诺奖加持、基金新宠、转化热点，大数据分析找到“CRISPR基因编辑”切入点和研究策略（2024）

导言：

为辅助课题选题及国自然基金撰写，熟悉最新研究热点和进展；尤其是协助找到最新的课题，我们每年都会就最近一年的临床科研的热门靶点进行解析。

本次解读“CRISPR/Cas9”相关的研究大数据分析。

CRISPR/Cas9是一种革命性的基因编辑技术，源自细菌中的免疫系统，用于对DNA进行精确的切割和修改。该技术的核心机制是利用Cas9蛋白结合向导RNA，精确识别并剪切目标DNA序列，从而实现基因的删除、插入或替换。自2012年首次被开发用于基因编辑以来，CRISPR/Cas9已经成为基因组学领域的重要工具，广泛应用于基础研究、疾病治疗、农业改良等多个领域。

2012年Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier首次将CRISPR/Cas9技术应用于基因编辑，2013年首次在哺乳动物细胞中实现CRISPR基因编辑。2015年，CRISPR/Cas9技术被成功应用于多种动物模型的遗传修改，推动了精准医学的发展。此后，科学家们在基因修复、癌症研究、遗传病治疗等方面取得了显著进展。2017年，首个CRISPR基因编辑的临床试验开始，标志着该技术从实验室研究迈向实际应用。

2020年诺贝尔化学奖授予Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna，以表彰她们在开发CRISPR-Cas9基因编辑方法上的开创性贡献。

2024年，CRISPR/Cas9的研究热点主要集中在提升编辑效率、精确度和安全性方面。新的CRISPR技术变体，如CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13，正在被开发和优化，以应对传统CRISPR/Cas9在某些应用中的局限性。此外，CRISPR技术在治疗遗传性疾病、癌症免疫疗法以及神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）中的应用也引起了广泛关注。基于CRISPR的基因治疗已进入临床试验阶段，预计未来几年将有更多的突破。与此同时，CRISPR在农业中的应用也在快速发展，如用于提高作物抗性和产量等领域。

1、美国国立卫生研究院基金资助

自1985年以来，NIH共资助了18,399个代谢组学相关的研究项目（检索关键词："CRISPR/Cas9"），总资助金额达到118.85亿美元。近年来，代谢组学研究获得了显著的支持，其中2024年的资助金额达到9.33亿美元，资助项目数为1,515项，显示出对该领域的持续重视。从趋势上看，自2010年开始，代谢组学研究的资助项目数量和金额快速增长，尤其是2023年达到高峰，资助金额超过13.73亿美元，资助项目数达到2,079项。

这表明，代谢组学研究在基础科学和临床应用中的重要性与日俱增，成为精准医学等前沿领域的重要组成部分。

(美国国立卫生研究院基金资助的时间分布和项目数量）

2、论文质量和增速

截至2024年，CRISPR/Cas9领域的研究论文总数已达28,852篇，其中2024年发表的论文数为4,052篇，呈现出显著的增长趋势。这一增长表明，CRISPR/Cas9技术仍然是生命科学领域的研究热点。

从论文质量来看，影响因子（IF）≥20的高质量论文数量达到1,442篇，占总论文数的5.0%。这表明CRISPR/Cas9的研究不仅数量庞大，且具备较高的学术影响力。此外，IF 10-20 的论文数量为4,067篇，占比14.1%；而IF 8-10 的论文数量为1,941篇，占比6.7%。这些数据展示了该领域研究的质量和深度，并反映出CRISPR/Cas9在科学界的广泛关注及其研究的不断进展。

(研究发表的期刊分布及时间分布）

为了解目前在CRISPR/Cas9的研究进展，我们对最近5年发表的论文做了全面解读，以找到这方面的研究热点及哪些期刊喜欢CRISPR/Cas9研究，目前最活跃的研究机构、最有影响力研究人员、最重要的研究论文等。

检索数据库：Pubmed

分析工具：Healsan™大数据

检索时间：December 5, 2024

检索及分析机构：Healsan Consulting LLC（美国恒祥咨询）

一、代谢组学研究论文大数据分析

最近5年，Medline数据库共收录19,324篇CRISPR/Cas9领域研究论文，对其进行大数据分析：

国家分布

在近5年内，CRISPR/Cas9相关研究的论文发表主要集中于中国（共计5,875篇，占总量的30.4%）和美国（共计5,773篇，占总量的29.9%），占据了全球研究的主导地位。日本、德国和印度紧随其后，分列第三到第五，显示出这些国家在CRISPR/Cas9领域的强劲研究能力和领先地位。此外，这一分布也反映了CRISPR/Cas9技术的全球化趋势，尤其是在生命科学、农业、生物医学等多个领域的广泛应用和影响。

（SCI论文国家分布）

医院排名

• 按照发表论文的总影响因子排序，CRISPR/Cas9领域全球TOP5活跃的医院依次为：布莱根和妇女医院、德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心、华西医院、德克萨斯大学西南医学中心、纪念斯隆凯特琳癌症中心。

• 2024年进入到全球CRISPR/Cas9领域累计影响因子TOP20的中国其他领先医院：湘雅医院、仁济医院、华中科技大学同济医学院同济医院和中山医院等均榜上有名，表明中国的多个顶尖医院在该研究中发挥了重要作用。

