基于CiteSpace 知识图谱分析黄连素的研究热点与趋势*

田楚箫，傅 强，赵鑫雨，胡 洁，刘媛媛

（北京中医药大学东直门医院，北京 100007）

黄连性寒，味苦，主治上焦火热，具有调理中焦之效。黄连素作为黄连的有效成分，是一种重要的生物碱，临床广泛用于治疗幽门螺杆菌、细菌性胃肠炎等消化道疾病［1-2］。现代药理学研究发现，黄连素具有抑制血管平滑肌增殖、抗血小板、抗炎等作用［3］，在多系统疾病、多学科的应用前景广泛，日益受到重视。本研究中采用CiteSpace5.7.R5 软件［4］对中国知网中2012 年1 月1 日至2022 年11 月4 日有关黄连素的文献进行可视化分析，通过共引分析理论和寻径网络算法对特定领域的文献（集合）进行分析，以探讨黄连素的研究热点、趋势变化。现报道如下。

1 资料与方法

以“黄连素”为关键词，采用计算机检索中国知网中语言为中文的期刊论文、硕士学位论文、博士学位论文、会议论文，排除科普、会议摘要、重复发表的论文，检索时限为2012 年1 月1 日至2022 年11 月4 日。检索结果以“refworks”格式导出，通过Excel 软件整理关键词，采用CiteSpace 5.7.R5 软件进行分析，相关时间节点设为1 年，节点类型选择作者、机构、关键字等，绘制可视化知识图谱。

2 结果

2.1 发文量分布

共检索到黄连素相关文献729 篇，排除科普、会议摘要、重复发表的论文后，共纳入文献710篇，年发文量总体呈波动增长趋势。2012 年至2017 年的发文量稳步增长；2016年至2018年维持在较高水平，处于稳定发展期；2018 年至2022 年波动下降，其研究热度较前降低。详见图1。

图1 2012年至2022年黄连素相关研究发文量变化趋势Fig.1 Trends in the number of publications related to berberine from 2012 to 2022

2.2 作者合作分布

共检索到1 065 位作者，发文量排前3 的分别为李美娟、李平、李敏，发文量不少于3 篇的作者有31 位。详见图2。虽然黄连素研究的作者较多，但相互联系较少，合作关系较微弱。主要合作群体由李平、严美花、李美娟、刘莹等组成，在相关领域内局部形成了较成熟的合作网络。李平团队探讨了黄连素对2 型糖尿病（T2DM）模型大鼠肾脏的保护作用，其机制可能与改善脂质代谢，通过核因子红细胞系2 相关因子2（Nrf2）通路介导增强抗氧化酶活性，上调Smad7的表达而抑制核转录因子-κB（NF-κB）及转化生长因子-β（TGF-β）/Smad 信号通路，从而减轻肾脏炎症及纤维化有关［5-7］；李美娟团队对伴精神分裂症的代谢综合征患者进行了临床试验，发现黄连素可改善多项代谢异常，炎性指标明显降低［8-9］。

图2 2012年至2022年黄连素相关研究作者合作网络知识图谱Fig.2 Knowledge graph of author collaboration network of berberine-related studies from 2012 to 2022

2.3 机构合作分布

节点（N）为779，连线数（E）为389，合作网络密度（Density）为0.001 3，其中节点大小表示该研究机构发表论文的数量，节点间的连线表示不同机构间的合作强度，连线的颜色代表不同时间段的合作关系。由图3 可知，共检索到研究机构779个，但机构间合作不明显，未形成较强且广泛的合作网络关系，发文量较多且合作联系较强的机构为广州中医药大学第一附属医院、广东省中医院等，其余机构的合作网络并不显著。国内学者关于黄连素领域的研究多以研究机构独立进行，有待跨学科、跨区域等的研究机构合作。

