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Methodenartikel
* These authors contributed equally
Hier präsentieren wir ein Protokoll zum Abrufen, Validieren und Analysieren von Web of Science Core Collection-Datensätzen zu Caenorhabditis elegans und dem Altern mithilfe von CiteSpace, VOSviewer, Bibliometrix und Scimago Graphica für reproduzierbare bibliometrische Kartierung.
Altern ist ein komplexes biologisches Phänomen, das durch den fortschreitenden Verfall physiologischer Funktionen und eine erhöhte Anfälligkeit für altersbedingte Krankheiten gekennzeichnet ist. Auf zellulärer Ebene wird dieser Prozess durch die Seneszenz veranschaulicht, bei der die Zellen einen irreversiblen Teilungsstopp erleben und in einen Zustand dauerhaften Wachstumsstopps verfallen, ohne in Apoptose voranzuschreiten. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind jedoch weiterhin unvollständig verstanden. Der Nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans), mit einer kurzen Lebensspanne und gut charakterisierter Genetik, ist ein kraftvolles Modell zur Entschlüsselung der molekularen Grundlage des Alterns. Dennoch fehlt weiterhin eine umfassende bibliometrische Kartierung der Forschung an der Schnittstelle von C. elegans und dem Altern. Hier stellen wir ein Protokoll vor, um Datensätze aus der Web of Science Core Collection abzurufen, Datenverarbeitung durchzuführen und reproduzierbare bibliometrische Visualisierungen mit CiteSpace, Bibliometrix (R), VOSviewer und Pajek durchzuführen, mit dem Ziel, die Wissensstruktur zu kartieren und aufkommende Trends in der Alterungsforschung von C. elegans zu identifizieren. Anhand von 6.117 Artikeln, die von 1970 bis zum 5. Juni 2025 veröffentlicht wurden, analysierten wir Beiträge von Ländern und Institutionen, Autorenschaft, Zeitschriftenwirkung, Zitationsmuster und thematische Entwicklung. Der Datensatz umfasste 6.117 Datensätze von 19.864 Autoren aus 3.798 Instituten in 91 Ländern. Die jährlichen Veröffentlichungen stiegen von 312 im Jahr 2020 auf 341 im Jahr 2021 und blieben danach hoch. Die Vereinigten Staaten führten die globale Produktion an, gefolgt von China, Deutschland und dem Vereinigten Königreich, mit Kooperationsnetzwerken, die sich auf diese Länder konzentrieren. Das System der University of California belegte den ersten Platz bei der Produktivität, während die Chinese Academy of Sciences den dritten Platz belegte. Die Themenentwicklung zeigte eine Verschiebung von grundlegenden Studien zu insulin-/insulinähnlichen Wachstumsfaktor-1-Signalwegen (IIS) und Stressreaktionen hin zu aufkommenden Themen wie Wärmekontrolle und Mitophagie in C. elegans-Alterungsmodellen . Insgesamt ermöglicht dieses Protokoll transparente, aktualisierbare bibliometrische Analysen und unterstützt zukünftige Studien zu Schlüsselrichtungen, einschließlich Kalorienrestriktion und Mitophagie.
Altern ist ein vielschichtiger biologischer Prozess, der sich auf den Verlust der Proliferationskapazität normaler somatischer Zellen nach einer begrenzten Anzahl von Teilungen bezieht. Während des Alterungsprozesses nehmen die physiologischen Funktionen des Organismus allmählich ab, und die Anfälligkeit für altersbedingteKrankheiten nimmt zu. Auf zellulärer Ebene äußert sich dieser Prozess als DNA-Schäden, wie die Ansammlung von Doppelsträngbrüchen und oxidativen Schäden, und diese Schäden übersteigen die Handhabungskapazität der Reparaturmechanismen. Diese Veränderungen auf zellulärer Ebene spiegeln sich auf Organismusebene als allmählicher Verfall physiologischer Funktionen wider. Darüber hinaus haben einige Studien weiter gezeigt, dass gealterte Zellen altersbedingte pathologische Prozesse antreiben, indem sie den senezenzassoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP) sekretieren. Diese Faktoren können das Gewebemikroumfeld stören und eine Fibrose fördern, was zu chronischer Entzündung und sogarzum Fortschreiten von Krebs führt. Mit der Vertiefung der Forschung zum Altern wurde erkannt, dass das Altern eine bedeutende Rolle beim Auftreten und der Entwicklung verschiedener Krankheiten spielt, darunter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Typ-2-Diabetes, Alzheimer und Krebs, um nur einigezu nennen. Mit der Beschleunigung des globalen Alterns ist das Verständnis der Mechanismen des Alterns entscheidend, um die gesunde Lebensspanne zu verlängern.
