线粒体功能障碍与脑衰老：Web of Science核心数据库来源文献的计量学分析

doi:10.12307/2025.688

中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (26): 5642-5651.doi: 10.12307/2025.688

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线粒体功能障碍与脑衰老：Web of Science核心数据库来源文献的计量学分析

南淞华1，彭超杰1，崔应麟2

1河南中医药大学，河南省郑州市 450000；2河南省中医院，河南省郑州市 450000

收稿日期:2024-05-21 接受日期:2024-08-21 出版日期:2025-09-18 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 崔应麟，主任医师，博士研究生导师，第二届全国名中医，河南省中医院，河南省郑州市 450000
作者简介:南淞华，男，1995年生，河南省郑州市人，河南中医药大学在读博士，主要从事中医元气病及中医药防治脑血管疾病方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(81573919)，项目负责人：崔应麟；国家中医药管理局中医药科学技术研究专项课题
(GZY-KJS-2021-017)，项目负责人：崔应麟；河南省重点研发专项项目(221111310500)，项目负责人：崔应麟

Mitochondrial dysfunction and brain aging: a bibliometrics analysis based on the Web of Science Core Collection database

Nan Songhua1, Peng Chaojie1, Cui Yinglin2

1Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, Henan Province, China; 2Henan Province Hospital of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, Henan Province, China

Received:2024-05-21 Accepted:2024-08-21 Online:2025-09-18 Published:2025-02-27
Contact: Cui Yinglin, Chief physician, Doctoral supervisor, Henan Province Hospital of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, Henan Province, China
About author:Nan Songhua, MD candidate, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, Henan Province, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 81573919 (to CYL); Special Project for Scientific and Technological Research on Traditional Chinese Medicine, National Administration of Traditional Chinese Medicine, No. GZY-KJS-2021-017 (to CYL); Henan Province Key Research and Development Special Program, No. 221111310500 (to CYL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
线粒体功能障碍：多指因线粒体膜受到破坏、呼吸链受到抑制、酶活性降低、线粒体DNA损伤等引起的能量代谢障碍，进而导致氧化应激、炎症和细胞死亡等一系列相互作用的损伤过程，与诸多脑衰老相关神经系统疾病的发病机制有关。
可视化分析：是一种将数据通过图形、图表、地图或其他视觉表示形式呈现出来的技术，通过可视化分析可以更直观、更快速地看到数据的关系、趋势和规律，进而更准确地理解数据。

背景：随着近年生物医学领域的高速发展，脑衰老与线粒体功能障碍的研究逐渐成为学术热点。然而，至今尚未有研究对这一领域进行系统的文献计量学分析。
目的：为全面剖析脑衰老和线粒体功能障碍领域的研究进展，对过去20年的相关文献进行梳理和总结，旨在揭示该领域的研究现状、热点和发展趋势。
方法：以Web of Science核心数据库为文献检索平台，搜集了从数据库建立之初至2024-05-07期间发表的所有与脑衰老和线粒体功能障碍相关的文献。运用CiteSpace 6.3.R1可视化分析工具，对所收集的文献数据进行了多维度的深入分析，包括国家、机构、作者、关键词以及共引文献等，旨在揭示该领域的研究动态和前沿热点。
结果与结论：共纳入2 534篇相关文献，脑衰老和线粒体功能障碍领域在国内外的发文量呈逐年上升的趋势，发文量第一的国家是美国(974篇)，位居第二的国家是中国(362篇)。在机构层面，发文量位居榜首的是美国加利福尼亚大学(117篇)。在个人贡献方面，德克萨斯理工大学健康科学中心的Reddy P. Hemachandra教授是发文量最多的学者，而美国国家老龄化研究所的Mattson M.P教授则是被引用最多的学者。《INT J MOL SCI》是该领域发文量最多的期刊。高频关键词有“氧化应激”“线粒体功能障碍”“阿尔茨海默病”和“帕金森病”等。通过分析该领域的前沿热点，发现研究重点从分子机制探索逐渐转向寻找可用于早期识别和诊断神经退行性疾病的生物标志物。此外，线粒体功能障碍有望作为脑衰老相关神经退行性疾病的临床干预靶点。
https://orcid.org/0009-0003-0503-34269(南淞华)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 脑衰老, 线粒体功能障碍, 氧化应激, 阿尔茨海默病, 帕金森病, 中枢神经系统, CiteSpace, 文献计量分析, 大数据分析

