骨髓间充质干细胞研究中的Sirtuin家族：基于Web of Science与R的文献计量分析

摘要

本研究提供了一种文献计量学方案，利用Web of Science和R软件来确定Sirtuin家族在骨髓间充质干细胞研究中的研究趋势。

摘要

本研究提出了一种全面的文献计量学方案，用于系统绘制Sirtuins（SIRTs）家族在骨髓间充质干细胞研究中的研究趋势与知识结构图谱。该方案包括在Web of Science核心合集数据库中使用预定义检索词进行结构化文献检索，应用明确的纳入与排除标准筛选英文文章和综述，并通过R语言中的bibliometrix软件包进行深入的文献计量分析。关键方法学步骤包括数据检索与清洗、描述性统计分析、关键词共现分析、合作网络绘制，以及主题演变和概念结构图谱的生成。我们对496篇符合条件的文章（2009–2024年）的分析显示，年度发表量显著增长，中国已成为最主要的贡献国家。苏州大学和作者LI Y分别被确定为产出最多的机构和作者。高频关键词包括“间充质干细胞”、“氧化应激”和“SIRT1”，主题图谱分析突出了衰老和氧化应激等核心研究主题。这一可重复且透明的方法学框架不仅阐明了当前的研究热点，还为大规模文献整合提供了严谨且可扩展的途径，有助于提升该领域未来科学评估与趋势分析的清晰度与可重复性。

引言

干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的未分化细胞，具有重要的治疗潜力。成体干细胞（如骨髓间充质干细胞，BMSCs）由于易于获取，且与胚胎干细胞相比不存在伦理问题，因此被广泛应用于组织再生领域¹。它们来源于骨髓的非造血细胞，能够分化为多种细胞类型，并参与组织修复和疾病治疗^2,3。

成体干细胞存在于多种组织中，包括骨髓、脂肪和皮肤，且避免了与胚胎干细胞相关的伦理问题⁴。这些细胞通过分化维持干细胞库，并支持组织再生^5,6。特别是骨髓中含有间充质干细胞，可迁移至受损组织并参与再生过程^7,8。其应用包括癌症、椎间盘退行性病变以及免疫系统疾病的治疗^9,10。

Sirtuin（SIRTs）家族由七种NAD⁺依赖性酶（SIRT1-SIRT7）组成，可调控多种细胞功能，包括基因表达、DNA修复和代谢过程¹¹。重要的是，这些酶的活性可被多种特异性激活剂（如SIRT1的激活剂白藜芦醇、NAD⁺前体物质）和抑制剂（如烟酰胺、SIRT1抑制剂EX-527）所调节，这些调节分子是重要的研究工具，也具有潜在的治疗价值¹²。这些蛋白定位于不同的亚细胞区域，并参与多种关键的生物学过程。多项研究已表明，SIRTs在调控氧化应激反应、衰老过程以及骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化中具有重要作用^12,13。骨髓间充质干细胞是一类来源于骨髓的非造血细胞，能够分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等多种细胞类型，在组织修复以及椎间盘退变、癌症和免疫系统疾病等多种疾病的治疗中发挥着关键作用^2,9,10。

尽管关于SIRTs和BMSCs的文献日益增多，但目前仍缺乏对研究趋势和知识结构的系统性整合。虽然传统的叙述性综述和系统性综述能够提供深入的讨论与批判性评价，但其过程可能具有主观性且耗时，尤其在研究领域广泛且快速发展的背景下更为明显。相比之下，文献计量分析提供了一种定量且客观的方法，可用于分析大量出版物数据，通过统计分析和网络分析识别研究趋势、核心贡献者及新兴热点¹⁴。知识图谱进一步增强了这一分析能力，通过可视化手段呈现研究领域的知识结构与动态发展，能够在描绘概念格局方面提供独特优势，并揭示定性综述中可能被忽略的潜在模式^15,16,17。

本研究采用文献计量学方法，对SIRTs在BMSC研究中的知识结构进行可视化分析。需要指出的是，本分析仅基于从Web of Science（WOS）核心合集检索到的英文文章和综述，尽管这有助于确保数据质量和一致性，但可能遗漏以其他语言发表或收录于其他数据库中的相关研究。尽管如此，本研究通过使用R语言中的bibliometrix软件包，旨在客观分析该领域的发展脉络、合作网络及主题聚焦，从而为未来的研究方向提供有价值的参考和指导。

方案

本研究仅使用公开的文献数据，未涉及人类或动物。因此，无需伦理委员会批准。

1. 研究设计

1. 对SIRTs家族在骨髓间充质干细胞研究领域的已发表文献进行回顾性文献计量学分析。
2. 从WOS核心合集中收集文献，并对书目数据进行结构化检索、筛选、定量分析和可视化处理。

