, 其中 max 为最高产作者或机构的发文量[10]。检验核心作者和核心机构是否形成核心群, 计算公式为M=(Nmax/N)×100％, 其中 M 代表普莱斯指数结果占比, Nmax 代表高于普莱斯定律数值频数, N 代表总词频数, M≥50％即表示已形成核心群[11]。北京大学学报(自然科学版) 第59卷 第6期 2023年11月
Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 59, No. 6 (Nov. 2023)
doi: 10.13209/j.0479-8023.2023.095
广东省林业局林业科技创新项目(GDZZDC20228703)资助
收稿日期: 2023–06–09;
修回日期: 2023–08–13
摘要 为了解萝芙木属植物在中医药领域的研究热点和前沿方向, 通过检索中国知网(CNKI)和 Web of Science 数据库中 2002—2022 年萝芙木属植物的化学成分、药理活性和临床应用等相关研究文献, 利用CiteSpace 6.1. R6 软件绘制萝芙木属植物研究的知识图谱, 对发文量、作者、研究机构和关键词等进行可视化分析。共筛选纳入中文有效文献 173 篇, 英文有效文献 356 篇, 结果显示年发文量总体上呈波动上升趋势。中、英文文献发文量最多的作者分别为曹福祥和 Stockigt J, 发文量最多的机构分别为中南林业科技大学和 Johannes Gutenberg-Universität Mainz。关键词分析结果显示, 萝芙木属植物的研究方向集中于萝芙木属植物的栽培种植和化学成分的提取鉴定及其药理活性的分析, 其中中文文献侧重于萝芙木属植物的培育, 英文文献侧重于异胡豆苷合酶等化学成分的提取鉴定和各类化学成分药理活性中的抗菌、抗氧化作用。萝芙木属植物的化学成分及其药理活性的深入研究与临床应用实践是未来主要发展趋势。
关键词 萝芙木属; 文献计量学; 药理活性; 研究趋势
萝芙木属(Rauvolfia)隶属夹竹桃科(Apocyna-ceae), 多为有乳胶的乔木或灌木[1], 主要分布于热带美洲、非洲、亚洲南部和东南部以及大洋洲, 全世界约有 60 种, 其中 7 种分布在中国, 分别是古巴萝芙木(Rauvolfia cubana)、蛇根木(R. serpentina)、苏门答腊萝芙木(R. sumatrana)、四叶萝芙木(R. tet-raphylla)、吊罗山萝芙木(R. tiaolushanensis)、萝芙木(R. verticilata)及催吐萝芙木(R. vomitoria)[2]。萝芙木属植物中含生物碱、三萜、酚酸和类黄酮等化学成分, 具有抗肿瘤、抗炎、抗癫痫、抗菌和抗氧化等多种活性。有研究发现萝芙木属植物卡夫拉(R.caffra)的叶片可作为吲哚类生物碱的资源[3], 其中富含的单萜吲哚类生物碱在降压、抗心律失常和抗肿瘤等方面都有重要的药用价值[4]。国内外学者对萝芙木属植物化学成分进行了大量的研究, 发现一系列吲哚类生物碱[5], 其中利血平(reserpine)、阿吗灵(ajmaline)和育亨宾(yohimbine)的研究起步较早, 研究较深入, 其他生物碱的研究亦在逐步进 行[6]; 三萜、类黄酮和酚酸等化学成分及其药理活性和临床应用的研究仍然处于起步阶段。伴随着各国对中草药需求量的不断增长, 天然药物的开发与利用成为未来发展趋势[7]。
近 20 年来, 国内外已发表大量有关萝芙木属植物资源、化学成分、药理和种植等方面的研究论文, 但基于文献计量学的系统分析尚无相关报道。CiteSpace软件由美国 Drexel University (德雷塞尔大学)陈超美教授运用java语言开发, 将数据用图表来表达, 可对领域内的科研文献进行可视化数据分析, 并能直观地展现某领域的发展规律和当前研究热 点[8]。文献计量评估能提供科学的客观的数据分析, 可帮助研究人员了解萝芙木属植物研究在中医药等领域的发展情况。
本研究基于中国知网(China National Knowle-dge Infrastructure, CNKI)和Web of Science (WOS)数据库, 利用 CiteSpace 6.1.R6 软件, 对萝芙木属植物研究的中、英文文献进行可视化分析, 得到萝芙木属植物最近 20 年研究进展的分析结果, 旨在了解该领域研究作者和研究机构的合作网络、研究热点以及前沿方向, 为后续研究提供参考依据。
研究数据分别来自中文文献收录数据库 CNKI和外文文献收录数据库 WOS。在 CNKI 数据库中, 检索条件设置为“主题(精确)”, 检索词为“萝芙木”, 共检索出中文文献 193 篇。在 WOS 数据库中, 选择“Web of Science核心合集”数据库, 检索条件设置为“所有字段”, 检索词为“Rauvolfia”, 共检索出英文文献 356 篇。按照纳入标准及排除标准进行文献的选择, 并运用 CiteSpace 6.1.R6 软件, 经数据去重, 最终筛选纳入中文有效文献 173 篇, 英文有效文献356 篇。检索的时段为 2002 年 1 月 1 日至 2022 年 12月 31 日。
纳入萝芙木属植物研究相关文献, 如中医药主题相关的药理活性、成分研究和临床应用等。中文文献限定文献类型为学术期刊和学位论文, 英文文献限定文献类型为 Article 和 Review Article。
重复文献; 未正式出版的文献; 研究主题与萝芙木属植物无关的文献; 作者信息缺失和文章来源缺失等因信息不全而无法分析的文献; 会议论文、成果和报纸等类型的文献。
将检索的文献经过筛选后导出, CNKI 文献选择“Refworks”导出, WOS 数据库中首先选择“Web of Science核心合集”数据库, 然后选择“以纯文本形式”和“全记录与引用的参考文献”导出。运用 Cite-Space 6.1.R6 软件对文献数据进行可视化分析, 时间切片固定为一年, 节点类型为“Author”, “Institu-tion”和“Keyword”, 修剪方式设置为“Pathfinder”和“Pruning sliced networks”, 最终绘制作者、研究机构和关键词等共现图谱, 节点大小与出现频次、节点相关性有关, 连线代表合作关系[9]。