2.4 研究热点与趋势分析

关键词共现分析：学术论文的关键词是论文内容的重点提示，也是作者学术思想与观点的高度提炼。关键词共现通过描述关键词间的关联与结合，提示学术领域研究内容的内在相关性，挖掘一段时间内某领域研究的热点。本研究中共提取高频关键词334 个，形成487 条连线，详见图4。提示黄连素可治疗疾病包括T2DM、胰岛素抵抗、慢性胃炎、幽门螺杆菌感染、多囊卵巢综合征（PCOS）、阿尔茨海默病（AD）、慢性腹泻等；研究方式包括临床疗效观察、Meta 分析、实验研究；常见联合用药包括硫糖铝、二甲双胍、蒙脱石散、双歧杆菌三联活菌胶囊等；实验研究结果显示，黄连素与炎性因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）关系密切，并可作用于腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、Janus 激酶2（JAK2）/信号转导及转录激活因子3（STAT3）、NF-κB、B 淋巴细胞瘤-2基因（Bcl-2）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/ 丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶（AKT）等多个信号通路。从时间跨度来看，T2DM、慢性胃炎等出现时间较早，近年来出现了肺癌、急性呼吸窘迫综合征等呼吸系统疾病，可能成为未来研究的方向。从代表节点促进作用的中介中心性指标来看，“2 型糖尿病”“炎性因子”等与其他热点关键词间的联系较强，是黄连素研究热点的中心。

图4 2012年至2022年黄连素相关研究的关键词共现网络知识图谱Fig.4 Knowledge graph of co-occurrence network of keywords of berberine-related studies from 2012 to 2022

关键词聚类分析：通过CiteSpace 5.7.R5 软件集合类似文献数据并进行关键词共现的聚类分析，可直观反映黄连素在某一时期主要探讨的研究热点。结果见图5。节点（N）为334，连线数（E）为458，网络密度（Density）为0.010 3，得到聚类模块性指数Q值为0.670 3，聚类轮廓性指数S值为0.947 2，同质性较高，不同聚类划分较好，聚类效果明显、合理。对包含文献较多、范围较大的几个聚类进行具体分析，其中疾病方面T2DM 涉及二甲双胍联合用药的临床试验研究、肠道菌群的调节；PCOS涉及肥胖改善、血脂调节、活产率；AD涉及氧化应激、星形胶质细胞、β-淀粉样蛋白（Aβ）、细胞周期素依赖性蛋白激酶5/ 重组人CDK5rl（CDK5/ p25）信号通路；用药方面涉及硫糖铝、双歧杆菌三联活菌胶囊联合用药的临床疗效观察；机制研究涉及细胞增殖、自噬、细胞凋亡及对AKT 信号通路的影响；实验研究中，大鼠为常用动物模型。

图5 2012年至2022年黄连素相关研究的关键词聚类分析知识图谱Fig.5 Knowledge graph of clustered keyword analysis of berberine-related studies from 2012 to 2022

关键词时区分析：早期研究中，高频关键词有慢性胃炎、T2DM 等；2012 年至2022 年研究主题从临床疗效观察发展到实验研究，应用涉及联合抗菌药物、心力衰竭、肿瘤等，最新研究仍较关注抗炎机制，如在肠道菌群的调节方面。详见图6。丁鑫等［10］研究发现，黄连素改善小鼠肠道黏膜损伤的重要机制是通过抑制内质网应激减少肠道上皮细胞凋亡，可有效下调肠道Caco-2细胞中TNF-α、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）等炎性因子的基因表达，缓解炎性反应，上调紧密连接蛋白-1（ZO-1）、闭合蛋白-2（Claudin-2）、闭合蛋白-1（Claudin-1）的基因表达，促进黏膜修复［11］。

图6 2012年至2022年黄连素相关研究的关键词时区知识图谱Fig.6 Knowledge graph of keyword evolution of berberine-related studies from 2012 to 2022

关键词突现分析：通过筛选不同时间段内频数激增的关键词可直观展示该领域研究热点的演变及拐点。结果见表1。从时间序列看，早期研究的热点为消化系统疾病，“肝癌”“慢性胃炎”“蒙脱石散”等出现时间最早；2015 年后，研究热点转为胰岛素抵抗、代谢综合征；2020 年后，AD、糖尿病肾病成为黄连素的研究热点。从突现持续时间看，实验研究中“HepG2 细胞”“AMPK 信号通路”等突现时间较长，表明黄连素对肝癌及其相关通路的介导机制的研究在较长时间内为研究热点。由突现词的突现强度（Strength）可见，从2020 年开始，“炎性因子”强度为2.95，突现强度较高，成为研究热点。

