Visual Analysis of Amino Acid Radiation Protection Research Based on CiteSpace
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摘要: 目的：本研究利用CiteSpace软件对近10年来氨基酸辐射防护领域的文献进行计量学分析，探讨该领域的形成、发展、热点和趋势。方法：数据源为Web of Science数据库中经过去重和筛选的核心合集，包含了与辐射损伤相关的氨基酸研究的413篇文献。利用CiteSpace软件对这些文献进行了可视化分析，从多个维度和角度总结了该领域的关键词及其聚类等信息。结果：这些文献反映出该领域的研究呈现出动态的、不断发展的趋势，吸引了众多学者的研究兴趣。在国家/机构分布方面，中国、美国和印度等国发文量较高，而英国和印度等国的发文中心性较强。关键词分析发现，紫外线辐射、氧化应激、类霉菌素氨基酸、抗氧化活性等方面是该领域的研究热点，而DNA损伤、光保护和卟啉-334等突现关键词则具有研究潜力。聚类分析发现，紫外线辐射防护、类霉菌素氨基酸、谷氨酸和辅助放疗是该领域的主要研究方向，并整理出各种辐射防护相关的氨基酸及其衍生物。结论：通过对氨基酸辐射防护领域的现状、热点及趋势进行的可视化，为未来的氨基酸食品的开发和辐射防护的研究提供有价值的指导与展望。自核废水事件引发广泛关注后，市场对于天然无害的辐射防护产品需求激增，特别是氨基酸辐射防护食品的开发潜力巨大。但目前氨基酸辐射保护作用的构效或机制研究并不深入，仍需要加强多机构合作、多中心交流、聚焦研究热点关键词，助力氨基酸辐射防护食品的开发。在核污水不断蔓延的背景下，以食品科技为盾，守护人类的身体健康。Abstract: Objective: To conduct a bibliometric analysis of the literature in the field of amino acid radiation protection over the past decade using CiteSpace software, exploring the formation, development, hotspots, and trends in this domain. Methods: The data source is the core collection of the Web of Science database, which include 413 papers on radiation damage of amino acids after deduplication and screening. CiteSpace software is used to visualize these papers, and the keywords and their clusters in this field are summarized from multiple dimensions and perspectives. Results: According to these papers, this field is dynamic and continuously growing, attracting interest from many scholars. Regarding country/institution distribution, China, the United States, and India have higher publication volumes, while the UK and India have more vital centrality in their publications. Keyword analysis reveals that the research hotspots in this field include ultraviolet radiation, oxidative stress, mycotoxin amino acids, and antioxidant activity. In contrast, emerging keywords such as DNA damage, photoprotection, and porphyrin-334 show research potential. Cluster analysis find that ultraviolet radiation protection, mycotoxin amino acids, glutamate, and adjuvant radiotherapy are the main research directions in this field. According to ionizing and non-ionizing radiation classification, the representative papers of the past decade sorted out the amino acids and their derivatives related to radiation protection. Conclusion: The visualization of the current situation, hotspots, and trends in the field of amino acid radiation protection provides valuable guidance and prospects for the development of amino acid food and the research of radiation protection in the future. Since the nuclear leakage accidents caused widespread concern, the demand for natural and harmless radiation protection products has surged, especially the development potential of amino acid radiation protection food. However, the current research on the structure-activity or mechanism of amino acid radiation protection needs to be more in-depth. It is still necessary to strengthen multi-agency cooperation and multi-center communication and focus on research hotspot keywords to help the development of amino acid radiation protection foods. In the context of the continuous spread of nuclear sewage, food technology is used as a shield to safeguard people's health.