Abstract:

BACKGROUND: With the rapid development of the biomedical field in recent years, research on brain aging and mitochondrial dysfunction has gradually become an academic hotspot. However, there has yet to be a systematic bibliometric analysis in this field.
OBJECTIVE: To comprehensively analyze the research progress in the field of brain aging and mitochondrial dysfunction, and review and summarize relevant literature in the past 20 years, aiming to reveal the current research status, hotspots, and development trends in this field.
METHODS: Using the Web of Science Core Collection database as a literature search platform, all documents related to brain aging and mitochondrial dysfunction published from the database inception to May 7, 2024 were collected. The CiteSpace 6.3.R1 visualization analysis tool was used to conduct a multi-dimensional in-depth analysis of the collected literature data, including country, institution, author, keywords, and co-cited literature, in order to reveal the research dynamics and cutting-edge hotspots in this field.

RESULTS AND CONCLUSION: This study included 2 534 relevant documents and the number of publications in this field has been yearly increasing both domestically and internationally. The country with the highest number of publications is the United States (974 articles), followed by China (362 articles). At the institutional level, the University of California in the United States ranks first in terms of publication volume (117 articles). In terms of personal contributions, Professor Reddy P. Hemachandra from the Texas Tech Center for Health Sciences is the most prolific scholar in the field, while Professor Mattson MP from the National Institute on Aging in the United States is the most cited scholar. INT J MOL SCI is the most prolific journal in this field. High-frequency keywords include “oxidative stress,” “mitochondrial dysfunction,” “Alzheimer’s disease,” and “Parkinson’s disease.” By analyzing the cutting-edge hotspots in this field, it was found that the focus of research has gradually shifted from the exploration of molecular mechanisms to the search for biomarkers that can be used for the early identification and diagnosis of neurodegenerative diseases. In addition, mitochondrial dysfunction is expected to serve as a clinical interventional target for brain aging-related neurodegenerative diseases.

Key words: brain aging, mitochondrial dysfunction, oxidative stress, Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, central nervous system, CiteSpace, bibliometric analysis, big data analysis

中图分类号:

南淞华, 彭超杰, 崔应麟. 线粒体功能障碍与脑衰老：Web of Science核心数据库来源文献的计量学分析[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(26): 5642-5651.

Nan Songhua, Peng Chaojie, Cui Yinglin. Mitochondrial dysfunction and brain aging: a bibliometrics analysis based on the Web of Science Core Collection database[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(26): 5642-5651.

图/表（结果） 13

2.1 年度发文量趋势分析该研究最终纳入2 534篇文献(图1)。年度发文量总体呈增加趋势，但也出现了一些小波动(图2)。年度发文量可分为3个阶段(第一阶段，2004-2007年；第二阶段 2008-2019年；第三阶段，2020-2023年)。在2004-2005年，每年发文量低于30篇；2006-2011年，每年发文量超过30篇，低于100篇；自2012年以来，每年发文量100篇以上，自2020年起年发文量突破200篇，其中2021年度发文量最多(288篇)，总的来说近一半的文章是在近5年发表的。其中，2024年度发文量数据仅统计至2024-05-07。文章总被引次数为123 900次，篇均被引频次为48.9次，H指数152(图3)。H指数是一个衡量学者或国家学术产出数量和质量的指标，能够反映一个人的学术成就，指数越高，表明其论文的影响力越大[17]。而文献被引频数能够客观反映文献的实际应用价值，并作为评价个人或国家学术影响力的重要标准[18]。
2.2 国家分析 2004-2024年间，共73个国家参与脑衰老和线粒体功能障

