Research front and hotspots of neuronal calcium sensor-1

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.42.025

Abstract

Abstract:

BACKGROUND: Research front and hotspots of neuronal calcium sensor-1 are always the focus for the researchers in this field.
OBJECTIVE: To probe the research front and hotspots of neuronal calcium sensor-1 with the methods of quantitative analysis.
METHODS: The methods of co-cited articles analysis and word frequency analysis were used in the article. The objects were 363 articles from Web of Science by US Institute for Scientific Information (ISI) about the neuronal calcium sensor-1 from 1982 to 2014. The network of co-cited articles and keywords was showed in visualization mapping by using CiteSpace III in which the burst nodes represented the high impact hot papers and the most frequently used keywords, and revealed the research frontier and the hot spots of neuronal calcium sensor-1.
RESULTS AND CONCLUSION: The physiological functions of neuronal calcium sensor-1 are the research frontier and the hot spots. The transformational point in time spot of the hotspots is during 1994 to 1996, 2000, 2008, 2012; and the different research focus showed in each stage: the structure and characterization of the protein during 1992-2000 and the protein function and the role during 2004-2012 are the research hotspots, while during 2008-2014 the hotspots place extra emphasis on the higher function (e.g. memory) and several diseases(such as schizophrenia, cancer, autism, depression, senile dementia, neuron damage, etc). The determination of the research frontier domains and hot spots of neuronal calcium sensor-1 will indicate the goal and direction for the further studies.

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

全文链接：

Key words: neuronal calcium-sensor proteins, memory, neurons

CLC Number:

R318

Zhu Yu-zhen, Zhang Qing-wen. Research front and hotspots of neuronal calcium sensor-1[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(42): 6856-6862.

Figures/Tables 6

2.1 神经元钙传感蛋白研究前沿领域的代表人物与热点论文采用CitespaceⅢ可视化分析软件，对科学文献索引数据进行分析。参数设置见研究方法①。根据参数设定的标准，进入标准的突显词是221个，有效的参考文献是 311 421，占99.950 9%，无效参考文献是153，占 0.049 1%，可能是由于检索年限的设定为1982年，而那时很多文献存在摘要、关键词等不全的情况，不符合参数设定标准，此类文献被排除，考虑到本文是对研究前沿的分析，早期文献量较少，对分析结果的影响不大，因此在本文数据分析过程中，仍使用这一数据集。节点Nodes= 417，连线 Links=1 160。文献共被引聚类是被引文献由于共被引的关系而聚集在一起形成的网络，这是研究前沿的聚类。可视化结果显示，神经元钙传感蛋白共被引文献聚类形成了类似圆形的网络，分布在四周的各个聚类是相对独立的，以PongO为中心的聚类网络交织在一起，是紧密联系的；而且模块性Modularity Q=0.890 2，平均剪影度silhouette= 0.707 9，这一数据也表明共被引文献形成明显而又相对独立的聚类网络，同时表明各个聚类的标签描述也相对准确。这为分析数据提供可靠的依据。神经元钙传感蛋白共被引文献形成40个文献共被引聚类，根据每个聚类网络内包含文献数目的多少分别编号，表示为0-40。文章着重分析最大的16个聚类，从上到下依次分别是0-15聚类族群(表1)。根据文献共被引聚类标注词，可以看出学者专家采用不同的技术手段对蛋白质的性质、结构、功能、作用靶点进行了研究，可以将这些知识群划分为4个主要学科群，即生物学、生物化学、生物物理学和医药学。结合高被引论文发现，对神经元钙传感蛋白的研究仍以生物学为主，而且主要对蛋白质的生理功能进行了横向和纵深的研究，体现了神经元钙传感蛋白的研究前沿。"

某一领域的研究前沿通过科学家积极引用的文章来体现，它代表了一个研究领域的思想现状。被引用次数多的文献处于核心位置，成为研究领域中的核心成果，但被引频率与文献在研究进程中的贡献没有直接的因果关系。文献在研究进程中的地位和贡献是通过突变值来体现的。科学文献的新趋势和突现的出现是由于：①文献提出一个新发现和科学重大突破。②可能启发科学家从新角度来研究问题[35]。在分析文献共被引网络图谱基础上，对高被引文献进行二次检索，重点分析，探测神经元钙传感蛋白研究的前沿领域。10篇高被引论文尤其是标出突现值的4篇文章[8，14-15]，不仅是本聚类中的核心文献，也是整个共被引网络中的核心文献；这10篇文献中的每一篇都有一个新的发现，是研究的起点，代表了研究的新趋势，引领了研究的一个方向。从表2中10篇引用率最高的文献可以看出，每篇文章都有新的发现，这些发现采用不同的技术手段，主要从神经元钙传感蛋白在不同等级生物体内的功能进了行研究。这些高被引文献的研究对象包括果蝇、酿酒酵母、哺乳动物中的牛科动物、人类，从低等生物到高等生物，逐渐拓展不同等级物种中的这一蛋白的生理生化知识；研究的内容则体现在蛋白质在不同物种、不同生理环境的功能，这些研究内容朝着纵深方向对这一蛋白进行研究，引领这一研究领域的发展方向，成为这一领域的研究前沿。10篇高被引文献中的5篇属于聚类7(表2)，占高被引论文的50%。聚类7的词频检索是传感器，对数似然比检索是神经元，交互信息检索是证据，其中Pongs等[15]的这篇文章处于被共引文献聚类中最核心的位置，不仅是7号族群，也是整个网络中引用频率(109)最高的文献，其中心性(centrality)(0.18)和Sigma(2.00)均最大，这表明在对神经元钙传感蛋白的研究中，这篇文章是该研究领域中创新性最大的核心成果，代表了研究前沿和研究的转变方向。"