表1 2012年至2022年黄连素相关研究的突现关键词Tab.1 Keyword emergence map of berberine-related studies from 2012 to 2022

3 讨论

3.1 治疗消化系统疾病

黄连有“厚肠”的功效，黄连素的药理功能主要有抑制某些微生物代谢，阻断细菌毒素形成，减少肠液分泌，抑制离子电解质分泌，抑制平滑肌收缩，减轻炎性反应，还可刺激胆红素排泄和胆汁分泌，可抑制炎性反应，恢复肠黏膜屏障，调节肠道菌群等［12］，被广泛用于治疗肠道功能紊乱、肠胃炎、细菌性腹泻和肠道寄生虫感染。临床常联用双歧杆菌三联活菌胶囊、蒙脱石散治疗慢性腹泻。刘海燕［13］的研究结果显示，黄连素联合双歧杆菌三联活菌胶囊治疗慢性腹泻可显著降低二胺氧化酶（DAO）和D-乳酸水平，且不良反应发生率较低；丁绍华等［14］研究发现，相比于口服黄连素治疗小儿腹泻，黄连素灌肠疗效更好，患儿的腹泻缓解时间、脱水时间、发热时间均更短。

3.2 治疗糖尿病

随着现代研究的发展，对黄连素降血糖机制的研究也在不断深入。研究表明，黄连素可间接促进葡萄糖转运蛋白的表达，从而显著降低空腹血糖和餐后血糖［15-17］。黄连素可促进胰岛素抵抗患者胰岛素信号转导通路，促进胰岛素受体的表达与磷酸化，通过增加蛋白激酶C（PKC）、AMPK 活性，促进AKT 蛋白、胰岛素受体底物-1（Ser307）磷酸化，从而改善T2DM 患者的胰岛素抵抗［18］。黄连素可通过调控微小RNA-204/沉默信息调节因子1（miR-204/ SIRT1）通路，减少miR-204含量，促进SIRT1的mRNA表达，增强胱天蛋白酶-3（caspase-3）通路，减少胰岛β细胞凋亡，并通过SIRT1/腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）/ 解偶联蛋白2（UCP2）通路促进胰岛素的分泌，保护糖尿病患者的胰岛细胞［19］。

黄连素的口服生物利用度极低，其主要药效多作用于肠道内的菌群。肠道内的菌群紊乱可能引起体质量增加、胰岛素敏感性下降和全身多系统的低度炎症，导致糖尿病发展进程加快［20-21］。夏敬胜等［22］研究发现，黄连素可显著增加肠道菌群中梭杆菌属、乳酸杆菌属的含量，提高口服葡萄糖的耐受能力，减少糖化血红蛋白含量；在细胞实验中，黄连素可上调模型大鼠结肠G 蛋白胆汁酸偶联受体5（TGR5）、G 蛋白偶联受体43（GPR43）的基因表达，抑制NF-κB 蛋白表达，恢复胰岛功能，达到降血糖作用。陈诚等［17］在临床试验中发现，患者联用二甲双胍肠溶片和黄连素可显著降低胱抑素C和游离脂肪酸水平，升高脂联素水平。

3.3 治疗妇科疾病

2015 年出现了黄连素治疗生殖内分泌的相关研究。黄连素不仅可改善PCOS 患者的胰岛素抵抗，治疗代谢异常，同时还可改善高雄激素血症，恢复排卵功能，进一步降低子宫内膜癌的发病风险，间接改善子宫内膜的容受性，这可能与炎性因子、脂肪细胞、游离脂肪酸、抗氧化应激与抗内质网应激作用相关［23］。邝国超等［24］研究发现，黄连素可有效改善胰岛素抵抗状况下的血清性激素水平，显著提升PCOS 合并不孕患者的临床疗效，降低空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数、血清黄体生成素、卵泡雌激素、睾酮水平，增加卵泡直径和子宫内膜厚度。