碍的研究。图4展示了发文量前10的国家每年的发文量，整体呈现出稳步上升的态势。中心性排名前5的国家有美国(0.49)、加拿大(0.19)、印度(0.15)、沙特阿拉伯(0.13)、意大利(0.12)。其中美国发文量(974篇)和中心性(0.49)均居于榜首，与加拿大、英国和德国等国家建立了一定的科研合作关系(图5)。中国发文量(362篇)位居第二，但中心性为0.04，说明中国在脑衰老和线粒体功能障碍领域的发文量虽多但影响力有待提升。

2.3 研究机构分析运行CiteSpace 6.3.R1软件，选择节点为Institution，绘制脑衰老和线粒体功能障碍研究领域机构协同合作的可视化图谱(图6)，共生成493个节点和1 595条连线，图谱密度为 0.013 2。数据分析显示，加利福尼亚大学中心性最高，在该研究领域属于核心机构。由此可知高校是该领域研究的主力军，其中加利福尼亚大学(0.26)、德克萨斯大学(0.11)、哈佛大学(0.08)、美国国立卫生研究院(0.15)、俄亥俄大学(0.08)的发文量排在前5位，分别为117篇、67篇、65篇、51篇、49篇(表1)，且这5个机构与其他机构建立了较为广泛的合作关系。
2.4 高影响力作者可视化分析运行CiteSpace 6.3.R1软件，选择节点为Author，共有203名主要学者对脑衰老和线粒体功能障碍的研究做出了贡献，表2，3列举了发文量和共被引排名前10的作者。由此可知该领域的多个研究群体中，美国研究者占多数，其中德克萨斯理工大学健康科学中心的Reddy P. Hemachandra教授以30篇的发文量排名首位，其次是瑞士巴塞尔大学的Eckert A教授和德国美因茨大学Mueller WEG教授(23篇)。使用CiteSpace 软件绘制作者合作的可视化图谱(图7)，共生成778个节点和1 074条连线，图谱密度为0.003 6。其中，美国国家老龄化研究所(National Institute on Aging，NIA)的Mattson M.P教授以共被引327次居于领先地位，但与其他发文量高的作者间的合作甚少，且与其他影响力大的作者间鲜有合作。
2.5 高影响力的期刊分析共检索到2 534篇文章，来源于677种期刊。表4，5罗列的是高影响力排名前10的期刊，共发表了210篇论文(19.03%)，《INT J MOL SCI》是发表最多的期刊(79篇)，其次是《J ALZHEIMERS DIS》(71篇) 和《FRONT AGING NEUROSCI》(60篇)。共被引前3名的期刊分别是《P NATL ACAD SCI USA》(1 769次)，《J BIOL CHEM》(1 556次)，《J NEUROCHEM》(1 515次)。
2.6 文献分析
2.6.1 文献共被引分析文献共被引分析是统计一篇文献被另外一篇或多篇文献引用的文献计量分析方法，文