2. 文献检索

1. 打开 WOS 核心数据库，选择 SCI-Expanded 数据库（所有操作代码和检查点详见（补充文件 1））。
2. 使用以下检索策略：TS=('Mesenchymal Stem Cell*' OR 'Mesenchymal Stromal Cell*' OR 'Bone Marrow Stromal Cell*' OR 'Multipotent Mesenchymal Stromal Cell' OR 'Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell*') AND TS=('SIRT*' OR 'Sirtuin' OR 'Sirtuins' OR 'SIRT1' OR 'SIRT2' OR 'SIRT3' OR 'SIRT6')
3. 筛选结果，仅保留英文期刊文章和综述文章。
4. 将发表日期限制为 2024 年 11 月 1 日。
5. 将选定的参考文献以纯文本文件格式导出，包含完整记录和被引参考文献。

3. 文献筛选

1. 采用以下纳入标准：
   1. 研究类型：原始研究论文和综述文章
   2. 语言：以英文发表的文章
2. 采用以下排除标准：
   1. 剔除重复发表的文献。
   2. 排除与SIRTs和BMSCs无主要关联的研究（例如，聚焦于其他SIRT靶点、其他细胞类型或无关疾病的研究）。
   3. 排除会议摘要、会议论文集、社论、通讯、勘误、书籍章节和专利等文章类型。
   4. 排除无法获取全文的研究。

4. 数据清洗

1. 使用 bibliometrix 软件包在 R 中打开导出的文本文件。
2. 使用函数 convert2df() 将文本文件转换为数据框。
3. 剔除重复的文章。
4. 筛选标题和摘要，去除无关文献。

5. 数据分析

1. 使用 install.packages() 函数从综合 R 存档网络安装 R 软件包 bibliometrix、ggplot2、igraph、factoextra 和 wordcloud。
2. 分析年度发表论文数量、作者生产力、国家贡献、机构产出和引用指标。
3. 使用 keywordGrowth() 识别关键词频率和增长趋势。
4. 使用 networkPlot() 构建国家和机构之间的合作网络。
5. 使用 source analysis functions 评估期刊分布和影响力。

6. 可视化

1. 使用 thematicMap() 和 conceptualStructure() 函数生成主题演化图和概念结构图。
2. 以高分辨率格式（便携式文档格式 [PDF] 或标签图像文件格式 [TIFF]）导出图形，用于图表展示。

结果

一般出版信息

采用详细检索策略，从 WOS 核心合集共检索到 580 篇文献。在应用预设的纳入与排除标准，剔除 84 篇不相关文献（例如，研究未主要聚焦于 BMSCs 中的 SIRTs 或出版类型无关，如会议摘要）及重复文献后，最终纳入 496 篇符合条件的文献进行分析。所有纳入文献均以英文发表，且均聚焦于 BMSCs 背景下的 SIRTs 家族。

出版数量的年度趋势

第一篇相关文章发表于2009年。自2013年起，该领域的论文发表量显著增长，并于2023年达到峰值（n = 65）。这一增长趋势反映了全球范围内对SIRTs在BMSC相关研究中作用的关注日益增加（参见 图1）。这一趋势是通过使用描述性分析确定的 biblioAnalysis() 功能（方案第4.1节）

讨论

目前，关于SIRTs家族和骨髓间充质干细胞（BMSCs）的研究众多，但尚缺乏对研究趋势的系统性综述。Sirtuin 6是已知SIRTs家族中一个独特的成员，在与DNA修复、糖酵解、糖异生、肿瘤发生、神经退行性病变以及心脏肥厚相关的不同分子通路中具有多种功能^18,19。其广泛的调控作用凸显了其在衰老相关疾病和癌症治疗中的重要转化潜力。将SIRT6基因转染至BMSCs已被证明可通过旁分泌或分化机制改善特发性肺纤维化中肺成纤维细胞的衰老状态²⁰，提示了一种具有前景的基于细胞的纤维化疾病治疗策略。研究表明，SIRT6可通过激活活化B细胞核因子κB轻链增强子（NF-κB）信号通路促进成骨分化^21,22，而SIRT3则通过维持线粒体功能支持成骨作用^23,

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
运行 Windows 11 操作系统的计算机	Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA
R	版本 4.4.1，R 统计计算基金会，维也纳，奥地利	bibliometrix（版本 4.3.1）、ggplot2、igraph、factoextra 和 wordcloud 软件包