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Keywords:
- amino acid /
- radiation protection /
- CiteSpace /
- visualization analysis /
- bibliometrics /
- food development
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近年来，随着核能利用和核事故的增加，辐射污染已经成为一个严重的环境问题，对人类健康造成了巨大的威胁。辐射污染不仅影响核设施周边的环境，也可能通过食物链和水循环等途径，扩散到远方的地区，威胁全球的生态安全和人类健康。食品工业作为人类生存的重要支柱之一，也需要重视辐射问题，并研制新型的辐射防护食品，为人类健康保驾护航。氨基酸是构成蛋白质和多肽的基本单元，也是参与许多生命过程的重要代谢物质[1]。氨基酸辐射防护的研究始于20世纪50年代，最初是为了应对核战争的后果和防护措施。随着辐射医学和辐射生物学的进步，人们逐渐发现氨基酸在辐射防护中的重要作用[2]。相关研究也从最初的藻类和水生动物，逐步拓展到细胞、模式生物和临床等方向。
氨基酸具有均衡酸碱、稳定渗透压、促进伤口愈合、提高免疫力等功能[3]。研究表明，某些氨基酸或其衍生物具有抵抗电离辐射的作用。例如卟啉-334和希诺林通过激活Keap1-Nrf2信号通路，保护人皮肤成纤维细胞免受紫外线辐射的损伤[4]，而依克多因通过上调COL1A1、COL1A2、FN1、IGF2、NR4A1、PIK3R1和抗氧化酶的表达，增强细胞的抗辐射能力[5]；碱性氨基酸竞争性地与近端肾小管细胞结合来阻止放疗时放射性核素的摄取[6]。γ-氨基丁酸通过提高Bcl-2表达，抑制线粒体自噬和氧化应激，达到降低辐射诱导的肠屏障损伤[7]。蛋氨酸衍生物通过下调NF-kappa B的表达，来缓解由γ照射引起的肝损伤[8]。这些氨基酸或其衍生物能够通过清除自由基损伤、维护DNA、抑制细胞死亡、减轻炎症反应等途径帮助生物体抵抗电离辐射的伤害。氨基酸可以通过食品、药物或防护剂等方式发挥辐射防护作用[9]。
利用CiteSpace软件对Web of Science数据库进行可视化分析，从多个角度探讨氨基酸辐射防护领域的知识结构和演化过程。首先分析主题之间的联系和变化，揭示关键词的演变和研究前沿；其次分析研究领域内的聚类关系，展示大规模数据和各种格式的来源数据。通过这两个部分的分析，清晰地呈现了研究方向的发展历程。可视化分析图像能更直观的反映出发展规律，帮助研究人员获取有效的科学信息，并提供实用和有价值的参考或建议。本文旨在为氨基酸辐射防护的研究和应用提供一个全面的概述，为该领域的深入发展以及相关食品的研发提供参考和启示。
1. 数据来源和研究方法
1.1 数据来源
利用Web of Science（WOS）数据库检索了2013年1月1日至2023年5月11日发表的关于氨基酸辐射防护的论文和综述文献，检索式为TS=（ “amino acid” or “amino acids” or “deduced amino” or “predicted amino acid” or “amino”） and TS=（“protection” or “conservation” or “protect” or “protective” or “preservation” or “shielded” or “shield” or “prevention” or “defense” or “defend” or “defence”） and TS=（“radiation” or “medicine, radiation” or “radiology” or “radiation medicine” or “radiation medical” or “radiological medicine”）。在排除了重复、撤回、勘误、会议、无法获取全文或信息不全的文献后，共得到413篇文献。
1.2 研究方法
采用CiteSpace 6.2.R4 64位基础版本软件对检索结果进行可视化分析，分析流程如图1所示。再根据电离辐射和非电离辐射的区别，将近十年的文献分为两类，分别选取了各类中具有代表性的文章进行分析。文章的选择标准是按照研究方法的不同，优先级从高到低依次为临床试验、动物实验、细胞实验和其他实验。如果同一类中有多篇文章研究相同的辐射和氨基酸的关系，只保留优先级最高的一篇文章。
2. 结果与分析
