基于知识图谱的miRNA与...病相关科学研究前沿态势分析_王芹.pdf

动物医学进展,2 0 2 3,4 4(2):1 1 9-1 2 6P r o g r e s s i nV e t e r i n a r yM e d i c i n e基于知识图谱的m i R N A与流行病相关科学研究前沿态势分析 收稿日期:2 0 2 2-0 1-1 0 基金项目:西北农林科技大学本科教育教学改革研究项目(J Y 1 9 0 3 2 2 1)作者简介:王 芹(1 9 7 5-),女,陕西镇安人,副研究馆员,主要从事信息资源建设研究。郭建雄(1 9 9 2-),男,河北石家庄人,博士研究生,主要从事动物病理研究。同等贡献作者。*通讯作者王 芹1,郭建雄2,王妍妮1,李 雅1*(1.西北农林科技大学图书馆,陕西杨陵7 1 2 1 0 0;2.西北农林科技大学动物医学院,陕西杨陵7 1 2 1 0 0;)摘 要:为系统研究m i c r o R NA(m i R NA)在流行病学中的研究趋势及发展方向,基于W e bo fS c i e n c e数据源,用B i b e x c e l、N e t d r a w和U c i n e t等可视化软件,从论文年度变化趋势、聚类分析、前沿演进等方面,对近2 0年来相关论文进行可视化分析。结果显示,m i R NA与流行病学相关论文发文量呈现显著增加趋势;随着时间的推移,研究方向由m i R NA的发现及生物合成、m i R NA在流行病学致病机制中的作用转变为m i R NA在流行病学中的应用;其涉及的相关学科也逐步由单一向多元化转变。通过大数据分析,明确m i R-NA在流行病学研究中的发展态势,可为科研选题提供直观、系统、有效的多视角科学观察新思维。关键词:m i R NA;流行病学;前沿分析中图分类号:S 8 5 2.6 5文献标识码:A文章编号:1 0 0 7-5 0 3 8(2 0 2 3)0 2-0 1 1 9-0 8 m i c r o R NA(m i R NA)是一类在真核生物体内大量存在的通过可变剪切产生的一种单链短非编码R NA,可通过结合mR NA的3 UT R经多种机制抑制mR NA的翻译,从而调控靶基因的蛋白水平,进一步影响真核生物的一系列的生物过程1-2。m i R-NA自1 9 9 3年发现以来,随着对其作用机制研究的不断深入,其生物学过程不断被认识。m i R NA在新型冠状病毒、蓝舌病病毒、乙型肝炎病毒、基孔肯雅病毒、猪传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、新城疫病毒等致病过程中均具有重要的调控作用3-7。病毒感染宿主后可引起m i R NA的差异表达,可通过结合靶基因的方式调控宿主细胞基因蛋白水平的表达,从而调控病毒感染宿主细胞的一系列反应,包括促炎、抑炎、促进免疫反应、免疫逃避等过程,m i R NA已成为调控病毒-宿主相互作用的关键调控因子,在病毒的整个复制周期和宿主感染过程中发挥重要作用8。另外,某些病毒也可以编码m i R NA,参与自身病毒的复制和宿主相互作用过程9-1 0。总之,随着对m i R NA研究的不断深入,m i R NA在流行病学致病机制中发挥的作用不断被发掘。随着2 0 1 9年新冠疫情在全球的暴发流行,以及进入2 1世纪以来人感染高致病性禽流感等一系列重大突发事件,使世界各国的公共卫生体系经历了前所未有的冲击,新型冠状病毒感染的肺炎疫情再次提醒全社会公共卫生防疫的重要性1 1。流行病具有典型的负外部性,其疫情蔓延对人民健康和社会经济造成的负面影响不可估量。加强流行病预防、诊断、治疗技术研发方面的研究对于人们及时应对重大突发公共卫生事件刻不容缓。m i R NA在病毒性流行病的致病机制中发挥重要作用,其相关的科学研究在流行病学的预防、诊断和治疗方面具有重要指导作用。除了进行科学试验,近年来采用知识图 谱 分 析 科 技 发 展 方 向 的 应 用 也 越 来 越 广泛1 2-1 3。