肽自组装在自然界中普遍存在，环肽、蛋白肽等多种肽可在没有外界作用的情况下，利用其分子间作用力自组装成具有高度有序的结构，使分子保持稳定、低能的状态，并实现特定的生物学功能[1-5]。研究表明，自组装的肽在生物活性、选择性、稳定性、生物相容性方面都具有优异的性能[6-7]，由于这些显著的性能，使得其在食品[8-9]、生物医学[10-11]、化学[12]、药物开发[13-14]等领域具有巨大的潜力。随着消费者对产品质量和功能要求的日益增加，分析肽自组装相关研究的发展历程，把握当前研究热点有助于推动肽自组装的科学发展。
在以往的分析研究中，对蛋白质纳米纤维[15]，绿色农产品[16]和食品安全[17]等领域进行了文献计量分析。现阶段有关肽自组装的研究文献较为丰富，正处于高速发展阶段，而鲜有人用文献计量学对其进行统计分析，同时存在一定的局限性，缺乏对该主题文献进行全面、系统、多维度分析以及国内外研究的对比分析。
CiteSpace 是在信息可视化和科学计量学背景下逐渐发展起来的一款基于Java 算法的引文可视化分析软件[18-19]。随着当代科学研究水平和出版文献速度的快速增长，CiteSpace 软件能够通过定量分析和计算技术对各个学科领域进行综合分析[20]，为研究人员从现有的数据中提取新的知识提供了强有力的支持。目前主要有3 个核心指标[21]：突变检测、中介中心性、共现分析。突变是指在时间维度上突然增加的文献关键词或机构等，在一定程度上反映了当时的研究热点[22]。高中介中心性是指文献被不同学科共同引用，在连接其它节点和不同集群方面发挥着重要作用[23]。高共现是指出现的频率高，反映了当时的热点主题[24]。
CiteSpace 软件已广泛应用于多个学科领域。在学科论文中应用CiteSpace 软件的数量呈逐年递增的趋势。本研究的创新点在于运用CiteSpace软件，从机构、作者、关键词等多个维度剖析肽自组装研究，分析科学文献中蕴含的潜在信息，并展示该领域研究的知识网络图谱，客观、全面地分析肽自组装研究的前沿热点和发展趋势。
1 研究方案
1.1 文献来源与筛选
以中国知网（CNKI）为中文文献数据库，为保证文献数据质量，使用高级检索项，检索主题词为“肽自组装”；以WoS 核心合集为英文文献数据库，通过高级检索项，检索主题词为“peptide selfassembly”。检索时间区域为1993 年1 月—2023年7 月，人工剔除简讯、正文介绍等无关文献，筛选出机构、关键词、作者均具备且与该领域相关的研究文献，最终符合CiteSpace 软件要求的国内文献为188 篇，国外文献为13 807 篇。
1.2 数据处理
将CNKI 收录的国内文献以“Refworks”格式导出，WoS 核心合集收录的国外文献以“纯文本文件”格式导出，以“download**.txt”命名后导入CiteSpace（6.2.R4）。为达到绘制知识图谱的数据格式要求，通过CiteSpace 的数据转化功能将导出的数据进行格式转化，为后续的分析做准备[25]。CiteSpace 具有多种可视化的选项，允许研究人员以多种不同的方式来检索数据[26]，本分析设置时间分区为1993 年1 月—2023 年7 月，将时间切片设置为1 年，分别设置节点类型为机构（Institution）、作者（Author）、关键词（Keyword），并用Pathfinder、Pruning the merged network 来修剪简化，其余参数设置为默认。
继续进行文献的知识区域共现，如发布机构共现、作者共现、关键词共现、关键词突变、关键词聚类等，对比国内外该领域研究的发展现状、基本特征和研究趋势[27]。在作者、机构合作网络分析中，节点大小反映的是作者、机构的发文量。在关键词共现分析中，节点大小反映的是关键词的频次，圆圈层数代表研究时间跨度，连线代表关键词间联系的频繁度，连线粗细代表关键词间互动频率的高低[28-29]。在关键词和机构突变分析中，时间线以灰色、红色表示，其中灰色表示当期未出现相关研究，红色表示相关研究爆发的时期[30]。
2 结果与分析
2.1 发文量分析
文献发文数量和时间分布可直观反映研究热度在特定时间段内的变化，通过绘制肽自组装发文量的年度分布图，可用于分析发展动态和预测未来的发展导向[31]。通过CiteSpace 分析相关文献发文量情况并导出数据，用Origin 绘制出统计图。因2023 年总发文量暂不确定，故暂不对其做发文时间分布统计。