2.1 年发文量图谱分析
由于2023年的文献还在发表中（已发表15篇），因此没有将其纳入年度分析。年度发文量是展现领域活力和潜力的重要指标。图2展示了氨基酸辐射防护领域的年度发文量变化情况，可以看出，该领域的发文量呈现出前期较为平稳，后期螺旋形上升的趋势，说明该领域的研究受到全球的认可和重视。
自2020年开始，连续两年的发文量保持了相对稳定的增长。根据已成为共识的四阶段增长理论，氨基酸辐射防护相关的研究论文具有一定的数量，增长较为稳定，已经处于第2阶段（即指数增长阶段），这是一个学科发展迅速，研究活跃度高涨时的阶段，文献数量呈指数式增长，即每年增加一定比例的文献。从年度发文量的变化趋势来看，可以将该领域的研究分为两个阶段：第1阶段是2013至2020年，这一阶段氨基酸辐射防护相关文献数量较为平稳，2018年达到第一个高峰，共发表39篇文献。第2阶段是2020至今，这一阶段氨基酸辐射防护相关文献数量呈明显增长，2022年达到最高峰，共发表67篇文献。
2.2 关键词共现图谱分析
共现分析探讨了氨基酸辐射防护领域的研究热点和趋势。如图3所示，紫外线辐射（ultraviolet radiation）是最高频的主题词，与氧化应激、类霉菌素氨基酸、抗氧化活性等密切相关，表明了紫外线辐射和氧化应激对氨基酸辐射防护的重要作用。这种防护在藻类中广泛存在，蓝藻通过合成霉菌素样氨基酸（mycosporine-like amino acids）而进行光保护的能力，适应恶劣的生存环境[10]，念珠藻属的藻类通过合成霉菌素样氨基酸（MAA）抵御紫外线[11]。除了藻类，MAA的积累也是表层海洋浮游动物应对有害辐射的关键[12]。而在众多的MAA中，卟啉-334则通过调节细胞相关基因的表达来抵抗紫外线辐射[13]。主题词之间形成了紧密的联系，反映了研究领域的聚焦和分化。中心度是节点在共现图中重要性的量化指标[14]，这些节点相互连接和交织，共同构成了该领域的主题和发展方向。
共现分析中频次大于20的关键词有10个，其中最高频为紫外线辐射、氧化应激、辐射、类霉菌素氨基酸、抗氧化活性；MAAs发挥抗氧化活性主要是通过保护皮肤细胞免受辐射引发的氧化应激[15]，这些关键词反映了氨基酸辐射防护的主要效果。中心度大于0.1的关键词依次为吸收化合物、积累、损伤、饮食、抗氧化活性、辅助放射治疗、紫外线辐射、DNA修复、激活，这些关键词反映了氨基酸辐射防护的主要途径和应用。细胞内脯氨酸积累的增加消除活性氧的产生[16]，除了在微观细胞层面得到验证，宏观动物层面例如青虾以富含氨基酸的红藻粉为食后，抵抗紫外辐射能力得到增强[17]。而在更加严谨的临床方面，肠内谷氨酰胺可减轻放射性皮炎[18]，氨基酸联合输注是减轻放射治疗对肾脏毒性的常用方案[19]。这些文献证据表明了氨基酸辐射防护的有效性和安全性。
2.3 关键词聚类图谱分析
研究前沿是指新兴的理论动向和涌现的新课题，需要综合判断文献和术语的增长。采用LLR算法进行可视化聚类分析，揭示了氨基酸辐射防护领域的研究前沿和热点主题，为后续的研究提供了有价值的参考。每个聚类都是由紧密相关的词组成，包含的关键词越多，聚类数字越小，结果见图4，其中每个聚类代表了一个研究主题，聚类中的关键词反映了该主题的核心内容。#0为最大的聚类，聚类模块性指数Q值为0.7435（>0.3）和聚类轮廓性指数S值为0.8873（>0.5），意味着聚类图谱效果较好[20]，聚类成员一致性高，结果可信。根据节点大小和相近性，可认为集群#0到#4代表了该领域中的核心研究主题，而其他集群则反映了一些边缘或新兴的研究方向。
结合关键词聚类可以看出，在紫外线辐射防护方面，以类霉菌素氨基酸（MAA）为代表的主题是研究重点；而在氨基酸对其他类型辐射防护的研究上还有待加强。该领域的其他主题还包括氨基酸辐射防护机制、氨基酸辐射防护剂等。氨基酸作为天然产物无细胞毒性、无光毒性和无刺激性，是理想的氧化应激和紫外线的防护剂[21]，同时可作为碳离子治疗中预防DNA损伤的保护剂[22]。在众多的氨基酸中，尤其是牛磺酸可以通过调节炎症反应和内质网应激的信号机制，缓解顺铂诱导的心脏损伤[23]。紫外线辐射防护比其他类型的辐射防护更具影响力，尤其是以类霉菌素氨基酸为重点的主题，如藻类抗辐射能力和氨基酸对皮肤细胞的保护能力等。海藻中提取的MAA能保护HaCaT角质形成细胞免受太阳辐射和紫外线辐射下产生的DNA光损伤[15]。
发展潜力最大的往往是当代关注度较低或影响较小的主题，例如氨基酸辅助放疗，通过降低毒副作用来减轻患者痛苦。虽然谷氨酸所在的#9集群未在前列，但是该主题更具影响力和吸引力。例如L-精氨酸或L-谷氨酰胺能保护大鼠阴茎的结构组织不被放疗改变[24]，其中L-精氨酸还特别增强了膀胱血管和调节因子对放疗的抵抗能力[25]。
