《Ageing Research Reviews》:Mapping cellular senescence in heart failure: knowledge evolution, mechanistic modules, and senotherapeutic opportunities
编辑推荐:
•双文献计量与BERTopic共同描绘心力衰竭(HF)细胞衰老研究的全景图。•研究重心从细胞损伤向心力衰竭表型及转化应用转移•BERTopic识别出涵盖心脏衰老、纤维化及SASP等17个主题•研究趋势凸显生物标志物与抗衰老治疗策略的发展机遇•细胞特异性映射与临床验证成为未来研
- •
双文献计量与BERTopic共同描绘心力衰竭(HF)细胞衰老研究的全景图。
- •
研究重心从细胞损伤向心力衰竭表型及转化应用转移
- •
BERTopic识别出涵盖心脏衰老、纤维化及SASP等17个主题
- •
研究趋势凸显生物标志物与抗衰老治疗策略的发展机遇
- •
细胞特异性映射与临床验证成为未来研究的关键需求
引言
心力衰竭(HF)是一种复杂的临床综合征,由结构或功能上的心脏异常引起,导致心室充盈和/或射血功能受损。其特征表现为呼吸困难、疲劳、液体潴留、高发病率、频繁住院以及较高的死亡风险(Heidenreich等,2022)。流行病学研究估计,全球约有5500万至6400万人受心力衰竭影响,且随着人口老龄化以及风险因素和合并症(包括高血压、糖尿病、肥胖和慢性肾脏病)负担的增加,其患病率持续上升(Ran等,2025;Savarese等,2023)。这一庞大且不断扩大的患者群体给卫生保健系统和社会带来了沉重负担。据最新估计,2021年全球心力衰竭的经济成本高达2841.7亿美元,其中直接医疗费用和与生产力相关的间接成本分别占48%和52%(Darvish等,2025)。因此,心力衰竭已成为一项重大的全球公共卫生挑战。尽管指南导向的药物疗法、器械干预和多学科管理取得了进展,心力衰竭患者仍持续面临反复失代偿、生活质量下降、再住院及长期死亡等困境(Infeld等,2024;Tang等,2023;Verhestraeten等,2021)。心力衰竭并非单一疾病实体,而是一种由多种病因、病理机制和临床表型塑造的异质性综合征,包括射血分数降低的心力衰竭(HFrEF)、射血分数轻度降低的心力衰竭(HFmrEF)和射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)(Khan等,2024)。这种异质性表明,钙处理障碍、线粒体功能障碍、间质纤维化、代谢应激和缺血性损伤等传统机制无法完全解释心力衰竭复杂的病理演变过程(Khan等,2025)。
近年来,衰老生物学为理解心血管疾病的慢性进展、表型异质性和残余治疗风险提供了新的机制视角。细胞衰老是机体衰老和年龄相关病理的重要贡献因素,指由多种应激因素(包括DNA损伤、氧化应激、端粒功能障碍、线粒体功能障碍、代谢紊乱和炎症刺激)诱导的一种相对稳定的细胞状态。根据细胞类型和具体情境的不同,衰老可涉及持续的细胞周期停滞或细胞周期调控改变、抗凋亡、代谢重编程以及获得衰老相关分泌表型(SASP)(López-Otín等,2023;Reimann等,2024)。细胞衰老的后果具有情境依赖性:短暂的衰老可能支持组织稳态和修复,而衰老细胞的持续性积累则可能促进年龄相关病理的发展(Myrianthopoulos等,2019)。通过炎症细胞因子、趋化因子、基质重塑因子、细胞外囊泡及其他生物活性介质,衰老细胞可重塑局部组织微环境(Lucas等,2023)。在心血管系统中,衰老可能涉及心肌细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞、成纤维细胞、免疫细胞和祖细胞(Mehdizadeh等,2022)。这些细胞区室中的衰老可能通过自噬障碍、内皮-间充质转化、成纤维细胞增殖和旁分泌信号改变等途径参与心力衰竭相关病理过程。这些过程共同促进心脏肥大、纤维化重塑以及收缩和舒张功能障碍,从而导致结构性与功能性心脏异常(Xie等,2023)。