在对论文作者和研究机构的分析中运用普莱斯定律, 即核心作者和核心机构的最低发文量为 n =0.749×, 其中 max 为最高产作者或机构的发文量[10]。检验核心作者和核心机构是否形成核心群, 计算公式为M=(Nmax/N)×100％, 其中 M 代表普莱斯指数结果占比, Nmax 代表高于普莱斯定律数值频数, N 代表总词频数, M≥50％即表示已形成核心群[11]。
计算作者、机构及关键词的词频、中心性等客观数据, 若关键词中心性≥0.1, 则表明该关键词为高中介中心性[12]。
关键词聚类中, 若聚类模块值(Modularity Q)大于 0.3, 则意味着聚类结构显著, 聚类平均轮廓值(Silhouette S)大于 0.5 则表明聚类合理, 大于 0.7 则表明聚类信度较高[13]。
2002—2022 年发表的萝芙木属植物中、英文文献年度发文量统计结果见图 1。近 20 年关于萝芙木属植物研究的年度发文量总体上呈上升趋势, 但有轻微的波动。中文发文量 2002—2010 年呈现快速增长趋势, 2008 和 2010 年达到历年之最(18 篇); 2010—2012 年呈现快速下降趋势, 2012—2015 年呈现波动上升趋势, 2015—2022 年呈现波动下降趋势。英文发文量 2002—2010 年呈现稳定上升趋势, 2010—2022 年总体上呈现平稳波动的趋势, 年平均发文量为 20.77 篇。从总体上看, 近 20 年国外研究机构对萝芙木属植物保持较高的研究热度, 国内研究机构对萝芙木属植物研究的热度低于国外, 但研究一直在持续进行。
2.2.1作者
作者节点数量 N=348, 各节点连线数量 E=712, Density=0.0118, 表明纳入合作网络图的作者有348位, 作者之间的合作关系有 712 个, 构成网络密度为 0.0118 的国内作者合作可视化图谱(图 2), 并由此得到发文量排名前十的作者统计结果(表 1)。根据普莱斯定律, 核心作者(≥3 篇)为 31 人, 共发表 51篇文献, 占文献总数的 29.48% (<50%), 可知我国近年未形成核心作者群。由图 2 可知, 中文文献作者形成以曹福祥(10 篇)、刘洋洋(9 篇)、赵春杰(6 篇)和张丽霞(5 篇)等为代表的研究团队, 但根据图 2 中的合作网络, 发文量最高的曹福祥、刘洋洋和赵春杰等作者之间没有连线, 未形成较为稳定的合作 团队。
2.2.2机构
将中文文献相关机构阈值设置为 2, 得到发文机构可视化图谱(图 3)。根据普莱斯定律, 核心机构(≥3 篇)为 16 个, 共发表 73 篇文献, 占文献总数的42.20% (<50%)。由图 3 可见, 该领域中文文献包含研究机构 159 所, 形成以中南林业科技大学(10篇)、中国科学院西双版纳热带植物园(8 篇)、中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室(6 篇)为中心的发文机构, 各机构中心性低, 说明机构间联系不紧密。分析发文机构的地域分布可知, 各机构跨地区的合作较少, 多为独立研究, 虽然发文量最高的机构为高校, 但我国对萝芙木属的研究模式是以高校为辅, 以实验室或研究所为主。
2.2.3关键词
通过 CiteSpace 6.1.R6 对关键词进行共现分析, 绘制出 N=257, E=473(Density=0.0144)的关键词共现图谱(图 4)。对共现图谱中出现频次排名前 10 位的关键词进行排序统计, 得到表 2, 当中介中心值Centrality≥0.1 时, 表明该关键词为高中介中心性。去除“萝芙木”这一常规关键词, 中心性靠前的关键词是“利血平”(28 次, Centrality=0.26), 其次是“化学成分”(14 次, Centrality=0.16)和“组织培养”(6 次, Centrality=0.09)。
图1 2002—2022年萝芙木属植物研究的中、英文文献年度发文量分布
Fig. 1 Annual distribution of Chinese and English literatures on Rauvolfia published from 2002 to 2022
图2 萝芙木属植物研究领域中文文献作者合作网络
Fig. 2 Network display of authors in Chinese literature on Rauvolfia
表1 萝芙木属植物研究领域中文文献发文 5 篇以上的作者
Table 1 Authors of more than 5 articles published in Chinese literature on Rauvolfia
序号发文量作者机构 110曹福祥湖南农业大学 29刘洋洋中国医学科学院、北京协和医学院药用植物研究所 38刘平怀海南大学 46赵春杰沈阳药科大学 56冯蕾上海交通大学 66赵凤生上海交通大学 76蔡传涛中国科学院西双版纳热带植物园 86蓝祖栽广西药用植物园 95孙蕾上海交通大学 105张丽霞中国医学科学院、北京协和医学院药用植物研究所 115洪博齐齐哈尔医学院
表2 萝芙木属植物研究领域中文文献排名前10的关键词
Table 2 Top 10 keywords in Chinese literature on Rauvolfia
序号关键词频次中介中心性 1萝芙木590.91 2利血平280.26 3育亨宾150.08 4化学成分140.16 5生物碱80.08 6提取80.02 7组织培养60.09 8生物量50.12 9薄层色谱50.02 10结构鉴定50.01
在关键词共现网络基础上, 利用 log likelihood ratio(LLR)算法对关键词进行聚类分析, 展示聚类ID 为#0～#9 的聚类标签。LLR 越大的词, 越具有对所在类别的代表性, 而不是单纯地按数量大小排序。由图 5 可知, Modularity Q=0.7455>0.3, 说明聚类结构显著, Silhouette S=0.8816>0.7, 说明聚类结果是可以信任的。筛选出排名前 10 位的聚类团, 并得到时间线视图(图 6), 相同聚类中的关键词被放置在同一水平线上, 关键词出现的时间置于视图的上方。关键词越多, 代表对聚类领域的研究越多, 往右时间越近。时间线视图可以显示聚类研究的兴起及结束时间。结合图 5 和 6 可知, 近 20 年对萝芙木属植物的繁殖栽培研究较多, 对萝芙木属植物化学成分的提取分离和结构鉴定等研究也较多, 特别聚焦于“育亨宾”和“利血平”, 2015 年后开始聚焦于各类化学成分药理活性的研究。