由图1 可得，国内外肽自组装研究相关文献从1993 年1 月—2023 年7 月，整体上呈现明显的上升趋势，说明肽自组装研究日益得到重视。到目前为止，肽自组装研究还没有达到顶峰，说明研究人员对肽自组装的学术兴趣越来越大。
图1 国内外肽自组装研究发文量变化趋势图
Fig.1 Trend chart of domestic and foreign research on peptide self-assembly
国内外肽自组装研究发文时间分布存在相似性和差异性。差异性主要体现在，涉及肽自组装的外文文献出现较早，并且每年所刊发的外文文献数量远多于中文文献数量。相似性主要体现在，根据文献分布特征，国内外肽自组装研究的发文量大致都经历了2 个主要阶段：
1）缓慢增长阶段（1993—2005 年）论文发布数量均呈逐年缓慢递增状态，中文文献发布数量于2005 年增长至4 篇，英文文献发布数量增长至222 篇。在这一阶段，研究人员对肽自组装的概念、机理等有了基本的了解，同时基因工程的出现和肽合成的最新研究进展促进了肽自组装的研究进程，基于此，大量研究人员开始关注如何将肽自组装应用于生活。付华[32]运用核磁共振、质谱、高效液相色谱等分析手段，研究了氨基酸如何在有机磷的辅助下自组装成肽及其反应机理。Zhang等[33]证明了肽自组装形成的结构比定向组装更节能、更稳定，研究肽自组装对于纳米结构生物材料的制成具有重要的作用。陈涛等[34]通过试验对肽自组装行为进行了研究。
2）迅猛增长期阶段（2005 年至今）关于肽自组装研究的发文数量基本上呈迅猛增加状态。然而2013 年左右，国内外肽自组装研究相关文献数量出现断崖式递减，之后又呈现出迅猛增长趋势，或是因为肽自组装研究热潮的兴起与相关政策的制定所致。在此阶段，研究人员进一步了解肽自组装的机理等，同时探究如何将肽自组装更好地应用于生活中。曹长海等[35]发现在超短肽两亲分子的亲水头部引入半胱氨酸残基后能促进自组装短肽水凝胶的形成，从而更好地应用于生物医学。Kim 等[36]通过抑制自组装的进行，降低了阿尔茨海默病的产生几率。曹美文等[37]通过试验设计实现了酶促肽自组装行为的调控，发现试验所得到的肽分子与细胞膜具有相互作用，因此实现了对肿瘤细胞的高效杀害。
2.2 发文机构合作网络分析
从机构层面研究肽自组装，可显示该领域的核心机构及各机构之间的合作影响力[38]，对找到具有学术影响力的、需重点关注的机构具有重要意义。通过CiteSpace 软件，得到了节点数为144，连线数为26，密度为0.0025 的国内机构合作网络可视化图谱，如图2a 所示，得到了节点数为134，连线数为623，密度为0.0699 的国外机构合作网络可视化图谱，如图2b 所示。
图2 国内外肽自组装研究机构合作网络可视化图谱
Fig.2 Visualization map of cooperation network of peptide self-assembly research institutions at home and abroad
相比之下，国内肽自组装研究的发文机构合作网络密度处于较低水平，各节点之间的连线较少，说明目前国内肽自组装研究的机构较少，仅存在小规模合作网络，整体呈现"总体分散、局部集中"的特点，未形成较强凝聚力的科研群体。在国内，不同高校和科研院所之间关于肽自组装研究的合作有待进一步加强，而国外肽自组装研究机构则恰恰相反。
在国内，中国石油大学（41 篇）发文量最多，天津大学（26 篇）、北京化工大学（18 篇）和吉林大学（17 篇）紧随其后。在国外，Chinese Academy of Sciences（726 篇）发文量最多，Centre National de la Recherche Scientifique（CNRS，421 篇）、University of California System（396 篇）和UDICEFrench Research Universities（391 篇）紧随其后。国内文献发表机构主要集中分布于学校，而国外主要集中分布于学校和研究院等，相比之下，该领域国外研究机构类型更加丰富。上述研究机构学术水平较高，研究视野开阔，推动了肽自组装研究的发展。
