《International Journal of Molecular Sciences》:Research Trends, Knowledge Evolution and Pharmacological Advances of Cordyceps cicadae: A Bibliometric Analysis
编辑推荐:
蝉花(*Cordyceps cicadae*,即C. cicadae)是一种广泛应用于传统中药的昆虫病原性药用真菌,因其多种已报道的药理活性而日益受到科学界的关注。尽管研究活动不断增加,但对其全球发表趋势和研究热点的全面文献计量学评估仍然有限。本研究旨在分析W
蝉花(*Cordyceps cicadae*,即C. cicadae)是一种广泛应用于传统中药的昆虫病原性药用真菌,因其多种已报道的药理活性而日益受到科学界的关注。尽管研究活动不断增加,但对其全球发表趋势和研究热点的全面文献计量学评估仍然有限。本研究旨在分析Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection,WoSCC)中收录的关于C. cicadae的英文文献的发表趋势、研究特征和主题发展。检索1990—2025年期间的相关文献,共获得192条符合条件的记录,包括188篇原创论文和4篇综述。使用VOSviewer(版本1.6.20)、CiteSpace(版本6.3.R1)和Bibliometrix/Biblioshiny(版本4.3.3)进行文献计量学分析,以评估发表量、贡献国家、作者、期刊、共被引网络、关键词共现模式和主题演化。年度发表量在早期相对较低,但在2018年后显著增加。中国占发表总量的比例最大,Chen Chin-Chu、Li Wei和Ouyang Zhen等研究者是主要贡献者。共被引和关键词分析确定,生物活性成分的分离与表征以及药理活性的研究是主要研究主题。较近期研究主题包括免疫调节、抗氧化活性、肾脏和肝脏保护作用、肠道菌群调节以及基于多组学的机制研究。总体而言,本研究系统概述了C. cicadae的研究格局,并识别出可能为未来栽培策略、生物活性成分、药理机制和潜在生物医学应用研究提供参考的新兴主题。
**1. 引言**
蝉花(*Cordyceps cicadae*,即C. cicadae)是一种昆虫病原性药用真菌,在中国传统医学中被称为“蝉花”(Chan Hua),其药用历史逾千年。由于冬虫夏草(*C. sinensis*)天然资源稀缺、市场价格高昂,具有相似活性成分和部分重叠药理活性的C. cicadae逐渐被视为潜在的替代药用资源。现代研究已从C. cicadae中鉴定出多糖、核苷、甾醇、环肽等生物活性成分,其具有抗氧化、免疫调节、抗炎、抗衰老、抗肿瘤、降血糖、保肝和保肾等药理活性。目前对C. cicadae研究的知识结构、合作网络和主题演化的全面文献计量学分析尚属空白。
**2. 结果**
**2.1. 年发文量趋势**
共获得192篇文献,涉及20个国家265个机构的931位作者。1990—2017年间年发文量较低,多数年份不足5篇;2018年后显著增长,从11篇升至2022年的峰值34篇,2022年后虽略有下降但仍保持在每年15篇以上。累计发文曲线整体呈上升趋势。
**2.2. 国家/地区分析**
研究产出主要集中于亚洲(中国、泰国、韩国)和美国。中国以182篇(其中中国大陆158篇,中国台湾24篇)居首位,泰国以13篇列第二,美国以6篇列第三。
**2.3. 作者合作分析**
作者生产力呈高度偏态分布:76.6%的作者仅发表1篇文献;发文量排名前列的作者中,Chen Chin-Chu以15篇居首,总被引394次,研究聚焦C. cicadae在糖尿病、眼科疾病和肾脏疾病中的药理作用;Ouyang Zhen的平均被引频次最高,研究关注抗氧化、神经保护和抗衰老作用。作者共现网络显示5个合作集群,但国际合作相对有限,大部分合作集中在机构内部。
**2.4. 期刊分析**
192篇文献分布在110种期刊中,涉及药理学、药用真菌、食品科学、天然产物和生物技术等领域。根据布拉德福定律识别出10种核心期刊。《International Journal of Medicinal Mushrooms》以12篇的发文量居首;《International Journal of Biological Macromolecules》平均被引频次最高(48.2次/篇)。核心期刊主要发文主题包括:(i)多糖等生物活性成分的提取、纯化和结构表征;(ii)药理活性及分子机制;(iii)培育、发酵与菌株改良技术优化。
**2.5. 共被引分析**
期刊共被引网络识别出3个主要学科集群:药理学(红)、真菌与微生物学(绿)和生物大分子(蓝);最常被共引的期刊为《Carbohydrate Polymers》(332次)、《International Journal of Biological Macromolecules》(316次)和《Journal of Ethnopharmacology》(170次)。参考文献共被引网络中,被引≥10次的60篇高被引文献形成4个集群:红色集群涉及免疫调节和早期活性研究;蓝色集群聚焦核苷类化合物,尤其N