In den letzten Jahrzehnten haben Modellorganismen eine unverzichtbare Rolle bei der Aufdeckung der genetischen, molekularen und Umweltfaktoren des Alterns gespielt. Modellorganismen zeigen deutliche Vorteile, darunter kurze Generationszeiten, gut charakterisierte genetische Hintergründe und hohe experimentelle Bewältigbarkeit. Häufige Modellorganismen sind Hefe, Fruchtfliegen und Mäuse4. In den 1960er Jahren wurde Caenorhabditis elegans (C. elegans) erstmals als neuartiges Modellorganismus etabliert. Seine zentralen Vorteile für die Selektion sind ein kurzer Lebenszyklus und eine einfache Kultivierung, ergänzt durch eine Reihe ausgereifter genetischer Werkzeuge. Außerdem kann sie aufgrund ihrer geringen Größe in großem Maßstab standardisiert kultiviert und manipuliert werden,ähnlich wie Mikroorganismen. Am wichtigsten ist, dass sie effektiv eine bedeutende Lücke in früheren Forschungen füllt, da einzellige Organismen trotz ihrer einfachen und einfachen Bedienung schwierig für die genetische Forschung zu komplexen Lebensmechanismen zu nutzen sind. Außerdem sind traditionelle Modelltiere aufgrund ihrer komplexen Funktionsweise in der Effizienz großflächiger Screenings eingeschränkt. Die Anwendung von C. elegans löst die oben genannten Problemepräzise 6.
Die Verwendung von C. elegans in der Alterungsforschung reicht bis in die 1980er Jahrezurück. Erst 1993 machte das Feld der C. elegans-Forschung in der Alterungsforschung einen transformativen Sprung. Mutagenese-Screens unter der Leitung von Thomas Johnson und Kollegen identifizierten den ersten langlebigen Mutanten, das Age-1-Gen 8,9. Diese Erkenntnis änderte die vorherrschende Ansicht, dass das Altern ein stochastischer, unregulierter Prozess sei, und bezog stattdessen bestimmte genetische Signalwege in die Bestimmung der Lebensspanne ein. Nachfolgende Studien bauten auf dieser Grundlage auf und zeigten ein erhaltenes Netzwerk von Signalwegen, die das Altern koordinieren. Der IIS-Pfad hat sich als zentraler Regulator etabliert. Die Mutation in daf-2, die den C. elegans-Ortholog des Insulin-/insulinähnlichen Wachstumsfaktorrezeptors (IIGF-1) codiert, könnte die IIS-Aktivität reduzieren, indem sie den FOSO-Transkriptionsfaktor DAF-16 aktiviert, wodurch dieser vom Zytoplasma in den Kern translokiert wird und so die Expression von Stressreaktionsgenen, molekularen Chaperonen und Entgiftungsenzymen gefördert wird, wodurch der Alterungsprozess verzögert und eine gesunde Lebensdauerverlängert wird.. DAF-16 translokiert vom Zytoplasma in den Zellkern, fördert die Expression von Stressresistenzgenen, molekularen Chaperonen und Entgiftungsenzymen, verlängert so die Gesundheitsspanne des Organismus und verzögert das Fortschreiten der Alterung sowie die Verlängerung der Lebensdauer des Organismus11. Darüber hinaus hat C. elegans weitere konservierte Mechanismen des Alterns aufgeklärt. So wurde beispielsweise gezeigt, dass das Ziel des Rapamycin-(TOR)-Weges, einer wichtigen Nährstoff-Sensorachse, die Lebensdauer durch Wechselwirkungen mit IIS12 moduliert.