2.4 关键词聚类时间线分析
聚类的时间线可视化展示了基于时间跨度的聚类结果，横向线条代表聚类中关键词出现的时间，纵向依次表示前十的聚类。该视图可以分析聚类的变化、持续和影响，反映出某一聚类的重要性和持续时间。如图5所示，紫外线辐射防护是当前研究的重点，引用率高，影响力大；而类霉菌素氨基酸是基础性研究的核心，对其他聚类有重要贡献。互相作用相关研究是过时而孤立的话题，没有后续发展；蛋白质氧化和谷氨酰胺是新兴而活跃的话题，显示出未来研究的热点；生物迁移是早期而高热度的话题，覆盖了整个时间跨度。MAA常用于光保护，但生物迁移也是光保护的重要措施[26]。
2.5 国家发文量图谱分析
如图6所示，该领域共有75个国家开展研究，国家间共100次合作。其中中国发文量最多，达到75篇，其次是美国（51）和印度（40）。英国的发文量不高，但是在中心性排序中位居榜首，说明英国是氨基酸辐射防护领域的主要贡献者，发文质量较高[27]，其H指数为0.2，高于仅在其后的印度（0.08）。中心性较高的国家代表在领域中起领导地位，关键节点是指中心性较高的国家，如英国、印度、日本[28]。综上所述，英国是研究该领域的主要国家，而其它国家中心性都<0.15，说明缺乏国际合作，未来应进一步加强团队间的交流与合作。
2.6 国家机构合作图谱分析
国家机构合作如图7所示，该图谱中的300个的点代表不同机构或国家，通过538根代表合作的线连接，最终生成国家机构合作图谱的紧密程度为0.012[29]。通过对国家和机构的合作分析，发现美国和英国最早开展相关研究，并为该领域的研究奠定了基础。中国是这一领域的领导者，中国发表了最多的相关研究，成为这一阶段研究领域的灵感来源。但是中国在该领域发文质量方面还仍需提升。发文较高的国家，如美国和中国，其平均引文率相对较低。中国科学院大学和中国农业科学院位列最具优势的10所机构之列。
通过节点的大小可以发现，发展中国家的贡献越来越大，特别是中国和印度成为研究领域的重要贡献者。还发现发文数量与国家合作的紧密程度呈负相关关系。鉴于主要机构合作并不紧密，表明当前研究主要倾向于地域或国家间，高校和研究机构之间合作较为紧密。出版大量文献的国家之间的合作联系相对较少，尤其是在中国、美国和印度等发文量最高的国家。然而西班牙、土耳其和意大利等发文量少的国家之间有密切的合作联系。
2.7 爆发词分析
关键词的爆发式增长叫做突现关键词。如果一个关键词在一段时间内出现得很多，就说明它有爆发活动。突现值越大，越有价值，越是研究的前沿。被引突现表示某个主题的关注度增加，是新兴主题的重要指标。关键词的突发性可以帮助理解意见挖掘的新趋势。突现词反映了时间段内的研究热点和趋势，因此整理出爆发最久的突现词[30]，因为它们可能在未来再次成为研究焦点。
如表1所示，突现时间最长和最新的关键词分别是DNA损伤、光保护和卟啉-334。经分析可将这些突现词大致分为两个阶段：第一阶段为DNA损伤阶段，相关突现词有基因表达、蓝藻和光合作用等，均为2013年开始并持续至今；MAAs在蓝藻中具有抵抗紫外线诱导、自由基清除潜力和光保护功能[31]。第二阶段为光保护阶段，相关突现词有“光保护”和“卟啉-334”。卟啉-334能缓解紫外线引发的皮肤光老化，保护胶原蛋白和弹性蛋白[32]。这表明当前对于氨基酸辐射防护的探索更加注重光保护研究及利用天然产物保护皮肤。因此，积极利用天然产物优势，探索氨基酸辐射防护是一项极具意义的工作。
表 1 爆发最久的突现词Table 1. Longest burst words关键词 年份 爆发力指数 起始时间段 2013~2023 DNA损伤 2013 3.84 2013~2018 ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 光保护 2019 2.01 2019~2023 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ 人类皮肤 2017 2.97 2017~2020 ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ 基因表达 2013 2.74 2013~2016 ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 卟啉-334 2020 2.08 2020~2023 