图3 萝芙木属植物研究领域中文文献研究机构合作网络
Fig. 3 Network display of research institutions of Chinese literature on Rauvolfia
图4 萝芙木属植物研究领域中文文献关键词共现网络
Fig. 4 Network visualization of keywords in Chinese literature on Rauvolfia
2.3.1作者
由于英文文献的作者数量较多, 为使合作图更加直观, 将英文文献作者发文量阈值设定为 5, 得到发文作者合作可视化图谱(图 7), 并由此得到发文量排名前十的作者统计结果(表 3)。根据普莱斯定律, 核心作者(≥5 篇)为 26 人, 共发表 71 篇文献, 占文献总数的 19.94%(<50%), 可知并未形成萝芙木属植物研究的核心作者群。由图 7 可知, 近 20 年形成的最大研究团队为以 Stockigt J 等为代表的团队。
图5 萝芙木属植物研究领域中文文献关键词聚类网络展示
Fig. 5 Network display of keywords clustering in Chinese literature on Rauvolfia
#0～#9同图5
图6 萝芙木属植物研究领域中文文献关键词时间线分布
Fig. 6 Timeline view of keywords in Chinese literature on Rauvolfia
2.3.2 机构
将英文文献的相关机构阈值设置为 6, 得到发文机构可视化图谱(图 8)。根据普莱斯定律, 核心机构(≥4 篇)为 27 个, 共发表 208 篇文献, 占文献总数的 58.43%(>50%), 可知国外已形成高影响力的核心研究机构群。Web of Science 核心合集数据库中发文量排名前三的机构是 Johannes Gutenberg-Universität Mainz(美因茨约翰内斯古滕贝格大学 26篇)、Zhejiang University(浙江大学 20 篇)和 King Saud University(沙特国王大学 17 篇)。截至目前, 最大的合作群为 Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Zhejiang University, Chinese Academy of Sciences (中国科学院)和 Massachusetts Institute of Technology (麻省理工学院)等, 其他多为小范围合作研究或独立研究。
Stockigt J和Stoeckigt J oachim为同一人
图7 萝芙木属植物研究领域英文文献作者合作网络
Fig. 7 Network display of authors in English literature on Rauvolfia
表3 萝芙木属植物研究领域英文文献发文5篇以上的作者
Table 3 Authors of more than 5 articles published in English literature on Rauvolfia
序号发文量作者机构 137Stockigt JZhejiang University 212Ma XYQingdao University 38Panjikar SAustralian Synchrotron 48Anis MKing Saud University 57Koepke JLeibniz University Hannover 66Ruppert MUniversitair Ziekenhuis Antwerpe 76Ahmad NIntegral University 86Alatar AKing Saud University 95Gerasimenko IJohannes Gutenberg-Universität Mainz 105Jahan NUniversity of Agriculture Faisalabad 115Michel HUniversity of Wurzburg 125Sheludko YTechnical University of Darmstadt 135Min CSouthwest University 145Rajendran CUniversity of Regensburg 155Meitian WUniversity of Konstanz 165Faisal MUniversity of Agriculture Faisalabad 175Dey APresidency University
2.3.3关键词
将阈值设置为 20, 绘制出 N=488, E=1420 (De-nsity=0.012)的关键词共现图谱(图 9)。对共现图谱中出现频次排名前十的关键词进行统计, 得到表4。出现频次最多的关键词是“Rauvolfia serpentina (蛇根木)” (120 次, Centrality =0.47), 其次是“Catha-ranthus roseus (长春花)”(39 次, Centrality=0.14), “indole alkaloid (吲哚生物碱)”(39 次, Centrality=0.22)。由此可知, 国内外将萝芙木属植物作为药用植物, 关注其药理活性及生物合成, 研究并运用最多的成分是吲哚生物碱, 热门研究成分为 strictosi-dine synthase (异胡豆苷合成酶), 研究最多的树种为蛇根木。