献的被引频率越高说明该文献具有学术价值[19]，通过对高被引文献研究内容的分析，可以揭示该领域具有高影响力的研究主体。在检索到的2 534篇文献中，共产生778个节点，1 047条连线，图谱密度为0.003 6，表6是对脑衰老和线粒体功能障碍研究文献被引频次前10的统计和总结。
2.6.2 文献突现分析利用CiteSpace软件统计出2004-2024年突现强度前10的文献，图8和表7显示突现强度前10的共被引文献，蓝色线条代表突现年份，红色线条代表在这一期间被高频率引用。其中，来自纽约康奈尔大学威尔医学院神经病学和神经科学系的Lin MT教授的文献突现强度最大(23.71)，被引频次达5 380次。
2.7 研究热点分析
2.7.1 关键词共现分析关键词是文章内容的核心要素，通过分析文章中的关键词，可以洞察文章的主旨。深入研究关键词的使用，有助于揭示特定学术领域的研究趋势和热点问题[20]。使用 CiteSpace 软件绘制脑衰老和线粒体功能障碍的研究热点图谱，共生成640个节点，3 662条连线，图谱密度为0.017 9(图9)，每个节点代表关键词，节点大小代表关键词出现频率。通过对关键词进行共现分析，表8列出了前20个高频关键词，中心性排名前三的高频关键词分别是“oxidative stress”(1 070，0.01)，“mitochondrial dysfunction”(894，0.01)，“alzheimers disease”(839，0.01)。
2.7.2 关键词突现分析关键词突现是指频率急剧增加的关键词，关键词突现是在一段时间内受到相关研究领域学者们特别关注的关键词的一种有用算法，可反映一段时间内该领域的研究前沿及变化趋势，在分析研究前沿、研究趋势和热点以及预测未来研究方向具有重要的价值[21-22]。如图10所示，蓝色线条代表突现年份，红色线条代表在这一期间被高频率引用。突现强度(strength)是对关键词的一种量化表达方式，表示该关键词在短时间内被大量引用[23]，其中，氧化损伤(18.55)突现强度最高，爆发起始年份为2004年，说明氧化损伤作为脑衰老过程中一个关键的病理机制，在2004-2014年期间被广泛研究。

同时，神经炎症(6.71)是近年来新兴的且一直活跃的主题，突现强度虽然不及氧化损伤，但其起始年份较晚且突现强度持续增加，表明这是一个新兴的研究领域。考虑到神经炎症在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中的作用，未来的研究可能会集中在炎症反应的调控机制，以及如何通过抗炎治疗来改善疾病进程，这意味着神经炎症将是该领域未来一段时期内的研究热点。
2.7.3 关键词聚类分析关键词聚类揭示了研究领域内围绕共同主题的关键词所构成的相互关联的网络群体，每个群体的特征由其成员文章中频繁出现的标题词汇来定义。使用CiteSpace 软件对关键词按时间线进行聚类分析，可总结关键词节点间的相似性，采用经典的对数似然率算法得到19个聚类组，聚类从 0 开始编号，即聚类#0 neurodegenerative diseases 是最大的集群。图中共生成640个节点，1 138条连线。其中，Modularity Q(模块值)=0.683 2 > 0.3，Silhouette S(平均轮廓值)=0.859 > 0.7，意味着聚类结构显著，是合理且令人信服的。采用时间轴直观显示关键词聚类的动态时间变化，有助于预测该研究领域在未来的发展趋势，见图11和表9。

