diào)腸道Caco-2細(xì)胞中TNF-α、白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素6（IL-6）等炎性因子的基因表達(dá)，緩解炎性反應(yīng)，上調(diào)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(dá)，促進(jìn)黏膜修復(fù)［11］。

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

關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析：通過篩選不同時間段內(nèi)頻數(shù)激增的關(guān)鍵詞可直觀展示該領(lǐng)域研究熱點的演變及拐點。結(jié)果見表1。從時間序列看，早期研究的熱點為消化系統(tǒng)疾病，“肝癌”“慢性胃炎”“蒙脫石散”等出現(xiàn)時間最早；2015 年后，研究熱點轉(zhuǎn)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(xiàn)持續(xù)時間看，實驗研究中“HepG2 細(xì)胞”“AMPK 信號通路”等突現(xiàn)時間較長，表明黃連素對肝癌及其相關(guān)通路的介導(dǎo)機(jī)制的研究在較長時間內(nèi)為研究熱點。由突現(xiàn)詞的突現(xiàn)強(qiáng)度（Strength）可見，從2020 年開始，“炎性因子”強(qiáng)度為2.95，突現(xiàn)強(qiáng)度較高，成為研究熱點。

表1 2012年至2022年黃連素相關(guān)研究的突現(xiàn)關(guān)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(tǒng)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(xì)菌毒素形成，減少腸液分泌，抑制離子電解質(zhì)分泌，抑制平滑肌收縮，減輕炎性反應(yīng)，還可刺激膽紅素排泄和膽汁分泌，可抑制炎性反應(yīng)，恢復(fù)腸黏膜屏障，調(diào)節(jié)腸道菌群等［12］，被廣泛用于治療腸道功能紊亂、腸胃炎、細(xì)菌性腹瀉和腸道寄生蟲感染。臨床常聯(lián)用雙歧桿菌三聯(lián)活菌膠囊、蒙脫石散治療慢性腹瀉。劉海燕［13］的研究結(jié)果顯示，黃連素聯(lián)合雙歧桿菌三聯(lián)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(yīng)發(fā)生率較低；丁紹華等［14］研究發(fā)現(xiàn)，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(fā)熱時間均更短。

3.2 治療糖尿病

隨著現(xiàn)代研究的發(fā)展，對黃連素降血糖機(jī)制的研究也在不斷深入。研究表明，黃連素可間接促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)，從而顯著降低空腹血糖和餐后血糖［15-17］。黃連素可促進(jìn)胰島素抵抗患者胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)胰島素受體的表達(dá)與磷酸化，通過增加蛋白激酶C（PKC）、AMPK 活性，促進(jìn)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(diào)控微小RNA-204/沉默信息調(diào)節(jié)因子1（miR-204/ SIRT1）通路，減少miR-204含量，促進(jìn)SIRT1的mRNA表達(dá)，增強(qiáng)胱天蛋白酶-3（caspase-3）通路，減少胰島β細(xì)胞凋亡，并通過SIRT1/腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）/ 解偶聯(lián)蛋白2（UCP2）通路促進(jìn)胰島素的分泌，保護(hù)糖尿病患者的胰島細(xì)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(nèi)的菌群。腸道內(nèi)的菌群紊亂可能引起體質(zhì)量增加、胰島素敏感性下降和全身多系統(tǒng)的低度炎癥，導(dǎo)致糖尿病發(fā)展進(jìn)程加快［20-21］。夏敬勝等［22］研究發(fā)現(xiàn)，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(xì)胞實驗中，黃連素可上調(diào)模型大鼠結(jié)腸G 蛋白膽汁酸偶聯(lián)受體5（TGR5）、G 蛋白偶聯(lián)受體43（GPR43）的基因表達(dá)，抑制NF-κB 蛋白表達(dá)，恢復(fù)胰島功能，達(dá)到降血糖作用。陳誠等［17］在臨床試驗中發(fā)現(xiàn)，患者聯(lián)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(lián)素水平。

3.3 治療婦科疾病

2015 年出現(xiàn)了黃連素治療生殖內(nèi)分泌的相關(guān)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(fù)排卵功能，進(jìn)一步降低子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病風(fēng)險，間接改善子宮內(nèi)膜的容受性，這可能與炎性因子、脂肪細(xì)胞、游離脂肪酸、抗氧化應(yīng)激與抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激作用相關(guān)［23］。鄺國超等［24］研究發(fā)現(xiàn)，黃連素可有效改善胰島素抵抗?fàn)顩r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(shù)、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(nèi)膜厚度。

3.4 治療AD

隨著對黃連素治療AD 的機(jī)制研究的不斷深入，高子蕊等［25］研究發(fā)現(xiàn)，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(jīng)炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生等。黃連素可改善AD 模型大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力，其機(jī)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(dá)，激活A(yù)MPK 和蛋白磷酸酶2A催化性C亞基（PP2Ac），降低外周血輔助性T細(xì)胞17（Th17）亞群比例，減輕腦組織內(nèi)炎性反應(yīng)相關(guān)［26-27］。童晶晶等［28］研究發(fā)現(xiàn)，黃連素可降低Aβ25-35誘導(dǎo)的模型大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞的炎性細(xì)胞因子水平，抑制氧化應(yīng)激發(fā)生。另有研究證實，黃連素可通過促進(jìn)Aβ誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞增殖，從而抑制細(xì)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(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖、抑制相關(guān)通路、抗氧化，黃連素在體內(nèi)外均能抑制腫瘤生長，且暫未發(fā)現(xiàn)其對細(xì)胞周期有影響［30］。夏云強(qiáng)等［31］及林慶新［32］研究發(fā)現(xiàn)，黃連素能有效抑制人肝癌HepG2細(xì)胞中的p-AKT蛋白增殖，誘導(dǎo)HepG2 細(xì)胞凋亡。黃連素通過促進(jìn)Wnt/β-聯(lián)蛋白（β-catenin）氧化應(yīng)激信號通路，降低血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）水平，從而抑制肝癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡［33-34］。趙玉澤等［35］研究發(fā)現(xiàn)，隨著黃連素質(zhì)量濃度的增加，腫瘤細(xì)胞的抑制率也相應(yīng)升高，10μmol/L黃連素可明顯影響肝癌細(xì)胞中凋亡蛋白的表達(dá)，通過升高活性氧（ROS）含量、耗竭胞內(nèi)抗氧化劑，進(jìn)而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡［36］。在干擾腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移方面，王麗芳等［37］及王娟等［38］研究發(fā)現(xiàn)，黃連素可通過抑制SMMC-7721細(xì)胞中磷脂酶C-γ1（PLCγ1）的磷酸化抵抗腫瘤侵襲。通過激活A(yù)MPK 信號通路減少細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）活性和環(huán)氧合酶2（COX-2）的表達(dá)［39］，低劑量黃連素可顯著抑制HepG2細(xì)胞遷移，且能引起肝癌細(xì)胞自噬［40］。

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

3.6 小結(jié)

黃連素可用于消化科、內(nèi)分泌科、婦科等疾病的治療，常聯(lián)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(jī)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(jī)制。但本研究中僅納入中文文獻(xiàn)，研究廣度尚需加強(qiáng)。