在关键词共现网络基础上, 利用 LLR 算法对关键词进行聚类分析, 展示聚类 ID 为#0～#9 的聚类标签, 时间切片为一年。根据可视化结果(图 10), Mo-dularity Q=0.6411>0.3, 说明聚类结构显著, Silhou-ette S=0.8558>0.7, 说明聚类结果是令人信服的。筛选出排名前十的聚类团, 并得到时间线视图(图11)。结合图 10 和 11 可知, 英文文献中的热门研究物种为 R. tetraphylla 和 R. micrantha, 对化学成分中的异胡豆苷合酶研究持续时间较长, 但近 3 年未提到, 对药理活性 antioxidant activity (抗菌活性)和antimicrobial activity (抗氧化性活性)的研究较多。
图8 萝芙木属植物研究领域英文文献研究机构合作网络
Fig. 8 Network display of research institutions of English literature on Rauvolfia
图9 萝芙木属植物研究领域英文文献关键词共现网络
Fig. 9 Network visualization of keywords in English literature on Rauvolfia
表4 萝芙木属植物研究领域英文文献排名前10的关键词
Table 4 Top 10 keywords in English literature on Rauvolfia
序号关键词次数中介中心性 1Rauvolfia serpentina1200.47 2Catharanthus roseus390.14 3indole alkaloid390.22 4biosynthesis320.21 5medicinal plant310.25 6strictosidine synthase270.10 7expression190.07 8extract170.14 9alkaloid160.20 10plant150.06
通过 CNKI 萝芙木属植物研究合作网络分析可知, 我国已形成以曹福祥和刘洋洋等为代表的萝芙木属植物研究作者群, 团队与团队之间存在一定的合作关系, 发文量最高的曹福祥团队主要聚焦于云南萝芙木的种植[14]、培养[15]及其生物碱的提取分 离[16–17]、基因的克隆与序列分析[18–19]。但是, 近年未形成核心作者群, 且国内高影响力的核心机构群尚未形成, 排名第一的中南林业科技大学, 主要探究萝芙木属植物的种植以及对萝芙木属中有效成分的提取; 中国科学院西双版纳热带植物园和中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室主要探究萝芙木属植物的生理生长特性。
WOS 合作分析网络显示, 英文文献中未形成核心作者群, 但已形成核心机构群。其中, 发文量最高的 Stockigt J 团队聚焦于在蛇根木中寻找阿吗灵生物合成途径所需化学物质[20]; 最大的机构合作群为 Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Zhejiang University, Chinese Academy of Sciences 和Massa-chusetts Institute of Technology 等, 具有较强的国际影响力, 其中 Johannes Gutenberg-Universität Mainz的研究聚焦于萝芙木属植物中某些生物碱合成过程中酶的调控[21]。此外, 近 5 年联系紧密且有研究成果的机构为 King Saud University(沙特国王大学)和Aligarh Muslim University (阿里加尔穆斯林大学), 聚焦于四叶萝芙木[22]和蛇根木[23]的体外再生与遗传改良研究。
CNKI 中关键词“利血平”和“育亨宾”等化学成分出现次数较多, 结合关键词聚类标签分析, 可得研究热点为萝芙木属植物的药理活性、化学成分和临床应用等。
利血平是萝芙木属植物中较早发现并进入临床运用的成分之一, 也是萝芙木属植物中药理活性极高的成分之一。1952 年, Müller 等[24]从蛇根木中分离出利血平, 并证明它是降血压的主要活性成分。Wu 等[25]通过实验证实, 在 100μg/mL 的浓度下, 蛇根木提取液中的类黄酮比标准药物卡托普利具有更大的抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性的潜力[26], 在降低血压方面具有显著的作用。2022 年的一项研究进一步表明, 从蛇根木中提取的类黄酮可以作为治疗高血压的合成药物的安全有效的替代品[27]。
图10 萝芙木属植物研究领域英文文献关键词聚类网络展示
Fig. 10 Network display of keywords clustering in English literature on Rauvolfia
#0～#9同图10
图11 萝芙木属植物研究领域英文文献关键词时间线分布
Fig. 11 Timeline view of keywords in English literature on Rauvolfia
萝芙木属植物不仅在降低血压方面具有极高的药理活性, 在糖尿病的治疗方面也发挥着药理作用。从萝芙木提取物中筛选得到的糖代谢通路中关键限速酶醛糖还原酶(aldose reductase)的有效抑制剂 Indobine, 可作为治疗糖尿病及其并发症的候选活性化合物[28]。通过随机和双盲试点临床试验研究用萝芙木柑橘组合茶在人类中的抗糖尿病功效, 结果表明, 组合茶显著地降低了基础磷酸化乙酰辅酶 A 羧化酶, 却没有显著地增加基础 AMP 活化蛋白激酶表达, 表明萝芙木柑橘组合茶处理可能不会通过 AMPK 活性改善 β-氧化[1]。
WOS 中关键词“Rauvolfia serpentina”, “medi-cinal plan”, “indole alkaloid”和“alkaloid”等较为重要, 结合关键词聚类标签, 可将研究热点归纳为萝芙木属植物中的热门研究物种、化学成分及药理活性。
萝芙木属植物中热门研究物种为蛇根木, 在英文文献中出现的次数最多。研究发现, 蛇根木根的甲醇提取物在质量浓度为 10μg/mL 时, 对 HIV-1NL 4.3 的抑制率可达 40.8%, 有望成为安全的抗 HIV 药物。但是, 目前对萝芙木属植物抗 HIV 活性研究中涉及药理和病理的方面仍不够深入[28]。Sudipta 等[29]从蛇根木的叶提取物中合成银纳米颗粒(AgNPs), 发现合成的 AgNPs 对人类病原微生物具有抗菌活性, 并且显示出对 HeLa 和 MCF-7 细胞系的杀幼虫活性和细胞毒性。蛇根木种子石油醚提取物有明显的杀蚊幼虫活性, 浓度为 0.1‰的石油醚提取物可使 3 种晚期幼虫的死亡率达到 49.82%～60.84%[30], 蛇根木种子的石油醚提取物有望成为强有力的杀虫剂。