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ 蓝藻 2013 2.97 2013~2015 ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 皮肤 2013 2.35 2020~2021 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ 多样性 2019 2.26 2019~2020 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ 光合作用 2013 2.15 2013~2014 ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 类菌胞素氨基酸 2015 2.14 2015~2016 ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 2.8 近十年具有代表性的文章分析
为了应对紫外线辐射的危害，一些生物体可以合成或积累一些具有光保护作用的氨基酸或其衍生物，如脯氨酸、甘氨酸、酪氨酸、卟啉-334、霉菌素-2-甘氨酸、依克多因等，如表2所示。这些化合物可以通过吸收或反射紫外线、清除ROS、修复DNA、抑制炎症等方式来保护细胞免受紫外线辐射的损伤。
表 2 近十年具有代表性的氨基酸及其紫外线辐射防护作用Table 2. Representative amino acids and their protective effects against ultraviolet radiation in recent ten years氨基酸及其衍生物 试验对象 辐射源 结论 脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸 丝状蓝藻点状念珠菌 UV-A辐射 脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸作为一种抗UV-A辐射的缓解策略被积累起来[33]。 麦角硫因 人皮肤成纤维细胞 UV-A辐射 麦角硫因改善了UV-A引起的皮肤老化，具有成为护肤品的潜力[34]。 卟啉-334 人皮肤成纤维细胞 UV-A辐射 卟啉-334具有抗光老化活性，可作为一种新型抗衰老剂[35]。 L-3,4-二氧苯丙氨酸 豌豆蚜虫 UV-A辐射 蚜虫可以获得L-DOPA，并利用它来防止UVA的损害[36]。 脯氨酸 绿球藻 UV-B辐射 脯氨酸能缓解绿球藻受到的UV-B辐射[37]。 霉菌素-2-甘氨酸 海葵 UV-B辐射 MAA的使用可以保护缺乏物理屏障的动物，减少体内ROS的产生，
以适应恶劣环境[38]。精氨酸 杜鹃花 UV-B辐射 精氨酸可以保护金花植物免受UVB的有害影响[39]。 谷氨酰胺 地衣 UV-B辐射 谷氨酰胺能保护地衣适应UV-B辐射[40]。 S-甲基蛋氨酸 玉米幼苗 UV-B辐射 S-甲基蛋氨酸可以增强UV-B辐射诱导的保护机制[41]。 霉菌素-2-甘氨酸 黑色素瘤a375和对照细胞系
（NHSF）过氧化氢 霉菌素-2-甘氨酸的强抗氧化活性和DNA保护能力可作为具有
抗氧化性能的潜在天然防晒剂[42]。MAAs 人皮肤成纤维细胞 太阳辐射 MAAs可以保护在长期暴露于紫外线辐射中的浅水生物[15]。 希诺林 渔网鱼腥藻 紫外线辐射 希诺林具有高效抗氧化活性，并呈剂量依赖性增加[43]。 普拉西林 溪菜 紫外线辐射 普拉西林保护溪菜免受紫外线照射的损害[44]。 牛磺酸 无毛小鼠 紫外线辐射 牛磺酸通过渗透调节缓解皮肤的老化[45]。 黑色素 摇蚊 紫外线辐射 黑色素可以缓解摇蚊在恶劣环境中的重金属和太阳辐射威胁[46]。 卟啉-334和希诺林 人皮肤成纤维细胞 紫外线辐射 MAA是细胞保护性Keap1-Nrf2途径的前瞻性激活剂[4]。 MAA和半胱氨酸 鞘丝藻 紫外线辐射 鞘丝藻可以通过合成光保护化合物来应对紫外线辐射[47]。 MAAs 小鼠 紫外线辐射 MAAs可以通过增加抗氧化酶活性和抑制炎症缓解光损伤[48]。 MAAs和霉菌素甘氨酸 胶须高山蓝藻 紫外线辐射 胶须高山蓝藻通过MAA和霉菌素甘氨酸，以克服生存环境中
紫外线辐射的影响[49]。依克多因 人皮肤成纤维细胞 紫外线辐射和过氧化氢 依克多因通过上调COL1A1、COL1A2、FN1、IGF2、NR4A1、PIK3R1和