用可视化工具突变功能对该领域相关研究机构进行深入分析，共得到40 所国内突变机构不同的突变时段，表明自1993 年以来不断有新的机构加入肽自组装的研究队伍中。由图3 可知，青岛科技大学和北京协和医学院两所国内研究机构，University of Chinese Academy of Sciences、Nankai University 等6 所国外研究机构的突变时段距今较近，上述研究机构或会成为新的研究阵地。
图3 国内外肽自组装研究发文机构突变可视化图谱
Fig.3 Visualization map of mutation of peptide self-assembly research institutions at home and abroad
2.3 发文作者合作网络分析
研究领域的发展得益于众多作者的共现，从发文作者层面研究肽自组装，对于评价具有学术影响力的发文作者和找到重点关注的发文作者具有重要意义，并判断该领域核心研究团队是否形成。通过CiteSpace 软件，得到了节点数为294，连线数为264，密度为0.0061 的国内作者合作网络可视化图谱，如图4a 所示，到了节点数为161，连线数为154，密度为0.012 的国外作者合作网络可视化图谱，如图4b 所示。
图4 国内外肽自组装研究作者合作网络可视化图谱
Fig.4 Visualization map of author cooperation network of peptide self-assembly research at home and abroad
图5 国内外肽自组装研究关键词共现可视化图谱
Fig.5 Visualization map of keyword co-occurrence of peptide self-assembly research at home and abroad
图6 国内外肽自组装研究关键词聚类可视化图谱
Fig.6 Visualization map of keyword clustering of peptide self-assembly research at home and abroad
图7 国内外肽自组装研究关键词时间线图谱
Fig.7 Keywords timeline map of peptide self-assembly research at home and abroad
从国外作者合作网络图谱可以看出，国外作者合作网络是分散的，存在多个孤立的节点和互不相连的集群，说明国外作者之间合作不太紧密，相比之下，国内作者虽然于该领域起步较晚、发文量较少，但却具有相对较为紧密的合作关系。
为进一步了解该领域领军学者及核心团队间的合作关系，利用普莱斯平方根定律M=0.794（Nmax）1/2（Nmax 代表最高产作者的发文数量）对领域高产作者群进行推算[39]，再采用综合指数法确定该领域核心作者。核心作者群是推动学科发展以及学术创新的核心力量，是指发表论文量较多且影响力较大的作者集合，是该领域重点关注的发文作者[40]。
最终得出发文量在3 篇及3 篇以上的国内作者是肽自组装相关研究的高产作者，发文量在10篇及10 篇以上的国外作者是肽自组装相关研究的高产作者，对数据进行进一步的分析得在该领域中，宋玉林、郑启新、赵晓军和吴永超等25 名国内高产作者发文量在3 篇及3 篇以上，占该领域全部作者发文量的30.98%，未达到该领域全部论文的50%，则国内核心作者群暂未形成；Gazit，Ehud、Stupp，Samuel I（图4b 中未显示）、Yan，Xuehai 和Hamley，Ian W（图4b 中未显示）等45名国外高产作者发文量在10 篇及10 篇以上，占该领域全部作者发文量的61.56%，达到该领域全部论文的50%，国外核心作者群已经形成。
再利用综合指数法得出核心作者，综合指数法是将作者被引量和发文量指数进行综合分析的一种文献计量方法。肽自组装研究相关的25 名国内高产作者和45 名国外高产作者为预评核心作者群，其平均发文量为4.56 篇和34.67 篇，平均被引量为20.15 次和795.00 次。根据x’=该作者发文量/预评核心作者群平均发文量；y’=该作者被引量/预评核心作者群平均被引量；z’=0.5x’+0.5y’计算核心作者的综合指数。经上述公式计算后可得到20 名预评核心作者的综合指数，并选取上述20 名作者为该领域核心作者。
从表1 可以看出，从核心作者的研究机构来看，国内的核心作者大多来自于高校，在其它领域有所欠缺；从核心作者的具体单位来看，有多位核心作者来自华中科技大学同济医学院附属协和医院院，可见该机构依然是肽自组装研究首屈一指的学术重镇[41]。