除蛇根木外, 热门研究物种还有催吐萝芙木。Oyeniran 等[31]发现催吐萝芙木叶的酚类表征表明存在更多的类黄酮, 催吐萝芙木叶的水和甲醇提取物都有抑制作用, 甲醇提取物具有更显著(p≤0.05)的自由基清除能力, 并可抑制单胺氧化酶。催吐萝芙木对神经组织有益, 但有报道称其会诱导小脑细胞损伤, 导致影响运动协调。宽叶纤冠藤(Gongrone-ma latifolium)也是常见的药用植物, Moses 等[32]通过小鼠的对照实验, 证明 RV+GL 组合可以改善 RV诱导的小脑细胞创伤, 虽然不能改善其增殖, 但也为保护小脑提供潜在的治疗方案。此外, 实验表明催吐萝芙木的有机溶剂(80%乙醇、正己烷、氯仿和醋酸乙酯)提取物在体内外均有抗丝虫病活性, 能够让活动的盘尾丝虫僵化不动, 抑制程度对浓度和时间具有依赖性[28]。
萝芙木属植物中对化学成分的研究集中在探究其药理活性方面。
萝芙木属植物多种化学成分具有很好的抗肿瘤活性, 对此研究较为深入。研究人员发现, 多种水溶性萝芙木吲哚生物碱(如育亨宾酸(yohimibinic acid)等)具有很好的抗肿瘤活性[33]。Wang 等[34]的研究表明, 萝芙木总碱 Rauvolfia vomitoria total al-kaloids (RVA)可以显著地提高在结直肠癌(CRC)治疗中 5-氟尿嘧啶(5-FU)的敏感性, RVA 使 5-FU 增敏, 并通过影响脂质代谢和细胞能量代谢发挥抗肿瘤活性, 为中医药治疗预估结肠癌治疗效果和潜在机制提供了新的想法。2022 年, 进一步发现通过催化光氧作用从 Rauvolfia 生物碱(-)-利血平(Rauvo-lfia alkaloid (-)-reserpine)中制备的二氧利血平(Dio-xyreserpine)是一种中等有效的抗肿瘤药物, 并且其结构修饰的类似物已成为包括胰腺癌在内的各种人类癌症的高效和选择性生长的新型抑制剂[35]。
对萝芙木属植物的前期研究多集中于降压作用和抗肿瘤活性, 近 5 年研究范围有所扩大, 如抗炎活性、抗癫痫活性、抗菌活性和抗氧化活性。
李思琼等[36]在海南萝芙木(Rauvolfia verticil-late)中提取出果胶多糖(pectic polysaccharides, PP), 通过 4 组小鼠的对照实验表明, PP 治疗使得结肠组织中肿瘤坏死因子 α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)水平显著降低, 与 SASP 治疗组小组结果类似, 因此可认为 PP 是潜在的治疗结肠炎的药物。Zhan 等[37]从催吐萝芙木的茎中分理出 5 种新的霹雳素衍生物rauvomine C–G, 通过实验发现生物碱 rauvomine C在 LPS 诱导的 RAW264.7 小鼠巨噬细胞中表现出显着的抗炎活性。
Chipiti 等[38]使用斑马鱼幼虫模型, 筛选南非传统上用于治疗癫痫的 20 种药用植物的抗癫痫活性, 使用 PTZ 测定法测量 6-dpf 斑马鱼幼虫模型中诱导的癫痫发作样行为, 结果表明卡夫拉的甲醇提取物是斑马鱼幼虫模型中抑制 PTZ 诱导的癫痫发作行为的最有希望的物质。
Qin 等[39]从云南萝芙木中提取出 3 种独特的单萜类吲哚生物碱 raufiayunesins A-C (1–3), 通过 3 种生物碱与氨苄青霉素、小檗碱处理大肠杆菌的对比抗菌实验, 检测得到生物碱 1 可能对大肠杆菌 330的质膜有直接的损伤, 导致大肠杆菌 330 有明显的膜固缩和穿孔。最新的研究表明, 从云南萝芙木根部分离出的两种新的单萜烯吲哚生物碱 3-羟基洛希纳林和 10-羟基乙烯基是抗菌活性中较为重要的成 分[26]。
Nair 等[40]从西高止山脉南部的萝芙木属植物中选出 5 个种的叶片, 并研究它们的抗氧化活性, 用各种体外模型对 5 个物种的抗氧化潜力进行筛选, 其中蛇根木表现出最高的 1,1-二苯基-2-苦味酰肼(DPPH)自由基清除活性。这项研究证实了萝芙木属植物的抗氧化潜能, 提供了一种食品和化妆品中易于获得的天然氧化剂来源的替代方案。
关键词共现及聚类分析结果显示, 未来对萝芙木属植物的研究不应限于已发现的结构及功能的化学成分, 可以继续分离提取研究较少的物种, 多探索萝芙木属植物的药理作用, 并加强萝芙木属植物临床应用的相关研究, 使萝芙木属植物的研究从实验室走向临床。
生物碱是目前萝芙木属植物中研究得最多的化学成分, 是该属植物研究的热点, 至今已从萝芙木属中分离出 140 余种生物碱[1]。关于生物碱的研究热点, 在 20 世纪 50 年代后集中于如何将利血平和育亨宾的抗高血压活性在临床应用中实现, 近 20 年来, 中文文献集中在已知化学成分分离提取方法的改良及未知化学成分的分离提取鉴定, 英文文献集中在化学成分的分离提取及其药理活性的研究, 如抗氧化、抗菌和抗肿瘤等活性的开发和利用。
从萝芙木属植物研究领域中文文献关键词的时间分布可以看出, 关于萝芙木属植物“化学成分”的研究一直在持续进行中, 除提取鉴定与结构分析外, 进一步深入至药理活性的研究。2022 年, Wang 等[34]的研究表明萝芙木总碱有抗结直肠癌肿瘤活性, Eichhorst 等[35]的研究表明 Rauvolfia 生物碱(-)-利血平中制备的二氧利血平为一种中等有效的抗肿瘤药物。可见萝芙木属的研究正从早期发现的抗高血压活性逐渐向抗肿瘤活性中转变, 但如何将其投入临床运用, 依旧任重道远。