In den letzten Jahren wurden bibliometrische Methoden in vielen Bereichen weit verbreitet angewandt. Die bibliometrische Netzwerkanalyse verwendet statistische Methoden, um Entwicklungsmuster, Disziplinstrukturen, Forschungs-Hotspots und Trends in einem Fachgebiet aufzudecken, indem sie die Menge, Struktur, Verteilung und Zitationsbeziehungen der Literatur untersucht13. Trotz umfangreicher Forschung zu C. elegans im Altern hat keine Studie eine umfassende bibliometrische Analyse dieses interdisziplinären Fachgebiets geliefert. In dieser Studie präsentieren wir eine umfassende, multimethodische und reproduzierbare Analyse, die den kollaborativen Rahmen, die intellektuelle Grundlage und die dynamischen thematischen Entwicklungen innerhalb des Fachgebiets erläutert und somit aufkommende Entwicklungen für zukünftige Forschungsprojekte identifiziert. Dieser Artikel überblickt die Landschaft der jüngsten Forschungsergebnisse zur Alterung im Bereich C. elegans . Darüber hinaus zielt diese Studie darauf ab: (1) Publikations- und Zitationstrends in der Alterungsforschung von C. elegans von 1970 bis zum 5. Juni 2025 zu analysieren; (2) Beiträge von Ländern und Institutionen bewerten und Kooperationsnetzwerke erforschen; (3) Spitzenautoren und Schlüsselzeitschriften anhand von Produktivität und Zitationswirkung zu identifizieren; (4) die intellektuelle Grundlage des Fachgebiets durch Co-Citation und Citation-Burst-Analyse zu enthüllen; und (5) die Nachverfolgung wichtiger Forschungsthemen und aufkommender Trends mittels Keyword-Co-Occurrence und zeitlicher Analyse. Letztlich werden diese Erkenntnisse ein tieferes Verständnis der sich entwickelnden Entwicklung des Fachgebiets ermöglichen.
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Diese Studie bezieht sich nicht auf ethische Zustimmung und Zustimmung zur Teilnahme. Die in dieser Studie verwendeten Daten stammen aus der Web of Science Core Collection (WoSCC).
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Überblick über Trends und Entwicklungen von C. elegans im Alterungsgebiet
Die bibliometrische Analyse umfasste 6.117 Publikationsdaten aus 1.123 Quellen, ausgewählt aus anfänglichen 6.205 Veröffentlichungen von WOSCC, die die Zulassungskriterien erfüllten. Dazu gehörten 45 Early-Access-Reviews und 145 Proceedings-Papers. Nach Ausschluss von 87 irrelevanten und einer zurückgezogenen Veröffentlichung wurden die Daten hinsichtlich zeitlicher Verteilung und Dokum...
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Um Reproduzierbarkeit und Interpretierbarkeit sicherzustellen, umfassen die wichtigsten Schritte in diesem Workflow: eine gründliche Berichterstattung der Abrufstrategie (Datenbankquelle, Abfrage, Dokumenttypen, Sprachbeschränkungen, Abrufdatum), Durchführung von Relevanzscreening und Datenvalidierung zur Minimierung von Off-Topic-Datensätzen, konsistente Berichterstattung von Werkzeugparametern (Zeitslicing, Knotentypen, Pruning, Schwellenwerte, Clustering) sowie das Exportieren von Aus...
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Die Autoren möchten allen Teilnehmern und Forschern, die zu dieser Arbeit beigetragen haben, ihre Wertschätzung ausdrücken. Darüber hinaus sind sie dankbar für die analytischen Werkzeuge von CiteSpace, VOSviewer, Scimago Graphica und R, die maßgeblich an dieser Forschung beteiligt waren.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| LEGION Savior Y7000 2019 Laptop (Seriennummer PF1CGZJU) | Lenovo | https://pcsupport.lenovo.com/us/en/products/laptops-and-netbooks/legion-series/legion-y7000-2019 | Computer für Analysen verwendet |
| R (Version 4.5.2) | R Foundation for Statistical Computing / R Core Team | https://www.r-project.org/ | Statistische Rechenumgebung |
| CiteSpace (Version 6.3.R3) | CiteSpace / Chaomei Chen (Drexel Universität) | https://citespace.podia.com/ | Software zur bibliometrischen Visualisierung und Analyse |
| VOSviewer (Version 1.6.20) | Universität Leiden CWTS (geb. Jan van Eck, Ludo Waltman) | https://www.vosviewer.com/ | Software für bibliometrische Kartierungen |
| Pajek (Version 64.6.01) | Universität Ljubljana (Vladimir Batagelj, Andrej Mrvar) | http://mrvar.fdv.uni-lj.si/pajek/ | Netzwerkanalyse- und Visualisierungssoftware |
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