3.4 治疗AD

随着对黄连素治疗AD 的机制研究的不断深入，高子蕊等［25］研究发现，黄连素可抑制Aβ 的沉积，抑制胆碱酯酶、单胺氧化酶，延缓神经炎性反应和氧化应激反应的发生等。黄连素可改善AD 模型大鼠的学习和记忆能力，其机制与黄连素降低大鼠海马组织原合成激酶3（GSK3β）、磷酸化tau 蛋白（p-tau）表达，激活AMPK 和蛋白磷酸酶2A催化性C亚基（PP2Ac），降低外周血辅助性T细胞17（Th17）亚群比例，减轻脑组织内炎性反应相关［26-27］。童晶晶等［28］研究发现，黄连素可降低Aβ25-35诱导的模型大鼠星形胶质细胞的炎性细胞因子水平，抑制氧化应激发生。另有研究证实，黄连素可通过促进Aβ诱导的PC12细胞增殖，从而抑制细胞凋亡［29］。

3.5 治疗肿瘤

近年来，黄连素治疗肝癌已成为研究热点。通过诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖、抑制相关通路、抗氧化，黄连素在体内外均能抑制肿瘤生长，且暂未发现其对细胞周期有影响［30］。夏云强等［31］及林庆新［32］研究发现，黄连素能有效抑制人肝癌HepG2细胞中的p-AKT蛋白增殖，诱导HepG2 细胞凋亡。黄连素通过促进Wnt/β-联蛋白（β-catenin）氧化应激信号通路，降低血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶（MMP）水平，从而抑制肝癌细胞增殖，促进肝癌细胞凋亡［33-34］。赵玉泽等［35］研究发现，随着黄连素质量浓度的增加，肿瘤细胞的抑制率也相应升高，10µmol/L黄连素可明显影响肝癌细胞中凋亡蛋白的表达，通过升高活性氧（ROS）含量、耗竭胞内抗氧化剂，进而诱导肝癌细胞凋亡［36］。在干扰肿瘤的侵袭和转移方面，王丽芳等［37］及王娟等［38］研究发现，黄连素可通过抑制SMMC-7721细胞中磷脂酶C-γ1（PLCγ1）的磷酸化抵抗肿瘤侵袭。通过激活AMPK 信号通路减少细胞外调节蛋白激酶（ERK）活性和环氧合酶2（COX-2）的表达［39］，低剂量黄连素可显著抑制HepG2细胞迁移，且能引起肝癌细胞自噬［40］。

黄连素治疗乳腺癌的相关研究开展较早，谢娟等［41］于2012年的研究结果显示，黄连素可诱导乳腺癌MCF-7细胞内细胞线粒体膜电位降低，活化一系列相关凋亡通路，进而发挥抗肿瘤作用。2016 年至2017 年，黄连素对乳腺癌的作用机制成为研究热点，赵超前等［42］研究发现，黄连素可明显降低细胞周期调节相关蛋白如细胞周期素B1（CyclinB1）和抑制凋亡蛋白Bcl-2 的表达水平，抑制乳腺癌细胞的生长和迁移能力，并可提高乳腺癌细胞的放射敏感性；赵虹等［43］研究发现，黄连素影响Bcl-2 相关X 蛋白（BAX）/ Bcl-2 表达的机制可能与下调葡萄糖调节蛋白78（GRP78）的表达，以及通过微小RNA-146a（miR-146a）抑制NF-κB P65 磷酸化［44］相关。杨艳红等［45］研究发现，黄连素可使乳腺癌细胞MCF-7的细胞周期阻滞在G1期，且能抑制其迁移能力；张亚军等［46］认为，该机制可能与调节JAK2/STAT3信号通路相关。

3.6 小结

黄连素可用于消化科、内分泌科、妇科等疾病的治疗，常联用其他药物，治疗肿瘤的研究成为近年来的研究热点，但其作用机制尚未完全阐明，未来研究的热点和趋势为黄连素降血糖、抗炎、抗肿瘤的作用机制。但本研究中仅纳入中文文献，研究广度尚需加强。