近 20 年对萝芙木属的研究得到持续的发展与进步, 但也存在不足: 1)有关萝芙木属植物的研究发文量总体上呈上升趋势, 但近年增速较缓, 关于萝芙木属植物化学成分及其药用价值等的研究热情减弱; 2)目前已发表的文献被顶级期刊收录的较少, 行业影响力不高, 虽然中南林业大学是中文文献发文量最高的机构, 但国际影响力不足; 3)未能打破地域限制, 国内外各研究机构之间合作力度不够, 学术平台和各类资源未能共享; 4)成果转化欠缺, 从萝芙木属中化学成分的发现以及对其药理活性的研究到相关产品投入临床应用还需很长的时间, 相关研究与临床联系不够紧密; 5)国内外对萝芙木属植物中三萜、类黄酮和酚酸等化学成分的关注度不够; 6)与英文文献相比, 中文文献反映的研究进展较缓慢, 英文文献中已有关于萝芙木属植物中某一种植物各类成分的系统性研究, 但中文文献仅局限于萝芙木属植物的栽培种植, 对单一化学成分的研究和对未知化学成分的研究不够深入。
本研究运用文献计量软件 CiteSpace, 对 CNKI和 WOS 数据库中 2002—2022 年萝芙木属研究进展相关的文献进行可视化分析, 分别从发文趋势、作者合作、机构合作以及关键词分析等方面绘制知识图谱, 展示该领域的研究进程, 分析当前研究现状, 并对发展趋势做出预测, 以期为萝芙木属植物的深入研究和产业化应用提供思路与方向。中文文献关键词共现分析结果显示利血平、育亨宾和化学成分是近年来国内关于萝芙木属研究的关键, 英文文献共现分析结果提示长春花属、吲哚生物碱和生物合成是近年来国外研究的关键。综上所述, 预测未来萝芙木属相关研究的重心依旧在对其有效生物碱成分的研究上, 萝芙木属植物中的化学成分在临床中的应用也是植物药用开发中的热点内容, 如何将萝芙木属植物已知和未知的药理活性投入临床使用中, 推动植物中天然产物在中医药领域的深入阐释和创新, 未来值得重点关注。
参考文献
[1] Kumar S, Kumari D, Singh B. Genus Rauvolfia: a review of its ethnopharmacology, phytochemistry, qua-lity control/quality assurance, pharmacological active-ties and clinical evidence. Journal of Ethnopharma-cology, 2022, 295(11): 115327
[2] 吴征镒. 中国植物志. 北京: 科学出版社, 1995: 143–188
[3] Peck J M, Court W E. The morphology of the leaves of Rauwolfia caffra sond. Planta Medica, 1977, 32(8): 308–318
[4] 陈晓英, 雷明, 蓝祖栽, 等. 萝芙木的保育研究. 生物资源, 2021, 43(4): 321–327
[5] 李文静, 野津, 杨德柱, 等. 高效液相色谱法测 定萝芙木中 5 种吲哚类生物碱的含量. 医药导报, 2017, 36(4): 425–428
[6] 李雅娟, 曹福祥, 李萌. 萝芙木生物碱的药理作用与分离提取方法的研究进展. 生命的化学, 2015, 35(2): 258–263
[7] 李文静, 野津, 杨德柱, 等. 萝芙木中的化学成分与结构鉴定研究. 中国当代医药, 2016, 23(25): 4–8
[8] 周宏君, 张鲁, 曾进浩, 等. 基于CiteSpace知识 图谱的远志研究热点与前沿分析. 中国中药杂志, 2023, 48(6): 1664–1672
[9] 赵海蓉, 王波. 基于CiteSpace对面瘫中医护理相关文献的可视化分析. 循证护理, 2022, 8(24): 3357–3361
[10] 高风, 郭丽君, 张宏伟, 等. 基于VOSviewer和CiteSpace中医药领域细胞焦亡的知识图谱分析. 中国中药杂志, 2022, 48(4): 1098–1107
[11] 汤海宁, 宋希强, 梁怀月. 基于CiteSpace软件的国内外风水林研究历程分析. 广东园林, 2022, 44(2): 18–23
[12] 孙睿馨, 杨茜, 曾凌, 等. 近 10 年皮肤光老化相关问题研究趋势热点: 基于Citespace的可视化分析. 中国皮肤性病学杂志, 2022, 37(3): 249–255
[13] 周皓, 张伟, 尹仑. 基于Cite Space文献计量分析的生物多样性相关传统知识的研究进展. 西部林业科学, 2022, 51(4): 148–153
[14] 冯刚利, 王承南, 曹福祥, 等. 云南萝芙木规范化种植操作规程. 林业科技开发, 2008, 22(1): 102–104
[15] 龙绛雪, 曹福祥, 曹基武, 等. 云南萝芙木叶愈 伤组织诱导与植株再生. 中南林业科技大学学报, 2008, 28(3): 49–54
[16] 邓明, 曹福祥, 龙绛雪, 等. 云南萝芙木中三种生物碱含量的HPLC法测定. 湖北农业科学, 2011, 50(11): 2331–2333
[17] 董旭杰, 曹福祥, 邓明, 等. 酶法提取云南萝芙木中阿吗碱的研究. 北方园艺, 2011, (12): 48–50
[18] 许若娴, 曹福祥, 彭继庆, 等. 云南萝芙木异胡豆苷合成酶基因的克隆与分析. 中南林业科技大学学报, 2012, 32(6): 128–131
[19] 郭川, 曹福祥, 刘继科, 等. 云南萝芙木pnae基因全长克隆及其序列分析. 生物技术通报, 2013, 249(4): 75–80
[20] Barleben L, Panjikar S, Ruppert M, et al. Molecular architecture of strictosidine glucosidase: the gateway to the biosynthesis of the monoterpenoid indole alka-loid family. Plant Cell, 2007, 19(9): 2886–2897
[21] Ruppert M, Woll J, Giritch A, et al. Functional expression of an ajmaline pathway-specific esterase from Rauvolfia in a novel plant-virus expression sys-tem. Planta, 2005, 222(5): 888–898