表1 基于综合指数法确定的国内肽自组装研究核心作者信息
Table 1 Core author information of domestic peptide self-assembly research based on comprehensive index method
表2 基于综合指数法确定的国外肽自组装研究核心作者信息
Table 2 Core author information of foreign peptide self-assembly research based on comprehensive index method
表3 国内外肽自组装研究高频关键词表
Table 3 High frequency keywords table of peptide self-assembly research at home and abroad
（续表3）
2.4 研究热点分析
关键词承载者最主要、最核心的信息，因此关键词的共现能够反映某一个关键词在整个共现网络中的核心力度，高频关键词则可反映在一段时间内某领域研究主题的前沿热点[42]，关键词出现的频次与研究热度具有正相关关系[43]。由于关键词存在较多的同义词，因此前期需要对原始文献数据进行预处理，使分析更加准确有效，例如将同义关键词进行合并[44]。
通过CiteSpace 软件，得到了节点数为229，连线数为280，密度为0.0107 的国内关键词共现的可视化图谱和节点数为140，连线数为1 647，密度为0.1693 的国外关键词共现的可视化图谱。对国内和国外高频关键词进行统计，得到的高频关键词有多肽（56 次）、水凝胶（52 次）、纳米纤维（25次）、组织工程（18 次）、nanoparticles（1 277 次）、design（1 240 次）、peptide（1 202 次）、protein（1 164 次）、drug delivery（1 013 次）等。其中，中介中心性表示该关键词与其它关键词的联系和重要性。
通过对关键词共现网络图谱中的重要节点所对应的相关文献进行统计和梳理，剔除初始检索词后具有高中心性且频次较高的6 个中英文关键词依次为：水凝胶（0.55）、纳米纤维（0.21）、组织工程（0.45）、聚肽（0.43）、protein（0.13）、nanostructures（0.10）根据高频关键词和关联度，可以归纳出以下3 个方面的研究热点：肽自组装水凝胶的制备及应用；自组装纳米材料的制备；聚肽的合成及自组装研究，这表明目前肽自组装研究取得了阶段性的成就，不再仅仅局限于肽自组装机理的研究，而是更多地研究如何将肽自组装更好地应用于生活之中。
在关键词共现分析的基础上，对其进行进一步的聚类分析，聚类是指将相似度较高的关键词分为不同的团块，原则是突出与主题直接相关词语的差异性，省去非核心词的细微差异，从而可能观察关键词数据的分布情况和数据特征[45]，可通过关键词聚类深度剖析肽自组装研究领域各个高频次关键词，从而反映出该领域的研究热点[46]。本研究借助CiteSpace 中的log likelihood ratio（LLR）算法，对紧密联系的关键词进行进一步的聚类分析，国内文献聚类模块值Q 为0.8391、国外文献聚类模块值Q 为0.8377（Q>0.3 表示聚类结构显著），上述数据说明关键词聚类结构显著。
国内文献聚类模块的关键词标签分别为：凝胶、多肽、谷胱甘肽、纳米纤维、水凝胶、二氧化硅、模拟酶、手性；国外文献聚类模块的关键词标签分别为：design、nanostructures、controlled release、hydrogels、delivery、binding、molecular dynamics、nanotubes、tissue engineering、protein、alzheimers disease。
关键词时序图呈现了肽自组装研究在不同时间范围内的分布特征，可从时间维度上使读者更清晰地了解到此领域的研究方向及发展脉络，能够较全面地呈现相关文献的更新和相互之间的关系[47]。图谱中S 值分别为0.9522，0.9568（S>0.5 认为此聚类是合理的，S>0.7 时被认为聚类团是高效率令人信服的数值）[48]，说明聚类图谱结构合理，令人信服。