但未见基于可视化方法进行m i R NA与流行病学相关前沿态势分析的报道。因此,本文基于W o S(W e bo fS c i e n c e)数据库,在传统统计分析基础上,应用知识图谱等可视化分析工具,通过战略坐标二维图、社会网络分析,对相关研究的主题、学科现状等进行研究前沿发展态势分析,以期为m i R NA与流行病学未来的研究方向提供科学参考。同时,为相关领域科研工作者提供更多科学观察新视角。1 数据与方法本文涉及的流行病病原主要包括冠状病毒、禽流感病毒、流感病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒、非洲猪瘟病毒、丝状病毒、马尔堡病毒、艾滋病病毒、黄热病病毒等。相关研究主要为m i R NA在流行病学的预防、诊断和治疗中的作用及机制;m i R NA的研究历程。DOI:10.16437/ki.1007-5038.2023.02.0111.1 检索要素及检索式以m i R NA、主要流行病病原(例如v i r u s、c o r o-n a v i r u s、H 1 N 1、H 5 N 1、H 7 N 9、E b o l av i r u s等)、作用机制为检索关键词,经过专业试检索调整再检索再调整和学科精炼,完成数据检索。1.2 文献时间分布数据采集时间截止为2 0 2 1年9月1 6日。根据论文的时间分布,将m i R NA与流行病学相关研究分为3个阶段,第1阶段:1 9 9 2年-2 0 0 1年;第2阶段:2 0 0 2年-2 0 1 5年;第3阶段:2 0 1 6年-2 0 2 1年。1.3 数据处理方法本研究根据年度发文量将数据分为3阶段,运用S P S S1 9.0软件把每一阶段参与聚类的单元(如关键词)使得有较大相似性的元素归为同类,差异很大的元素分别在不同类别中1 4,通过战略坐标图二维图进行某研究领域主题识别,图中X轴为向心度,表示某领域中各主题(研究方向)间的连接强度,Y轴为密度,表示某一主题内部主题间的连接强度。它将二维坐标空间划分为4个象限,坐标原点位于密度、向心度平均值处1 5。按顺时针方向旋转,第1象限中各研究主题的密度和向心度值均高,说明该研究方向内外部联系都比较紧密,研究趋于成熟;第2象限中的研究主题内部结构不紧密,研究尚不成熟,该研究主题正在借鉴、吸收其他研究方向的理论、实验方法或技术手段,具有潜在的发展趋势;第3象限研究主题的密度和向心度都较低,内部结构较松散,处于整个领域边缘和短板地位,当它影响到整个领域发展时,需要重视其中亟待研究的问题;第四象限中的研究主题内部链接紧密,但是与领域中其他主题联系不密切,应在加强与领域内其他研究方向联系的过程中走向成熟。为系统、全面研究m i R NA在流行病学中历年研究的热点动态轨迹,本文将各阶段研究热点状况叠用一幅图表示;通过社会网络分析关注某学科领域关键词之间、科研主体之间的联系1 6-1 7。按照时间顺序逐步深入地进行研究主题战略坐标前沿态势分析,社会网络分析和学科分析。2 数据结果与分析2.1 检索结果根据 检 索 要 素 形 成 如 下 检 索 式:检 索 式T S(T o p i cs e a r c h)=(C o r o n a v i r u so rH 1 N 1o rH 5 N 1o rH 7 N 9o rE b o l ao r l n f l u e n z ao rZ i k ao ra v i a ni n-f l u e n z ao rA f r i c a ns w i n e f e v e ro rv i r u s)a n d(m i R-NAo r m i c r o R NA o rs i R NA o rs m a l li n t e r f e r i n gR NA),检索WO S文献共捡索1 5 3 2篇。按照年度发文量多少将论文分为3个阶段,其中1 9 9 2年-2 0 0 1年有1 9篇,2 0 0 2年-2 0 1 5年有2 8 5,2 0 1 6年-2 0 2 1年有1 2 2 8篇(图1)。