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基于文献计量的全球营养基因组学研究态势分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-15
核心提示:  伴随人类基因组计划的成功实施,基因组学、生物信息学等学科发展迅猛,引发了生命科学领域的革命性变革,促进了不同学科交叉融合发展。基因组学在营养学领域的应用,产生了营养基因组学这一新的学科领域,营养学研究由传统的分析营养素对单个基因表达及其作用,逐渐转向研究基因组及其表达产物在代谢调节中的作用。
   伴随人类基因组计划的成功实施,基因组学、生物信息学等学科发展迅猛,引发了生命科学领域的革命性变革,促进了不同学科交叉融合发展。基因组学在营养学领域的应用,产生了营养基因组学这一新的学科领域,营养学研究由传统的分析营养素对单个基因表达及其作用,逐渐转向研究基因组及其表达产物在代谢调节中的作用。
 
  华中农业大学生物医学与健康学院的许智勇和华中农业大学食品科学技术学院的马爱民*采用文献计量学的原理和方法,对世界范围内营养基因组学领域文献从研究总体概况、研究力量分布、研究热点与前沿等角度进行分析,同时,归纳营养基因组学研究方法,梳理和总结近20 年来全球营养基因组学领域科技发展态势,以了解中国营养基因组学研究状况及所处国际地位,从而为推进相关科学研究及学科发展提供参考。
 
  1、数据与方法
 
  通过Web of Science平台的SCI-E(Science Citation Index Expanded)数据库,采用主题检索式,以TS=(nutrigenom* OR “nutritional genom*”)对在1999年—2018年发表的与营养基因组学相关的文献进行检索,文献语种限定为英语(English),文献类型限定为研究论文(Article)和研究综述(Review),下载数据时间为2019年5月14日。
 
  2、全球营养基因组学研究总体概况
 
  1999年—2018年,以营养基因组学为主题的SCI收录文献共计1 029 篇,年均约发表文献51 篇。1999年文献记录数占近20 年文献总数比例为0.1%(文献记录数为1 篇),2018年占比上升至8.16%(文献记录数为84 篇),而近10 年的累计文献记录数占比为70%以上,可见近10 年来学术界对此领域的关注度较前10 年有显着提升。因此,作为一个新兴交叉学科领域,营养基因组学正在世界范围逐渐发展壮大,产生了愈来愈多的研究成果。
 
  3、全球营养基因组学研究力量分布格局
 
  主要国家/地区及其影响力
 
  为了进一步掌握主要国家/地区的研究实力,以文献记录数为横轴、篇均他引次数为纵轴,以文献记录数和篇均他引次数的平均值为坐标原点,建立四象限图坐标系。澳大利亚、意大利、荷兰、德国、法国等5 国位于第II象限,说明这些国家的文献产出相对较少,但是其学术水平和影响力较高;美国、加拿大、英国、西班牙等4 国位于第IV象限,显示他们的文献数量相对较多,但文献质量有待进一步提高;巴西位于第III象限,说明其开展了一些研究工作,但是研究数量与质量均需加强;第I象限为空白,表明没有国家/地区的研究达到了“产出高、质量优”的状态,这在一定程度上表明当前全球营养基因组学研究仍然处于“爬坡”发展阶段,尚未发展到成熟阶段,具有巨大发展空间和广阔发展前景。
 
  主要机构及其影响力
 
  前10 位机构基本是世界传统名校、国家级科研机构、政府部门及其下属单位。通过查阅官网和阅览相关资料,发现这些机构的最大共同特点之一是它们大都是由许多单位组成的综合性(大型)实体或者科研网络合作联盟,注重协同创新及成果转化。如发文量位居榜首的荷兰瓦格宁根大学及其研究中心,是由瓦格宁根大学和众多专业研究所(中心)组成的国际性机构,其优势在于可以将科学突破迅速转化为教育和实践,农业科学、生命科学、食品科学等学科享誉全球。排名第2的美国加州大学是由10 所分校组成的大学联邦体,其中戴维斯分校是加州大学乃至全美的农学科研中心,其营养科学系致力于提升营养生物学,通过研究、教育和推广以改善人类健康。位居第3的法国国家农业研究院,是法国最大的农业科研机构,是由众多学科研究学部、自然地理研究中心和若干专业委员会三级科研体制组成的庞大实体,人类营养与食品卫生是其六大学科方向之一。
 
  4、全球营养基因组学研究热点与前沿领域
 
  主要学科方向
 
  近20 年来,全球营养基因组学领域中,涉及营养与营养学、遗传学与遗传、生物化学与分子生物学、食品科学技术等方向的文献占绝大多数,其中尤为突出的是,营养与营养学占30%以上、遗传学与遗传占20%以上。
 
  研究热点变化
 
  通过分析文献关键词的突现性,发现自1999年营养基因组学概念的提出,直至2003年才有关键词的突现。早期(2003年—2006年)突现的关键词包括乳腺癌、热量限制、胆固醇、蛋白质组学、DNA微阵列、功能食品(2003年)、增殖物激活受体、细胞凋亡(2004年)、叶酸(2005年)、营养基因组学、神经管缺陷、转录组学、蛋白质(2006年),在此期间,DNA微阵列、基因组学、转录组学及蛋白质组学等分子生物学技术在饮食与健康(疾病)研究方面的应用成为研究重点。中期(2007年—2012年)突现的关键词有遗传学、药物基因组学、克罗恩病、药物、多不饱和脂肪酸、炎症性肠道疾病(2007年)、冠状动脉疾病、预防(2009年)、风险因素(2010年)、血单核细胞、氧化应激、前列腺癌(2011年)、炎症、代谢综合征(2012年),表明在此期间,针对疾病的预防与药物治疗逐渐成为学术界关注的热点。
 
  研究前沿领域
 
  分析表明全球营养基因组学研究前沿主要集中在营养基因组学应用、临床医学、新兴交叉学科、表观基因组缺陷、地中海式饮食等领域。前三者主要是营养学与基因组学交叉融合产生的研究成果及其在临床实践方面的应用,而后二者则是当前关注程度较高的领域。
 
  5、全球营养基因组学研究方法
 
  基因芯片
 
  基因芯片,又称DNA微阵列,其技术原理是基于DNA碱基的互补和配对原则,利用已知序列核酸作为探针对未知序列的核酸序列进行杂交检测,本质上是一种大规模集成固相杂交。按照探针位置和序列可以确定靶序列对应基因的序列、表达或者突变情况。该技术已被用于检测营养素对整个细胞、组织乃至整个系统及作用方式的差异。
 
  生物标志物
 
  生物标志物是指可以客观检测并评价系统、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生改变的生化指标,广泛应用于疾病诊断与分期、新药评价、新疗法的安全有效性和食物营养研究。
 
  蛋白质组学
 
  蛋白质组学(proteomics),源于蛋白质(protein)与基因组学(genomics)两个词的组合,是一门以蛋白质组为研究对象,研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。蛋白质组学不仅用于筛选食(药)物成分或者食(药)物中新的活性物质,而且用于验证它们对细胞、组织或者生物体基因表达的影响。
 
  结 语
 
  利用基因芯片、生物标志物和蛋白质组学等技术加快推进营养基因组学研究,尤其是基于中国人的群体基因组特征和个体基因差异,研究营养因素与多发/罕见疾病之间的关系,探索营养与基因之间的相互作用及其对人体健康的影响机制,对健康中国战略的实施和抢占世界生物医学与健康领域发展的制高点至关重要。
 
 
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