Pongs等[15]在文章中提出，在体外，神经元钙传感蛋白(Frequenin)是一种鸟苷酸环化酶催化剂，并指出Frequenin与恢复蛋白和视锥蛋白有关，具有对钙离子敏感并与其结合的特性，主要分布于突触中，如肌肉神经接点的运动神经末梢，认为Frequenin是果蝇神经系统内调节突触效能的一种新型的钙结合蛋白。这为神经元钙传感蛋白的研究打开了思路，指明了一个方向。突现值为4.77也进一步说明了这一点；聚类7中的这5篇文献从不同的角度对神经元钙传感蛋白的功能进行了探讨和分析，聚类2是10篇高被引论文中的第二大族群，其中的3篇高被引文献对神经元钙传感蛋白功能做了更加深入的探讨，其中Mcferran等[8](1999)的这篇文献突现值是6.98，说明其在整个蛋白质研究中的地位和贡献巨大，其不仅是本聚类中，也是整个共被引网络中的核心文献，引领了研究的一个方向。聚类1中Mcferran等[14](1998)提出了神经元钙传感蛋白在嗜铬细胞和PC12细胞内进行表达，并指出其可能的生理功能，突现值是5.17。聚类0在10篇高被引文献中虽然只有1篇，在文中提出非洲爪蟾蜍神经元钙传感蛋白的分子克隆和功能特性。但其突现值是6.72，sigma是1.67，中心值时0.08，这些数据从定量的层面上显示此篇文章的创新性，以及这篇文章在0号聚类乃至整个网络中的重要位置。这些分析也进一步证明神经元钙传感蛋白的生理功能是该领域的研究前沿。 2.2 神经元钙传感蛋白研究热点的知识图谱和分析参数设置见研究方法②。文章中的关键词在知识图谱网络中出现频率高，可以用来确定一个研究领域的热点[36]，另外从文章中提取出来的名词短语在一定程度上代表某学科的研究热点。借助CiteSpaceⅢ可视化软件，对文献题录中的关键词进行分析，确定神经元钙传感蛋白研究的热点(表3)。"

神经元钙传感蛋白(neuronal calcium sensor-1)是出现频率最高的关键词，也是这一领域研究的起点和核心。；在不同时期神经元钙传感蛋白的命名不同，frequenin是其早期的命名，此外还有neuronal calcium sensor-1、freq-1、ncs-1；出现频率较高的关键词还有神经系统、结合蛋白、PC12细胞、晶体结构、质膜和表达等。从这些高频关键词可以看出，对蛋白质的研究主要还是集中于生理功能，此为这一领域的专家学者们最为关注的课题。高中心性的关键词也再次说明了这一问题。中心性表明了关键词的重要程度与地位，中心性数值越大，此关键词在这一领域中的贡献越大，地位越重要；高中心性的关键词一般是某一段时间内研究者共同关注的问题，是研究的热点和前沿。中心性(centrality)数值最大的是晶体结构，为0.69。神经元钙传感蛋白晶体结构的解出，为蛋白质的研究提供了更为广阔的空间和前景及新的研究方向。中心性高的关键词还有磷脂酰肌醇4激酶ß、戊烷-2 (pentane-2)、钙结合蛋白、神经系统、钙调蛋白、EF手性、通道、恢复蛋白。这些关键词分为两类：一类是对蛋白质功能的描述，主要在肿瘤(磷脂酰肌醇4激酶ß)等疾病中的应用，第二类是表明蛋白质的属类，如钙结合蛋白、钙调蛋白、EF手性蛋白和恢复蛋白，主要在神经系统和某些通道发挥作用。这表明神经元钙传感蛋白功能和属类在这一领域中占有重要的地位，是一段时间内研究者共同关注的问题。 Sigma值的大小是用来衡量研究成果创新性的，Sigma值越大，表示研究成果的创新性越大，代表了本研究领域的前沿。关键词“神经系统”的Sigma值最大，为4.98，创新性的提出了神经元钙传感蛋白在体内所处的位置，并逐渐发现这一蛋白与恢复蛋白的相似性，都是结合蛋白的一种，而且还参与了胞外分泌的生理活动。创新性高的关键词还有恢复蛋白、结合蛋白、胞外分泌、分子克隆。Sigma值不同的关键词主要表明蛋白质的性质和功能。相关研究人员从不同的角度、不同的层面、不同深度对这一蛋白的功能进行了创新性研究，引领该领域的研究前沿与热点。为了更为清楚的了解各个时间段的研究热点，采用时区视图(timezone view)，对以关键词标识的研究热点进行分析，从而可以对学科或者研究主题的发展趋势从整体上加以把握。结果显示，研究热点转变的时间点主要集中在1994至1996年，2000年，2008年和2012年。每一阶段研究热点不同，表现出较大的差异性，根据关键词的引用频率及其中心性，筛选出每一阶段研究热点的高频关键词(表4)。结合关键词的引用频率和中心性，1992年至2000年研究热点主要集中于蛋白质的结构和性质，2004年至2012年主要集中于研究蛋白质的功能和作用机制。"

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