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引言

衰老是一个随着年龄的增长生理功能逐渐退化的复杂生理变化过程，不仅导致机体功能下降，而且增加死亡的风险[1]。衰老是大多数慢性疾病的主要风险因素，包括心血管疾病、神经退行性疾病和癌症[2]。根据2020年华盛顿大学健康指标与评估研究所研究预测，全球人口将于2065年迎来负增长，老年人口将显著增加，且《柳叶刀》报道，预计60岁及以上老年人口将从2018年的10亿增至2050年的21.3亿，2100年达29.1亿[3-4]。这一趋势预计将带来经济增长放缓、社会保障体系压力增大等一系列社会经济问题[5]。脑衰老作为机体衰老过程的关键环节，其认知功能下降受代谢、炎症、神经递质、激素水平等多因素影响[6-7]，且脑衰老涉及DNA和蛋白质相关的生物质量控制机制减弱，与神经退行性疾病的进展密切相关[8-9]。线粒体是一种双重膜结构的特殊细胞器，内膜向内折叠形成嵴，增加了表面积以适应氧化磷酸化的需要；而内部的基质含有线粒体DNA和多种酶，这些酶对细胞能量代谢的核心过程——三羧酸循环至关重要，且线粒体蛋白质组中的大多数蛋白质由核基因组编码，在细胞质中合成后导入线粒体[10]。线粒体功能障碍在衰老过程中扮演着重要角色，参与脑衰老的多种调节机制，包括能量代谢紊乱、氧化应激、DNA损伤和线粒体功能障碍等[11-12]。研究表明，线粒体质量控制系统通过维持线粒体网络的稳态对细胞健康至关重要，其功能障碍与阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的发病机制紧密相关，是疾病进展的关键因素[13]。
因此，关于脑衰老与线粒体功能障碍的相关研究得到广泛关注，逐渐成为研究热点之一。然而，当前在脑衰老中关于线粒体功能障碍的研究尚不全面。Citespace是一款可视化与分析工具，它通过引文网络和关键词共现分析等方法，帮助研究人员识别研究热点、趋势，清晰展现学术领域的多维信息以理解发展动态，广泛应用于医学等领域[14-15]。为深入理解脑衰老和线粒体功能障碍领域的研究进展，对Web of Science核心数据库收录的相关文献进行高级检索。应用CiteSpace 6.3.R1软件对2004-2024年的相关文献进行可视化分析，旨在揭示脑衰老与线粒体功能障碍相互作用的研究现状、热点和发展趋势，以期为相关领域的学者提供有价值的参考信息。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1 资料和方法 Data and methods
1.1 文献检索
1.1.1 检索者由2位作者在2024-05-07分别进行检索。
1.1.2 检索时限限定检索时限为数据库建库至2024-05-07。
1.1.3 数据来源以Web of Science (www.webofscience.com)核心数据库为检索平台。
1.1.4 文献检索式参考Mesh主题词与自由词，应用字符“*”和字段标签(TS)确定检索词。检索式为“TS=(brain senescence OR brain aging) AND TS=(Mitochondrial Dysfunction*)”。
1.1.5 语言类型语言限定为“English”。
1.1.6 文献类型文献类型选择“Article OR Review”。
1.2 纳入标准 ①脑衰老相关疾病的随机对照试验；②脑衰老和线粒体功能障碍相关的研究和综述。
1.3 排除标准 ①会议摘要、信件、期刊评论和书籍章节；②描述性文献或重复发表以及撤稿的文献；③无法查看全文的文献。
1.4 研究方法采用CiteSpace 6.3.R1软件的Web of Science检索分析工具，对脑衰老和线粒体功能障碍相关文献从时间、空间、期刊、作者、关键词等方面进行统计分析。在CiteSpace 6.3.R1可视化软件中设置周期为数据库建库至2024-05-07，时区slice=1，topN=50，选取国家(地区)、机构、作者、关键词、共被引作者和共被引文献的节点进行可视化分析并生成可视化图谱。使用Excel绘制图表。在可视化图谱中，节点的大小反映了对应节点类型数量的多少，节点间的连接则代表了合作关系，连线越粗代表合作关系越密切，节点呈红色说明中心性高[16]。
1.5 数据质量控制采用双人双机同时进行检索，如有分歧需与副高职称及以上专家讨论来控制偏倚。
1.6 主要观察指标 ①发文数量排名前10的国家/地区年度发文量及中心性；②发文量、被引频次排名前10的学者发文情况；③发文量排名前10的期刊刊登文献的情况；④脑衰老和线粒体功能障碍领域的合作情况；⑤参考文献的共被引情况；⑥关键词突现分析；⑦关键词聚类分析。