2.2 前沿演进分析2.2.1 聚类分析 首先对3个阶段文献关键词分别做了聚类分析(图2图4),然后根据聚类分析结果做了战略坐标分析(图5)。m i R NA与流行病研究情况总体上可分为方向1:m i R NA与病毒感染,病毒感染(方向2),m i R NA与表观遗传学在病毒致病机制研究(方向3)。其中,分析发现方向1基本上位于第1象 限 处 于 研 究 热 点 地 位。其 中 第1阶 段m i R NA的生物合成主要是m i R NA发现。第2阶段表征m i R NA在病毒感染中的作用及机制。第3阶段m i R NA的应用研究轨迹转入第1象限,表明m i R NA未来研究热点从科研理论层面转向实际应用研究。从战略分析结果发现方向2徘徊于第3和第4象限。宿主与病原体之间错综复杂的关系中,m i R-NA起到了重要的作用,与病毒感染、宿主抗病毒反应及免疫反应有关,m i R NA是调节细胞功能的关键因子,其自身的表达和功能也受病毒感染、免疫等细胞刺激的影响才能发挥作用。m i R NA在病毒感染过程中变化趋势、调控机制、新m i R NA的发现等都涌现出大量研究1 8-1 9。m i R NA在病毒感染中也具有一定的时效性,在不同时期,分别涌现出了大量与当时所流行病毒相关的研究,如2 0 0 2年-2 0 1 5年,病毒感染(方向2-1)分化为埃博拉感染(方向2-2-1)和禽流感感染(方向2-2-2),此阶段研究方向与当时两种病毒的流行趋势及危害相一致。随着对m i R-NA作用研究的深入,2 0 1 6年-2 0 2 0年转化为抗病毒感染(方向2-3),加强了与其他两个研究方向的联系,将前期的理论基础转向应用研究,成为了流行病学领域的研究热点。越来越多的试验证明,m i R NA可作为治疗疾病的重要靶点,例如,芳香-新霉素衍生物可通过微调m i R-2 1的表达来调控乳腺癌细胞的发展2 0-2 2。从中也可以看出,m i R NA与流行病学研究的发展规律,首先是病毒与m i R NA的发现,逐步转为理论机制研究,最终转为应用研究,服务于疾病的诊断、预防和治疗。这种规律的发现为今后相关科研具有指导意义,将有助于发现流行病学相关的新学科。方向3研究热点轨迹变化较大。在m i R NA发展起始阶段,m i R NA与表观遗传学之间的关系研究相对较少,且处于研究边缘地位,人们对其两者的关系并不是很清楚,表观遗传修饰(方向3-1)处于第2021动物医学进展 2 0 2 3年 第4 4卷 第2期(总第3 5 6期)图1 文献检索结果F i g.1 T h er e s u l to f l i t e r a t u r er e t r i e v a l图2 m i R NA与流行病学前言研究聚类分析(第1阶段)F i g.2 C l u s t e rp r e f a c es t u d ya n a l y s i so fm i R NAa n de p i d e m i o l o g y(F i r s t s t a g e)图3 m i R NA与流行病学前言研究聚类分析(第2阶段)F i g.3 C l u s t e rp r e f a c es t u d ya n a l y s i so fm i R NAa n de p i d e m i o l o g y(S e c o n ds t a g e)121王 芹等:基于知识图谱的m i R NA与流行病相关科学研究前沿态势分析图4 m i R NA与流行病学前言研究聚类分析(第3阶段)F i g.4 C l u s t e rp r e f a c es t u d i e sa n a l y s i so fm i R NAa n de p i d e m i o l o g y(T h i r ds t a g e)图5 m i R NA与流行病研究前沿态势战略坐标二维图F i