在肽自组装研究的初期，国内外研究文献中的关键词都较少，随着时间的推移，关键词越来越丰富，研究领域也不断扩大。近些年，“理论模拟”“药物递送”“degradation”“self-assembling peptide”等成为肽自组装研究的热点主题。
2.5 发展趋势分析
突变词指在某一时间内频次突然增加的关键词，能在一定程度上反映某段时间内肽自组装研究领域影响力较强的研究主题[49]。可通过关键词突变分析了解肽自组装研究相关领域具有前瞻性和挖掘潜力的研究主题，突变的强度值越大，说明与其相关研究的发展趋势越明显[50-51]。
国内外相关研究大部分的关键词随时间的变化最终都被其它的关键词所替代。然而，国内外肽自组装相关研究也存在一定的差异，该领域国内研究相关关键词突变的时间相比于国外较短，突变关键词普遍比国内的突变关键词出现的较早且强度更强，在国内，突变关键词于2002 年首次出现，在国外，突变关键词于1993 年首次出现。
在国内，“谷胱甘肽”这一突变词突变最早，是国内该领域最早被关注的话题，强度为2.42，持续时间为3 年，方程等[52]于2002 年用谷胱甘肽自组装膜去修饰金电极表面共价固定硫堇分子，对其电化学性质和应用进行研究。阮湘元等[53]对谷胱甘肽在汞表面吸附和自组装行为进行了研究，建立了多分子点簇-多分子紧密层自组装模型，为进一步认识生物大分子界面性质提供了新的依据。“壳聚糖”这一突变词突变持续时间为9 年，突现时间最长，说明该时间段国内研究学者的目光更聚集于壳聚糖的研究，发表了多篇学术期刊论文和学位论文，一定程度上反映了当时的研究热点，章苏宁等[54]对聚肽-壳聚糖复合体系的自组装行为进行了研究，发现其粒径分布较均匀，且稳定性较好，具有较好的应用价值；在国外，“protein”“binding”“gene”“proteins”这4 个突变词突变最早，是国外该领域最早被关注的话题，“binding”这一突变词的持续时间最长，为16 年，说明该时间段国外研究学者的目光更聚集于肽自组装的组装过程的研究。“proteins”这一突变词强度最强，为58.22，反映了当时该领域的研究热点主题，Pushko等[55]采用接头插入、缺失和替换诱变技术对二十面体RNA 噬菌体fr 外壳蛋白组装进行结构-功能分析。
近些年，仍然有丰富的突变关键词出现。由图8 分析得，在国内，25 个突现关键词已有18 个关键词停止突变，还剩下7 个突现词，分别是聚肽、抗菌肽、三维培养、自组装肽、聚类肽、抗肿瘤、抗菌；在国外，25 个突现关键词已有17 个关键词停止突变，还剩下8 个突现词，分别是therapy、mechanisms、inhibition、photodynamic therapy、strategy、antimicrobial peptides、peptide self-assembly、transition。目前研究热点主要集中于所剩的关键词中，其中，抗菌肽、自组装肽等是国内外肽自组装相关研究的共同热点。
图8 国内外肽自组装研究关键词突变强度图
Fig.8 Keyword mutation intensity map of peptide self-assembly research at home and abroad
3 结论与展望
本文从文献计量学的角度分析了国内外肽自组装的研究成果，该研究借助CiteSpace 软件呈现出国内外肽自组装研究的知识图谱，梳理总结了当前该领域的研究现状及讨论未来该领域研究的发展趋势。本研究受限于所用可视化软件兼容性问题和该软件目前只能统计近三十年相关研究文献信息，且仅在CNKI 数据库和WoS 核心合集中进行了相关检索研究，这些在一定程度上使得本研究所得出的结论存在一定的片面性。
近些年，肽自组装研究受到研究人员的广泛关注。国内肽自组装研究较国外虽然起步较晚，但发文量均呈逐年递增状态，并涌现出多位研究人才，国内肽自组装研究尚未形成稳定的核心作者群，各个作者之间的合作联系较少，相比之下，国外肽自组装研究各作者之间的研究较多，并形成了稳定的核心作者群。目前，肽自组装研究热点聚焦于肽自组装水凝胶的制备及应用、自组装纳米材料的制备、聚肽的合成及自组装研究3 个方面。随着科技的发展，肽自组装的研究也面临着新的挑战，参考关键词时序图可知，自组装抗菌肽、自组装抗肿瘤肽等研究较少的方向或会成为未来的研究热点。
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