抗氧化酶水平进行保护[5]。氨基酸或其衍生物也可以作为辐射防护剂或辐射损伤修复剂来使用，如碱性氨基酸（L-赖氨酸和L-精氨酸）、牛磺酸、γ-氨基丁酸、谷氨酰胺、蛋氨酸衍生物、硒黑色素等，如表3所示。这些化合物可以通过竞争性地阻止放射性核素的摄取、清除ROS、修复DNA、抑制炎症、保护器官功能等方式来降低电离辐射的毒性和损伤。
表 3 近十年具有代表性的氨基酸及其电离辐射防护作用Table 3. Representative amino acids and their protective effects against ionizing radiation in recent ten years氨基酸及其衍生物 试验对象 辐射源 结论 L-赖氨酸和L-精氨酸 患者 肽受体放射性核素
治疗L-赖氨酸和L-精氨酸的共输注，通过抑制近端肾小管重吸收来减少
示踪剂的肾保留[50]。精氨酸和赖氨酸 细胞瘤的患者 肽受体放射性核素
治疗碱性氨基酸竞争性地与近端肾小管细胞结合来阻止放射性核素的摄取[6]。 牛磺酸 小鼠 顺铂暴露 牛磺酸通过调节炎症反应和内质网应激，对顺铂诱导的心脏损伤有
保护作用[23]。精氨酸、谷氨酰胺等 黄金叙利亚仓鼠 辐射诱导的口腔粘
膜炎局部应用氨基酸/代谢物混合物能够缓解口腔粘膜炎的损伤和发展[51]。 γ-氨基丁酸 小鼠 辐射诱导的肠损伤 γ-氨基丁酸通过提高Bcl-2的表达，抑制线粒体自噬和氧化应激，
达到减少肠屏障损伤[7]。谷氨酰胺 胸部和上呼吸消化道恶性肿瘤 放射治疗 谷氨酰胺的使用可以降低急性辐射毒性、体重减轻和对镇痛药的需求[52]。 谷氨酰胺 乳腺癌患者 放射治疗 肠内谷氨酰胺可减轻放射性皮炎[18]。 L-赖氨酸 小鼠 铋氧奥曲肽 在用铋氧奥曲肽进行治疗前立即用L-赖氨酸进行肾脏保护可以
延长存活时间[53]。氨基硫醇 小鼠 γ射线放射 氨基硫醇减轻了辐射诱导的耳蜗损伤至少一周，并保护听力[54]。 蛋氨酸衍生物 大鼠 γ射线放射 蛋氨酸衍生物通过下调NF-kappa B的表达，来治疗大鼠因γ射线
引起的肝损伤[8]。氨基酸（Poly-MVA） 淋巴瘤和腹水癌细胞 γ射线放射 即在4 Gy照射后立即给药，保护外周血DNA损伤。它还能防止辐射
引起的血小板数量减少[55]。黑色素 新生儿表皮角质形成细胞 X射线放射 硒黑色素可以有效地阻止新生儿表皮角质形成细胞在大剂量X射线照射下的G2/M期阻滞[56]。 3. 讨论
数据挖掘可以从大量的文献中，梳理出某个领域或者研究方向的发展历程和前沿方向。通过整理近十年的相关文献，绘制数个可视化分析图像。从年发文量分析，氨基酸辐射防护领域仍处于蓬勃发展的阶段，该领域在2021年和2022年有两次较大的飞跃，年发文量平稳增长，这可能与21世纪初对氨基酸辐射防护相关探索的深入有关，也可能是国家对于形式发展的判断，进而加大了辐射防护方向的资源倾斜。这也提醒了氨基酸辐射防护领域的临床研究和基础研究工作者要对这些信息给予更多的关注，以便及时跟进最新的研究进展和趋势。
从关键词共现图谱和聚类分析可以聚焦当前最主要的热点及前沿方向，主要有以下几个方面：紫外线辐射防护、氧化应激、类霉菌素氨基酸和抗氧化活性等。其中，紫外线辐射防护是一个值得重点关注的方面，显示氨基酸在保护皮肤损伤和减少氧化应激方面有重要作用，但目前对此方面的研究仍然不够深入和广泛。因此，建议在紫外线辐射防护领域进行深度挖掘，探究保护作用具体的构效关系及其机制，这对于氨基酸辐射防护领域的未来发展有积极的影响。
通过国家/地区合作图谱分析发现，该领域缺乏同时兼顾发文量和影响力的中心研究者，而且不同团体与机构之间因地域或者院校不同很少合作。因此，建议突破地理位置和院校学科的限制，积极投身学习和交流中[57]。机构合作多以内部为主，缺少国际上或者大范围跨地域的合作[58]。因此，建议各机构之间加强科研合作，形成优势互补、资源共享的合作网络，扩大临床研究规模，开展多中心、高质量的研究，促进该领域更深层次、更高水平的发展。
活跃主题随着时间的推移而不断变化。突现词分析总是能够寻找下一个领域内的热点，如光保护和卟啉-334等，展现了巨大的研究潜力，同时在聚类分析和关键字图谱分析也得到了验证。关键词爆发的转移也是多学科交叉和多领域融合的结果，同时指明了未来的发展方向。此外，时间线可视化则是从发展角度分析，从宏观的角度来评估某个方向的兴衰，例如类霉菌素氨基酸和紫外线辐射已经是经典的研究主题，但仍有待深入探索。
4. 结论与展望