[22] Shahid A, Ahmad N, Anis M, et al. Morphogenic responses of Rauvolfia tetraphylla L. cultures to Cu, Zn and Cd ions. Rendiconti Lincei Scienze Fisiche e Naturali, 2016, 27(2): 369–374
[23] Alatar A. Thidiazuron induced efficient in vitro mul-tiplication and ex vitro conservation of Rauvolfiaserpentina — a potent antihypertensive drug producing plant. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 2015, 29(3): 489–497
[24] Müller J M, Schlittler E, Bein H J. Reserpin, der sedative Wirkstoff aus Rauwolfia serpentina Benth. Experientia, 1952, 8(9): 338
[25] Wu H, Qin M L , Fan K, et al. Two new antimicro- bial monoterpenoid indole alkaloids from the roots of Rauvolfia yunnanensis. Journal of Asian Products Re-search, 2022, 25(5): 429–437
[26] Touqeer SI, Jahan N, Abbas N, et al. Formulation and process optimization of Rauvolfia serpentina nanosu-spension by HPMC and in vitro evaluation of ACE inhibitory potential. Journal of Functional Biomate-rials, 2022, 13(4): 268
[27] Jahan N, Hussian F, Ayub AR, et al. Isolation and characterization of flavonoids from roots of Rauvolfia serpentina and evaluation of their hypotensive poten-tial through angiotensin-converting enzyme (ACE) in-hibition mode of action. Chemical Papers, 2022, 76(8): 5133–5143
[28] 陈晓英, 郭晓云, 李翠, 等. 萝芙木属植物药理活性和单萜吲哚生物碱合成途径研究进展. 中草药, 2019, 50(8): 2004–2012
[29] Sudipta P, Indranil C, Kalyani K, et al. Biological application of green silver nanoparticle synthesized from leaf extract of Rauvolfia serpentina Benth. Asian Pacific Journal of Tropical Disease, 2016, 6(7): 549–556
[30] 王秋香. 竹柏、秋英和萝芙木三种植物化学成分的研究[D]. 昆明: 云南师范大学, 2018
[31] Oyeniran O, Ademiluyi A, Oboh G, et al. Phenolic constituents and inhibitory effects of the leaf of Rau-volfia vomitoria Afzel on free radicals, cholinergic and monoaminergic enzymes in rat’s brain in vitro. Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology, 2022, 32(5): 987–994
[32] Moses B, Ubong U, Agnes A, et al. The combination of the extracts of Rauwolfia vomitoria and Gongro-nema latifolium show protective effects on the cere-bellum. Synergy, 2017, 5(part A): 29–34
[33] 尤云霞. 蒟子和霹雳萝芙木的化学成分及其生物活性研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2019
[34] Wang Z F, Kong W R, Wang N, et al. A serum meta-bolomics study based on LC-MS: chemosensitiza- tion effects of Rauvolfia vomitoria Afzel. Combined with 5- fluorouracil on colorectal cancer mice. Jour- nal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2022, 221: 115074
[35] Eichhorst A, Gallhof M, Voss A, et al. Spirooxindol-1,3-oxazine alkaloids: highly potent and selective an-titumor agents evolved from iterative structure opti-mization. Journal Information, 2022, 17(14): e2022 00162
