基于知识图谱干细胞现状方向

摘 要：本文以2000—2011年作为时间范围,对外文数据库（ISI）的Webofscience数据库进行检索,获取有关干细胞研究的多篇论文,对其进行引文分析、共现分析,运用国际知名绘图软件Pajek,利用被引频次较高的文献绘制出干细胞研究的国家与机构分布、热点及其变化趋势的知识图谱,在可视化知识图谱的基础上对干细胞的发展现状及发展趋势进行分析,为中国的干细胞研究提出建议.

Abstract：Inthispaper,somethesesonthestudyofstemcellsareretrievedintheWebofSciencedatabaseinISIfromtheyear2000to2011alongwithappropriatecitationanalysisandco-occurrenceanalysis.Accordingtothosemorefrequentlycitedpaperstheknowledgemappingwhichmainlydescribesthedistributionofstatesandinstitutions,hottopicsandtendenciesoftheresearchonstemcellsisdrawnbythevirtueofworld-renownedsoftwarePajek.Onthesebases,statusanddevelopmentofresearchonstemcellsisanalyzed,andsomeproposalsareputforward.

关 键 词：干细胞；知识图谱；Pajek软件；引文网络

Keywords：stemcells；knowledgemap；Pajeksoftware；citationwork

中图分类号：G31文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）01-0008-03

0引言

二十世纪是生命科学发展成为自然科学中最为引人注目的领域.在1999年末的年度世界十大科学成果评选中,“干细胞研究的新发现”荣登了十大科学成果之首.干细胞的研究为什么会引起人们的如此关注?干细胞是什么?当今国际干细胞研究学术界都在研究什么样的主题?干细胞研究有着怎样的特征及发展趋势?解决上述问题的有效方法之一就是对国际权威期刊中的干细胞研究的主题文献统计分析.

干细胞是一种具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的原始细胞.在一定条件下,它可以分化成多种不同的细胞,甚至可以发育成各种复杂的器官,医学界称其为“万用细胞”[1][2].

在当今科学研究领域,知识图谱正在蓬勃兴起.知识图谱是一种可以显示知识发展进程与结构关系的图像,并且用可视化技术描述知识资源,来挖掘、分析、构建、绘制和显示它们之间的相互联系.它把学科的理论与计量学引文分析、共现分析等方法结合,用可视化的图谱形象地展示学科的核心结构、发展历史、前沿领域以及整体知识架构.它把复杂的知识领域通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制而显示出来,揭示知识领域的动态发展规律,为科学研究提供了便利、直观的研究途径.在国内已有的干细胞研究中,树立和总结国际干细胞研究的成果较为少见,因此,本文拟基于科学计量学的新方法——科学知识图谱,对干细胞研究现状进行分析,把握国际干细胞研究特征与趋势,为我国的干细胞研究提供参考[3].

1数据来源及数据处理

本文数据源自美国科学情报研究所（ISI）基于Web开发的数据库——Webofscience数据库,按title（主题）检索“stemcells”,选择1996年至2011年间,获得超过60000条论文记录,本研究采用的方法主要为科学计量学中的引文分析的方法,并借助了代表科学计量学最新发展、由处于国际领先水平的信息可视化软件Pajek进行科学知识图谱的绘制.

1.1国际干细胞研究国家分布本文利用可视化Pajek软件的,绘制了干细胞研究论文被引频次在前100的国家分布图（图1）,其中v1——v100表述被引频次前100的文章,→表示国家与被引文章的关系.

前100篇文章主要分布在14个国家,中国（2）,日本（6）,英国（4）,意大利（3）,德国（7）,法国（5）,澳大利亚（4）,以色列（3）,新加坡（3）,荷兰（3）,瑞士（1）,瑞典（1）,加拿大（5）,美国（53）.由图1看出美国干细胞领域的研究成果在世界排名中居首位,占到总成果的53%.排在各国的首位,遥遥领先于别的国家．这种趋势显示出美国对干细胞研究领域的重视程度之高,达到了近乎垄断性的优势.相对于发达国家,中国的干细胞研究还处于比较落后的状态,只占了2%,中国干细胞研究者在国际权威期刊上发表论文少,其中被国际科学引文检索收录的论文更少,国际地位较低.

1.2国际干细胞研究成果的机构与作者分布为了了解国际干细胞的高产机构情况,本文对引文文献被引频次最高的500篇文献进行分析统计,得到图2.