讨论

3.1 脑衰老和线粒体功能障碍的研究现状此研究首次从多个维度对2004-2024年间脑衰老与线粒体功能障碍领域的研究情况进行可视化分析。脑衰老和线粒体功能障碍是一个多层面且跨学科的研究领域，涉及生物学、化学和医学等多个学科。自2004年起，该领域的发文量呈持续上升的趋势，尤其是近5年内(2019年至2024-05-07)，发文量占比高达48.9%。这一显著的增长态势反映出学者们对线粒体功能障碍在脑衰老领域的极大关注，具有巨大的发展潜力和重要的学术价值。美国、中国、意大利、德国和加拿大是该领域研究成果的主要贡献者，并建立了较良好的合作关系。经过20年的稳步增长，美国在该研究领域的发文量和中心性均位居首位，这可能与美国是最早提出“人类脑计划”的国家有关[24]。目前美国脑计划2.0版本已启动，中国的研究虽起步较晚但发展迅速，且“中国脑计划”作为重大科技创新项目被列入“十三五”规划中[25]。随着中国衰老科学大会、中医药抗衰老大会等重大学术会议的成功举办，针对衰老研究的热点话题进行了深入研究和探讨，包括衰老与医学健康的结合转化，跨学科融合推动研究发展等问题，极大推动了中国衰老研究和临床转化。国内外大量学者长期研究探索细胞衰老的机制、衰老细胞的积累与年龄相关疾病、线粒体功能障碍与衰老间的关系，重点关注线粒体质量控制、衰老细胞的代谢特征和衰老干预策略，得出了大量的研究成果[26]。相关科研项目主要集中在高校，但国际合作相对较少，可能是因地理位置的限制导致的。近年来，越来越多的学者开始探索脑衰老和线粒体功能障碍的分子机制、早期诊断、相关干预措施在神经退行性疾病的潜在作用机制，形成了以Reddy PH和Mattson MP为代表的高产和高影响力作者，证明了线粒体功能障碍参与调节脑衰老相关的神经退行性疾病多种生理病理过程[27]。其中，Reddy PH的发文主要集中在2019-2023年，研究方向主要为线粒体功能障碍在阿尔茨海默病生理病理中的潜在机制，主要探讨Rlip蛋白通过调控线粒体功能等在阿尔茨海默病的进展和发病机制中的作用[28-29]，提出阿尔茨海默病的潜在治疗靶点。美国国家老龄化研究所的Mattson MP教授的主要研究领域包括与衰老相关的神经退行性疾病的发病机制。研究聚焦于探索线粒体功能障碍在这些疾病中的病理机制[30]，提出了通过改善线粒体功能来预防衰老的潜在治疗策略[31]。这些关键的研究成果已经引起了学术界的极大兴趣，并激发进一步探索线粒体功能障碍在神经退行性疾病中所起的作用。期刊发表和文献引用主要集中于神经生物学、基础医学和生物化学等领域，这表明脑衰老和线粒体功能障碍领域的研究受到了多学科专家的广泛关注，不仅为线粒体功能障碍与脑衰老研究提供了理论和技术基础，也表明未来研究需要加强跨学科的合作。随着研究工作的不断深入，预计未来将揭示更多关于脑衰老与线粒体功能障碍相互作用的新的机制性见解，也将为开发治疗相关疾病的新措施提供理论基础和治疗靶点。
3.2 脑衰老和线粒体功能障碍的研究热点分析热点分析有助于揭示特定领域的研究前沿和发展趋势。通过分析高被引文献的核心内容、关键词的聚类以及关键词的突现分析，能够更深入地了解该领域的研究动向。脑衰老和线粒体功能障碍的相关机制是当前生物医学领域的研究热点，涉及多个层面的机制探究和潜在治疗策略的开发。20年来，脑衰老和线粒体功能障碍的研究成果逐年增多，通过高频关键词、关键词共现、关键词聚类和关键词突现分析来看，与脑衰老相关的神经退行性疾病的机制研究是该领域的研究重点，包括氧化应激、细胞凋亡、内质网应激和线粒体生物发生等，研究内容主要有异常积累的致病蛋白，如淀粉样蛋白、APP和PINK1、Parkin蛋白等。