因此,细胞衰老提供了一个超越心血管衰老一般概念的框架,并可进一步细化以解释不同心力衰竭亚型的病理生物学机制。在HFrEF中,氧化应激介导的端粒缩短可能反映了加速的细胞衰老,并与运动耐量下降和心肌收缩功能受损相关(Franzoni等,2022)。在HFpEF中,衰老可能通过内皮细胞衰老、SASP介导的炎症放大、氧化应激和纤维化重塑等途径发挥更为突出的作用,从而促进心肌僵硬度增加、舒张功能障碍和心室顺应性降低(Gharagozloo等,2024)。最新证据表明,恩格列净通过抑制IFNγ-STAT1-STING轴,在HFpEF小鼠模型中减轻心脏炎症、氧化应激和心肌细胞衰老,并伴随舒张功能的改善(Shi等,2024a)。这些发现凸显了衰老相关通路是HFpEF中潜在可调控的机制。因此,通过细胞衰老的视角重新审视心力衰竭,可能将不同HF亚型的病理异质性与时可变性的衰老相关机制联系起来,并为后续的机制研究和治疗研究提供支持(Omote等,2022)。
尽管细胞衰老在心力衰竭中的作用已有多项机制研究和综述加以探讨,但现有综述大多仅总结了个别机制或治疗策略,未能充分阐明该领域的知识基础如何确立、研究热点如何随时间推移而演变,以及不同的机制分支如何汇聚于心衰表型表征和抗衰老干预。传统文献计量分析可揭示发表趋势、合作网络、共引结构和关键词演变,但因其主要依赖关键词共现,可能无法充分捕捉嵌入于标题、摘要和关键词中的潜在语义主题。BERTopic主题建模整合了上下文语义嵌入、无监督聚类和主题表示,能够识别文档层面的研究模块,弥补传统关键词分析的不足。在此基础上,本研究整合了2005年至2025年Web of Science核心合集(WoSCC)和Scopus中收录的细胞衰老与心力衰竭相关文献,通过结合文献计量分析、可视化映射和基于BERTopic的语义主题建模,旨在刻画该领域的全局研究格局、知识演变、机制模块和转化前沿。这些发现可为未来关于心力衰竭中衰老异质性、生物标志物指导的风险分层以及抗衰老药物开发的研究提供结构化参考。
各章节摘要
数据来源与检索策略
文献数据从两个数据库检索获得:Web of Science核心合集(WoSCC)和Scopus。为在最大化覆盖细胞衰老与心力衰竭相关研究的同时兼顾数据库索引差异和引文完整性的不同,本研究采用了双数据库检索策略。WoSCC作为Web of Science平台的核心合集,主要收录多个学科领域(包括自然科学等)的经筛选优质期刊文献和引文记录,
年度发表趋势
本研究共纳入2005年至2025年与细胞衰老和心力衰竭相关的479篇文献。年度发表趋势如图2所示。总体而言,年度发文量显著增加,从2005年的1篇增长至2025年的89篇。对年度发表数量进行描述性指数拟合,得到R2为0.9319。这些结果表明,该研究领域的发表活动有显著扩展,尤其在近年来表现突出。
基于时间序列
讨论
基于从WoSCC和Scopus检索的文献,本研究系统分析了2005年至2025年细胞衰老与心力衰竭交叉领域的全球发展趋势、合作网络、知识基础、关键词演变和语义主题结构。与主要依赖发文量、关键词共现和共引分析的传统文献计量研究不同,本研究引入了BERTopic主题建模来识别潜在的
结论
基于从WoSCC和Scopus检索的文献,本研究对2005年至2025年与细胞衰老和心力衰竭相关的文献进行了系统性的文献计量和语义主题分析。结果显示,该领域在2020年后进入快速增长阶段,并已形成一个主要涉及中国、美国和欧洲国家的国际研究网络,各国在发文量、合作强度和累积引文数方面存在差异。
资助
本研究受国家自然科学基金(82574922、82274412)和省自然科学基金(21A0230)资助。
CRediT作者贡献声明
概念构思:孟立冲和胡治喜。方法论:孟立冲和胡治喜。软件:孟立冲。数据整理:孟立冲、廖小倩和吴子正。形式分析:孟立冲和吴子正。调查研究:孟立冲和廖小倩。资源提供:吴子正和胡治喜。验证:孟立冲和廖小倩。可视化:孟立冲。撰写—初稿:孟立冲。撰写—审阅与编辑:孟立冲、廖小倩、吴子正和胡治喜。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究工作的已知竞争性经济利益关系或个人关系。
致谢
作者感谢CiteSpace、VOSviewer、R、Python、SCImago Graphica、Pajek和Microsoft Excel对文献计量分析和可视化的支持。部分示意图在适当的出版许可下通过BioRender.com创建。
数据可用性
本研究分析的原始文献记录来自Web of Science核心合集和Scopus。处理后的数据、BERTopic输出结果、建模参数、主题分配及主要分析结果为
孟立冲|廖小倩|吴子正|胡治喜