主要的高产机构前十为HARVARDUNIV,MIT,STANFORDUNIV,MASSACHUSETTSGENHOSP,WHITEHEADINSTBIOMEDRES,DANAFARBERCANCINST,KYOTOUNIV,UNIVMICHIGAN,UNIVCALIFSANFRANCISCO,BRIGHAM&WOMENSHOSP,从表中可以看出排名第一的机构是美国的哈佛大学,是排名第二的麻省理工学院两倍多,研究高产机构中排名前10的除了日本的大学,其余全是美国的大学或者是美国的研究机构.美国是一个颇具科学精神的国家,但也是有着深厚基督教传统的国家.因此,基于人类胚胎的各项研究都饱受争议.政府对干细胞研究的态度和政策不断反复.虽然联邦政策掣肘于干细胞研究,但是美国在干细胞研究领域依然保持着绝对领先的地位.那是因为美国民众对干细胞的大力支持,不仅有地方和私立基金资助,还有产业界和金融资本的介入,所以虽然美国政府对干细胞抱有摇摆的态度,美国的干细胞研究也是遥遥领先于其他国家[4].

1.3国际干细胞研究机构的研究内容特征为了更好的了解目前国际干细胞研究,本人对被引频次最多的前十个国家的论文主要研究领域进行阅读、研究和统计得到表1.由表1可以看出美国和德国的主要的研究领域是对细胞融合,胚胎干细胞的研究和防止其发生病变,产生致癌物等方向.日本主要是对胚胎干细胞的分化、发育进行研究.法国主要是对基因的表达与基因突变的研究.而中国的主要研究领域在于利用干细胞治疗后,防止其发生病变.

由上可得利用干细胞治疗人体疾病虽然取得了重大突破,但对干细胞治疗之后防止其发生病变及其他后遗症状的研究已经成为重中之重的问题.

1.4国际间干细胞研究的关系分析干细胞相关的文献及其被引文献的关系,使用Pajek软件绘出干细胞研究领域的引文网络图谱[6],图3.

其中各字母代表相应的文章,→表示这些文章之间的被引关系.其中被引频次最高的是A1——日本机构研究的Inductionofpluripotentstemcellromadulthumanfibroblastsbydefinedfactors[7],由此可看虽然美国在出版文章数量上占绝对的优势,但日本对干细胞研究更具有权威性,更能代表国际干细胞研究的方向.

2我国干细胞研究现状

我国对干细胞及组织工程学研究方面给予高度的重视.为了促进基础研究向应用的转化,作为促进我国社会经济发展的手段,政府在组织再生应用等方面最大限度的给予了经费支持.在已经设立的多项重大研究计划中,干细胞及再生医学相关研究占据了极其重要的位置；在未来的一到两年中,政府对干细胞研究的经费投入将持续增加；随着人才引进力度的增加,中国目前已有100余个独立的课题组在进行干细胞相关的研究,而这一数目仍在迅速增长.我国科学家在干细胞领域的进步已经引起国际社会的关注.

干细胞研究作为生命科学最热门的研究领域之一,近年来在我国十分活跃.据统计,我国每年在SCI核心期刊发表的干细胞相关论文呈逐年增多趋势（如图4）,2006年和2007年发表的论文数均超过2000篇.

从发表的文章数看,因为2011年发表的论文现在还没有被完全进入检索库以外,上升势头显著.由此可见,我国在干细胞方面的研究工作方兴未艾.与此同时,我国于2007年加入国际干细胞组织（ISCF）,该组织宗旨是鼓励国际合作、支持干细胞研究,旨在促进生物医学等重要领域的研究进程,帮助从事干细胞研究的科学家在生物医学领域开展创新性的研究工作,取得革命性进展.ISCF成员一致同意关于干细胞研究的关键原则,包括使用人体干细胞和胚胎干细胞的原则,用最少的材料建立人胚胎干细胞系,构建干细胞研究的国际标准和产学研究一体化的格局,反对人生殖性克隆.

3结论

本文旨在应用一种融合了文献计量、社会网络分析和基于Pajek的知识可视化技术的文献计量方法,对人们十分关注的干细胞研究领域计量分析,力图展现出国际干细胞研究领域的研究现状全貌,包括研究国家分布、研究主题以及发展趋势.但是为了避免出现不妥之处,本文更多地呈现了有关干细胞研究的统计数据以及图谱表格.

目前,虽然我国的干细胞研究和应用已有一定的基础,但是研究成果数量偏少,缺乏国际影响力与国际学术界的合作并不紧密,研究力量比较薄弱.因此考虑到国干细胞研究的发展现状和我国的研究特点,有必要加强对干细胞的研究,加大人才培养力度,加强国内与国际合作的强度,早日与国际干细胞研究接轨,赶超世界先进水平.