本文通过CiteSpace软件对WOS数据库中检索到的413篇氨基酸辐射防护相关文献进行可视化分析，发现紫外线辐射防护是氨基酸辐射防护领域内占据重要地位的研究方向，而光保护将是该领域基础研究的前沿和趋势。目前氨基酸防护构效或关联关系及其机制尚不明确，有待进一步挖掘，以求推出更具可靠性和稳定性的试验依据。未来应更注重拓展氨基酸的种类和范围，以期扩大相关氨基酸的应用领域。本文为氨基酸辐射防护领域提供了一个可视化的研究热点和前沿分析，有助于相关研究的推进和发展。
同时，本文也存在一定局限性。比如，可视化分析软件目前只能分析单一数据库，即仅限于WOS英文数据库，难免存在一些信息的缺失；在首次进行剔除时，具有较大的主观判断，可能错失了部分重要文献；二维可视化软件的限制，无法展示三维甚至更高维度的可视化分析图谱；本文只分析辐射防护领域的一个子集，即氨基酸辐射防护，而没有进行其他类型的辐射防护分析，如维生素、多糖等。因此，未来的数据挖掘或可视化分析应该整合多个数据库以扩大样本量，拓宽三维可视化视角，进行更加立体和全面的总结和展望，推动领域蓬勃发展。
除了氨基酸，多糖、黄酮和酚类等物质也有辐射防护效果，通常会组合使用。例如多酚和氨基酸混合物有利于缓解辐射诱发的口腔粘膜炎[51]。但是，不同类型的辐射对氨基酸的影响不同，而且还受到其他因素的影响，所以需要全面评估氨基酸的辐射防护效果。总之，氨基酸辐射防护是一项具有挑战性和重要性的研究领域，对保护生物健康有意义，还为治疗辐射损伤提供了新思路。随着食品科技的发展，相信氨基酸的辐射防护效果会进一步被研究和探索，为未来的抗辐射食品开发提供更有效的方法和技术。
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表 1 爆发最久的突现词
Table 1 Longest burst words
关键词 年份 爆发力指数 起始时间段 2013~2023 DNA损伤 2013 3.84 2013~2018 ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 光保护 2019 2.01 2019~2023 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ ▃ 人类皮肤 2017 2.97 2017~2020 ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ 基因表达 2013 2.74 2013~2016 ▃ ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 卟啉-334 2020 2.08 2020~2023 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▃ ▃ 蓝藻 2013 2.97 2013~2015 ▃ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 皮肤 2013 2.35 2020~2021 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ 多样性 2019 2.26 2019~2020 ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ 光合作用 2013 2.15 2013~2014 ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 类菌胞素氨基酸 2015 2.14 2015~2016 ▂ ▂ ▃ ▃ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ ▂ 
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表 2 近十年具有代表性的氨基酸及其紫外线辐射防护作用
Table 2 Representative amino acids and their protective effects against ultraviolet radiation in recent ten years