6-(2-羟乙基)腺苷(HEA)的抗炎和器官保护作用;绿色集群主要研究C. cicadae提取物和活性化合物的药理机制,集中于肾脏保护、抗氧化和信号转导通路;黄色集群与多糖的提取、纯化、结构表征和构效关系相关。
**2.6. 关键词与研究趋势**
高频关键词以多糖、抗氧化和免疫调节为主,提示生物活性成分及其药理活性是核心研究方向。关键词突现分析检测出9个突现词,包括extract、Isaria cicadae、oxidative stress、antioxidant、inflammation、purification、structural characterization、fermentation、expression,其中purification(强度4.19)、extract(2.87)和structural characterization(2.84)突现强度较高。趋势分析显示,近期研究关注菌丝体、纯化、抗氧化活性和腺苷。上述分析共同表明,C. cicadae研究正从早期成分提取向药理学机制和疾病干预方向演进。
**3. 讨论**
本研究首次对C. cicadae领域1990—2025年的研究格局进行了系统文献计量分析。2018年后发文量的显著增长可能与人工培育和发酵技术进步、药用真菌及天然产物研究关注度上升,以及代谢组学、转录组学等高分辨分析技术的应用有关。中国是最大的贡献国,这可能与其传统医学历史、种质资源和政策支持有关,但国际合作仍需加强。
药理学方面,多糖是研究最为深入的活性成分。C. cicadae多糖在分子量、单糖组成、糖苷键和分支结构上存在显著多样性,这可能与菌株差异、培养条件、提取方法和分析技术有关;但许多多糖的高级构象和三维结构表征仍不完整。免疫调节方面,孢子多糖CCSP-2可增强巨噬细胞吞噬活性、促进脾细胞增殖、提高自然杀伤(NK)细胞毒性,并减轻环磷酰胺诱导的小鼠免疫抑制;部分多糖通过Toll样受体4(TLR4)介导的MAPK和NF-κB信号激活巨噬细胞;而HEA则抑制TLR4介导的NF-κB信号,减少脂多糖(LPS)诱导的促炎细胞因子产生。抗氧化方面,多糖CPA-1和CPB-2可保护PC12细胞免受谷氨酸诱导的氧化损伤;多糖CP70在果蝇中表现出抗氧化和延长寿命的作用,伴随过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性升高及丙二醛(MDA)水平降低;虫草素可减轻神经元死亡、凋亡和线粒体功能障碍。肠道菌群调节方面,体外模拟消化实验显示C. cicadae多糖可抵抗唾液和胃肠道消化,经粪便会发后分子量显著降低、单糖组成改变,同时Bacteroides和Phascolarctobacterium相对丰度增加,Escherichia-Shigella、Klebsiella和Fusobacterium相对丰度降低;超声提取的多糖连续给药42天可增加小鼠肠道Lactobacillus、Akkermansia和Bacteroides丰度,降低Clostridium丰度,并上调肠道紧密连接蛋白表达;在高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠模型中,C. cicadae多糖可改善血糖控制、葡萄糖耐受和胰岛素敏感性,并改变肠道菌群组成和代谢谱。
该领域仍面临若干挑战:质量控制体系尚不完善;药理证据以体外和动物实验为主,高质量临床研究缺乏;多种活性成分的相互作用及联合作用机制尚未阐明;未来单细胞测序、空间转录组学和整合多组学技术有望加深机制认识,AI辅助生物信息学和计算建模可进一步整合数据并优先识别候选化合物和关键通路。
**4. 材料与方法**
文献来源为Web of Science核心合集(WoSCC),检索式结合历史学名、现用学名“Cordyceps chanhua”及俗称“Chanhua”,限定语种为英文、文献类型为论文和综述、出版年份为1990—2025年。经初始检索、排除非英文文献、剔除撤稿及出版年份变更记录,并通过相关性筛选后,最终纳入192篇文献。分析工具包括:Microsoft Excel 2021用于统计年发文量;Bibliometrix包(版本4.3.3)结合Biblioshiny用于国家、作者、期刊生产力、研究趋势和主题分析,其中布拉德福定律分析基于Biblioshiny模块完成;VOSviewer(版本1.6.20)用于作者合作网络和期刊/参考文献共被引网络可视化;CiteSpace(版本6.3.R1)用于关键词突现检测。参数设置方面,CiteSpace时间切片为1990—2025年每年1个切片,节点选择采用g指数(k=25);国家/地区和作者贡献采用全计数法(full counting)。作者声明未使用生成式人工智能工具。
**5. 结论**
C. cicadae已从经验应用的传统药用真菌发展为融合天然产物化学、药理学、微生物学、生物技术和系统生物学的重要研究对象。未来在栽培优化、活性成分发现、分子药理学和微生物介导机制方面的持续进展,有望推动其临床转化和产业化应用。