一项动物实验结果表明，抗氧化剂可通过线粒体摄取明显改善加速衰老模型小鼠诱导的氧化应激损伤，抑制线粒体功能衰退，降低认知功能障碍[32]。MIRSHAFA等[33]发现托瑞司琼通过减少氧化损伤、改善线粒体功能、调节细胞凋亡和降低炎症反应，有效逆转了D-半乳糖诱导的小鼠大脑衰老，并能通过提高SIRT1基因表达，激活了抗衰老相关的信号通路，从而显著改善D-半乳糖诱导的细胞凋亡和大脑形态学异常。XU等[34]通过靶向线粒体功能和激活线粒体自噬过程，改善衰老模型小鼠炎症和细胞凋亡水平，进而延缓大脑衰老。由此可知，动物模型和细胞实验是脑衰老和线粒体功能障碍领域的热点研究对象，研究病症涵盖大多数与脑衰老相关的神经退行性疾病。另外，通过对关键词突现进一步分析发现，钙稳态、肠脑轴、聚ADP核糖聚合酶(Poly ADP-ribose polymerase，PARP)等新兴关键词是近几年来一直活跃的主题。RYAN等[35]提出，阿尔茨海默病与线粒体钙稳态的失调及内质网之间的交流异常有关，这可能导致神经元功能障碍和神经退行性病变，强调了钙信号在阿尔茨海默病发病机制中的重要性，并指出调节线粒体钙水平可能是治疗阿尔茨海默病等疾病的潜在策略。此外，LIANG等[36]综述了短链脂肪酸、神经递质、胆汁酸和色氨酸代谢物等肠道微生物代谢物可调控改善线粒体功能，并通过肠脑轴改善帕金森病发挥潜在治疗作用。LEHMANN等[37]提出线粒体功能障碍是帕金森病发病的核心机制，Parkin蛋白缺失导致线粒体质量控制损害及NAD(+)水平的增加，并通过PARP抑制或前体补充改善线粒体功能，特别是在Parkin突变果蝇模型中PARP基因突变提升NAD(+)及其代谢产物水平，恢复线粒体功能，抑制多巴胺能神经退行性变，以及通过饮食补充NAD(+)前体烟酰胺显示出神经保护效果，减少缺陷性胸廓表型并防止多巴胺能神经元损失，表明调节NAD(+)水平干预PARP活性可能是延缓线粒体功能障碍引起的神经元死亡的潜在治疗策略。这些研究热点不仅增进了对脑衰老和线粒体功能障碍机制的认知，而且为开发新的防治策略提供了科学依据。未来脑衰老和线粒体功能障碍的研究将集中在多组学分析的应用、精准医疗的个性化治疗、线粒体质量控制机制的深入探索、抗氧化剂和神经保护策略的开发，以及跨学科合作的推动等。随着新兴技术的应用，包括单细胞测序、类器官培养、光遗传学和化学遗传学，将能更全面地理解这些复杂机制，为研究脑衰老和线粒体功能障碍提供新的视角和方法，并开发出新的预防和治疗策略。随着研究的不断深入，未来可能会有更多突破性的发现，为延缓脑衰老和治疗相关疾病提供新的方法。
3.3 脑衰老和线粒体功能障碍的研究趋势分析脑衰老和线粒体功能障碍的研究趋势显示了这一领域正从多个角度深入探索，以期理解其复杂的相互作用并发现潜在的干预措施。线图和时区图是侧重于从时间维度方面来展示关键词演进的视图，展示出该领域的发展历程，直观展示该领域的研究前沿和趋势，对归纳总结研究领域主题并预测未来研究方向具有重要意义[38]。通过分析关键词时区图谱可知，随着基础研究的不断深化和科技水平的快速提升，加之对临床成果转化的迫切需求，近年来的研究焦点逐渐转向生物医学的探索与应用，这一趋势体现在诸如“细胞外囊泡”“乙酰胆碱酯酶抑制剂”“肠脑轴”和“血脑屏障”等关键领域的研究上，预示着该领域的研究重点正逐步从病理机制相关基础研究向寻找早期诊断和防治脑衰老相关神经退行性疾病的潜在生物标志物及干预措施等临床应用方面发展。