[36] 李思琼, 崔路佳, 苗新普. 海南萝芙木提取物对DSS小鼠结肠炎MAPK信号通路的影响. 海南医学院学报, 2019, 25(10): 721–725
[37] Zhan G Q, Miao R K, Zhang F X, et al. Peraksine derivatives with potential anti-inflammatory activities from the stems of Rauvolfia vomitoria. Fitoterapia, 2020, 146: 104704
[38] Chipiti T, Viljoen A, Cordero-maldonado M, et al. Anti-seizure activity of African medicinal plants: the identification of bioactive alkaloids from the stem bark of Rauvolfia caffra using an in vivo zebrafish model. Journal of Ethnopharmacology, 2021, 279: 114282
[39] Qin M L, Gao W, Yu H F, et al. Novel indole alkaloids from Rauvolfia yunnanensis, inhibiting ESBL pro-ducing Escherichia coli by targeting cell membrane integrity. Tetrahedron Letters, 2023, 115: 154303
[40] Nair V D, Panneerselvam R, Gopi R, et al. Studies on methanolic extract of Rauvolfia species from Southern Western Ghats of India — in vitro antioxidant pro-perties, characterisation of nutrients and phytochemi-cals. Industrial Crops and Products, 2012, 39: 17–25
Visualized Analysis of Knowledge Map for Research on the Plants of Rauvolfia Based on CiteSpace
Abstract In order to understand the research hotspots and frontier directions of Rauvolfia in the field of traditional Chinese medicine, the literature about chemical composition, pharmacological activity and clinical application were searched in CNKI and Web of Science databases. CiteSpace 6.1.R6 was used for authors and research institutions co-occurrence, keyword co-occurrence, keyword clustering and keyword timeline mapping and analysis. A total of 173 effective Chinese articles and 356 effective English articles were included, and the annual number of articles showed a fluctuating upward trend overall. The authors with the most publications in Chinese and English were CAO Fuxiang and Stockigt J, respectively. The institutions with the most publications were Central South University of Forestry and Technology and Johannes Gutenberg-Universität Mainz, respectively. The analysis of keywords showed that the research direction of Rauvolfia mainly focused on cultivation, chemical composition extraction, identification and pharmacological activity analysis. Chinese literature focused on the cultivation of various Rauvolfia. English literature focused on the extraction and identification of strictosidine synthase and other chemical components, as well as the antibacterial and antioxidant effects of pharmacological activities of various chemical components. How to rationally use the chemical components of Rauvolfia and study their pharmacological activities and clinical applications are the main trends in the future.
Key words Rauvolfia; bibliometrics; pharmacological activity; research trends