氨基酸及其衍生物 试验对象 辐射源 结论 脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸 丝状蓝藻点状念珠菌 UV-A辐射 脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸作为一种抗UV-A辐射的缓解策略被积累起来[33]。 麦角硫因 人皮肤成纤维细胞 UV-A辐射 麦角硫因改善了UV-A引起的皮肤老化，具有成为护肤品的潜力[34]。 卟啉-334 人皮肤成纤维细胞 UV-A辐射 卟啉-334具有抗光老化活性，可作为一种新型抗衰老剂[35]。 L-3,4-二氧苯丙氨酸 豌豆蚜虫 UV-A辐射 蚜虫可以获得L-DOPA，并利用它来防止UVA的损害[36]。 脯氨酸 绿球藻 UV-B辐射 脯氨酸能缓解绿球藻受到的UV-B辐射[37]。 霉菌素-2-甘氨酸 海葵 UV-B辐射 MAA的使用可以保护缺乏物理屏障的动物，减少体内ROS的产生，
以适应恶劣环境[38]。精氨酸 杜鹃花 UV-B辐射 精氨酸可以保护金花植物免受UVB的有害影响[39]。 谷氨酰胺 地衣 UV-B辐射 谷氨酰胺能保护地衣适应UV-B辐射[40]。 S-甲基蛋氨酸 玉米幼苗 UV-B辐射 S-甲基蛋氨酸可以增强UV-B辐射诱导的保护机制[41]。 霉菌素-2-甘氨酸 黑色素瘤a375和对照细胞系
（NHSF）过氧化氢 霉菌素-2-甘氨酸的强抗氧化活性和DNA保护能力可作为具有
抗氧化性能的潜在天然防晒剂[42]。MAAs 人皮肤成纤维细胞 太阳辐射 MAAs可以保护在长期暴露于紫外线辐射中的浅水生物[15]。 希诺林 渔网鱼腥藻 紫外线辐射 希诺林具有高效抗氧化活性，并呈剂量依赖性增加[43]。 普拉西林 溪菜 紫外线辐射 普拉西林保护溪菜免受紫外线照射的损害[44]。 牛磺酸 无毛小鼠 紫外线辐射 牛磺酸通过渗透调节缓解皮肤的老化[45]。 黑色素 摇蚊 紫外线辐射 黑色素可以缓解摇蚊在恶劣环境中的重金属和太阳辐射威胁[46]。 卟啉-334和希诺林 人皮肤成纤维细胞 紫外线辐射 MAA是细胞保护性Keap1-Nrf2途径的前瞻性激活剂[4]。 MAA和半胱氨酸 鞘丝藻 紫外线辐射 鞘丝藻可以通过合成光保护化合物来应对紫外线辐射[47]。 MAAs 小鼠 紫外线辐射 MAAs可以通过增加抗氧化酶活性和抑制炎症缓解光损伤[48]。 MAAs和霉菌素甘氨酸 胶须高山蓝藻 紫外线辐射 胶须高山蓝藻通过MAA和霉菌素甘氨酸，以克服生存环境中
紫外线辐射的影响[49]。依克多因 人皮肤成纤维细胞 紫外线辐射和过氧化氢 依克多因通过上调COL1A1、COL1A2、FN1、IGF2、NR4A1、PIK3R1和
抗氧化酶水平进行保护[5]。
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表 3 近十年具有代表性的氨基酸及其电离辐射防护作用
Table 3 Representative amino acids and their protective effects against ionizing radiation in recent ten years
氨基酸及其衍生物 试验对象 辐射源 结论 L-赖氨酸和L-精氨酸 患者 肽受体放射性核素
治疗L-赖氨酸和L-精氨酸的共输注，通过抑制近端肾小管重吸收来减少
示踪剂的肾保留[50]。精氨酸和赖氨酸 细胞瘤的患者 肽受体放射性核素
治疗碱性氨基酸竞争性地与近端肾小管细胞结合来阻止放射性核素的摄取[6]。 牛磺酸 小鼠 顺铂暴露 牛磺酸通过调节炎症反应和内质网应激，对顺铂诱导的心脏损伤有
保护作用[23]。精氨酸、谷氨酰胺等 黄金叙利亚仓鼠 辐射诱导的口腔粘
膜炎局部应用氨基酸/代谢物混合物能够缓解口腔粘膜炎的损伤和发展[51]。 γ-氨基丁酸 小鼠 辐射诱导的肠损伤 γ-氨基丁酸通过提高Bcl-2的表达，抑制线粒体自噬和氧化应激，
达到减少肠屏障损伤[7]。谷氨酰胺 胸部和上呼吸消化道恶性肿瘤 放射治疗 谷氨酰胺的使用可以降低急性辐射毒性、体重减轻和对镇痛药的需求[52]。 谷氨酰胺 乳腺癌患者 放射治疗 肠内谷氨酰胺可减轻放射性皮炎[18]。 L-赖氨酸 小鼠 铋氧奥曲肽 在用铋氧奥曲肽进行治疗前立即用L-赖氨酸进行肾脏保护可以
延长存活时间[53]。氨基硫醇 小鼠 γ射线放射 氨基硫醇减轻了辐射诱导的耳蜗损伤至少一周，并保护听力[54]。 蛋氨酸衍生物 大鼠 γ射线放射 蛋氨酸衍生物通过下调NF-kappa B的表达，来治疗大鼠因γ射线
引起的肝损伤[8]。氨基酸（Poly-MVA） 淋巴瘤和腹水癌细胞 γ射线放射 即在4 Gy照射后立即给药，保护外周血DNA损伤。它还能防止辐射
引起的血小板数量减少[55]。黑色素 新生儿表皮角质形成细胞 X射线放射 硒黑色素可以有效地阻止新生儿表皮角质形成细胞在大剂量X射线照射下的G2/M期阻滞[56]。
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