有研究报道，α-突触核蛋白的错误折叠和累积、β淀粉样蛋白和磷酸化tau蛋白的沉积、神经丝轻链蛋白水平升高、线粒体功能相关蛋白如PINK1/Parkin的异常、炎症标志物的变化以及ATP13A2基因突变等，均与帕金森病的进展、诊断和治疗监测密切相关，它们在神经元损伤、神经炎症、线粒体功能障碍和蛋白质错误折叠中扮演关键角色，并有潜力用于帕金森病的早期诊断和疾病管理[39]。脑衰老标志物的研究有助于实现对机体生理病理状态变化的科学监测，这对于预防和延缓脑衰老具有重要临床意义。线粒体功能障碍是神经退行性疾病早期事件之一，线粒体生物标志物的水平变化可以反映疾病的进展情况，通过监测线粒体生物标志物(如mortalin)的变化，可以在症状显现前识别疾病风险，从而实现早期诊断，在阿尔茨海默病和帕金森病中可检测到mortalin的氧化修饰形式，表明其可能作为疾病活动的标志[40]。因此，线粒体功能相关生物标志物有望成为脑衰老相关神经退行性疾病不同发展阶段的评估工具，尤其是疾病早期阶段，有助于制定早期治疗策略，获得早期治疗从而改善预后。从2020年开始，探索具有穿透血脑屏障调控线粒体功能的途径，以及通过药物和基因治疗手段精确调控线粒体质量控制系统逐渐兴起并成为研究热点。总体来看，脑衰老和线粒体功能障碍的研究正朝着更深入的机制探索和更精准的干预策略发展，旨在提高老年人的生活质量并减轻社会经济负担。
3.4 结论与展望该研究基于 Web of Science 数据库和 CiteSpace 软件从多个角度对近20年来脑衰老和线粒体功能障碍研究的相关文献进行可视化分析，较为直观地展现脑衰老和线粒体功能障碍相关领域的研究情况。通过可视化分析发现，线粒体功能障碍与脑衰老紧密相连，内容涵盖能量代谢、细胞凋亡和信号传导等多个方面。脑衰老过程中涉及线粒体功能障碍的多种生物功能、靶基因和信号传导途径，在脑衰老相关的神经退行性疾病中发挥有益的作用，使其有望成为检测和诊断脑衰老相关的潜在标志物，且具有作为神经退行性疾病早期诊断生物标志物的应用前景。同时，可针对该机制制定相关治疗策略，如基因沉默、免疫调节和抗氧化剂和线粒体保护剂等。然而，当前线粒体靶向药物的开发可能面临诸多挑战，由于线粒体与多种细胞过程的复杂相互作用导致设计治疗策略及发现高特异性线粒体生物标志物难度高。此外，药物有效递送到大脑和线粒体仍是难题，包括设计靶向大脑并穿过血脑屏障的化学配方和递送方法，以及减少脱靶效应的策略。目前，还应致力于打破学术壁垒，克服地域限制，加强国际领域的合作，开展跨地域、跨学科的综合研究。未来该领域需要涉及多学科合作，通过高通量筛选技术、纳米技术的应用提高药物的脑靶向性，以及个性化医疗的发展。分析该领域的发展趋势，为深入探讨线粒体功能障碍的具体分子机制、新生物标志物的发现与验证、新药物递送系统的开发、临床试验设计改进，以及生活方式等因素对线粒体健康和疾病风险的影响提供更多思路与方法。随着全球人口老龄化的挑战，这一领域的快速发展对于深入理解衰老过程并开发有效的干预措施至关重要。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

线粒体功能障碍与脑衰老：Web of Science核心数据库来源文献的计量学分析

Mitochondrial dysfunction and brain aging: a bibliometrics analysis based on the Web of Science Core Collection database

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