（全球发表论文TOP20的医院排名）

哪些期刊喜欢代谢组学研究？

发表CRISPR/Cas9相关研究领域论文最多的SCI期刊依次为：

• Int J Mol Sci (IF=4.9),

• Sci Rep (IF=3.8),

• Nat Commun (IF=14.7),

• Stem Cell Res (IF=0.8),

• Front Plant Sci  (IF=4.1)等。

特别注意：IF = 0，意味着未被SCI收录。

（发表论文的杂志分布）

期刊的审稿时间

对于论文在这些期刊发表的篇数、该期刊影响因子、期刊分区、从投稿到接收的时间、标准差和用来统计的论文样本量做了大数据分析。

我们特别圈出来几个审稿时间快的期刊。

（杂志审稿情况）

研究热点基因和相关疾病

根据CRISPR/Cas9领域的研究热点分析，PIGS 和EGFR 成为研究中最常被提及的基因。此外，STAT3、CLOCK、MTOR等基因也表现出较高的研究热度，这些基因在细胞信号传导、代谢调节、免疫反应和肿瘤发生等方面的作用广受关注。尤其在癌症研究中，这些基因的调控机制对理解肿瘤的发生、发展及耐药性具有重要意义。

1. 核心信号通路与疾病相关性：

• EGFR：表皮生长因子受体（EGFR）在多种癌症中异常表达和活化，是经典的致癌基因，也是肿瘤治疗中重要的药物靶点。CRISPR/Cas9常被用于研究EGFR突变功能及开发针对其的治疗策略。

• STAT3：作为转录因子，STAT3参与众多细胞信号通路，并与炎症、免疫反应及多种恶性肿瘤发生发展密切相关。研究者通过CRISPR/Cas9敲减或敲除STAT3功能，探索其在疾病中的作用与机制。

• MTOR：mTOR信号通路调控细胞增殖、代谢和生存，在肿瘤、代谢疾病和衰老研究中具有广泛影响。CRISPR/Cas9可以帮助解析mTOR通路的上游下游调控以及对细胞功能的精细影响。

2. 基础生物学过程探索：

• PIGS：PIGS在GPI锚定（glycosylphosphatidylinositol anchor）合成中发挥重要作用，该过程与细胞膜蛋白定位和功能密切相关。研究PIGS有助于理解细胞膜蛋白分布、免疫学标志以及潜在的分子治疗手段。

• CLOCK：CLOCK是核心生物节律基因，对于机体的昼夜节律调控、代谢平衡、激素分泌及行为节律至关重要。通过CRISPR/Cas9对CLOCK进行编辑，可帮助研究昼夜节律紊乱与代谢疾病、神经系统疾病之间的关联。

3. 药物研发与临床转化价值：
   这些基因往往与临床治疗及药物研发直接或间接相关。利用CRISPR/Cas9进行精确的基因敲除、修饰或激活，可加深对病理生理机制的认识，并为新型治疗策略（如基因修饰疗法、药物设计）提供依据。

综上，由于STAT3、CLOCK、MTOR及上述其他基因在核心生命过程与疾病病理机制中扮演关键角色，它们在CRISPR/Cas9研究中获得了较高的关注度和研究热度。

在相关疾病领域，遗传学疾病、乳腺癌是研究的主要焦点，此外还包括白血病、肺癌、结肠癌、黑色素瘤等；更开始在帕金森病、感染性疾病中受到广泛关注。

这一趋势表明，CRISPR/Cas9在癌症的基因编辑、治疗靶点的发现和精准治疗中发挥着关键作用，为疾病的早期诊断、治疗以及干预策略提供了新的研究视角和潜在靶点。

CRISPR/Cas9技术不仅可以帮助科学家更好地理解疾病的分子机制，还可能为个性化治疗和治疗策略的创新提供支持。

（研究热点基因和疾病）

最活跃的学者及关系网

按照SCI论文累计影响因子排序，CRISPR/Cas9领域TOP5活跃的研究学者：

（该领域最活跃的研究者。备注：只统计第一作者和最后一位作者署名发表的论文数。如果作者的名字有不同拼写时，会被PubMed当成不同作者。如张三丰的拼写可能会有：Zhang,Sanfeng、Zhang,San-feng、或者Zhang,San Feng等不同拼写方式；部分期刊可能只会写Zhang,S，PubMed检索平台就会按照不同作者处理。）

CRISPR/Cas9领域的医生科学家学术圈如下，可以看到多个独立的研究项目组

（学术大咖及其关系网）

二、经典论文

除了发表论文的数量和研究者论文影响力之外（数量+质量），单篇论文被引用次数是评价其学术影响力的重要指标。

所以我们通过大数据分析找到高引用论文，即领域内的经典论文。

因为时间和资源限制，只有最新的 10000 篇文献会被分析。

TOP5被引用次数的SCI论文依次为：

三、从模仿，到超越--开启属于自己的研究

在研基金

比如 波士顿儿童医院 的 DONG, MIN 主持了两项重要的CRISPR/Cas9研究项目，聚焦于通过在昆虫细胞中进行全基因组CRISPR-Cas9筛选，揭示昆虫毒素的分子机制。这一研究不仅有助于理解昆虫毒素如何影响宿主细胞的生物学过程，还为开发新的昆虫控制方法提供了理论依据，具有重要的生态学和农业应用前景。

论文发表

Dr. DONG, MIN 发表的部分SCI论文：

1. Xu Y, Viswanatha R, Sitsel O, Roderer D, Zhao H, Ashwood C, Voelcker C, Tian S, Raunser S, Perrimon N, Dong M. CRISPR screens in Drosophila cells identify Vsg as a Tc toxin receptor. Nature. 2022 Oct;610(7931):349-355. doi: 10.1038/s41586-022-05250-7. Epub 2022 Sep 28. PMID: 36171290; PMCID: PMC9631961.

2. Tian S, Liu Y, Wu H, Liu H, Zeng J, Choi MY, Chen H, Gerhard R, Dong M. Genome-Wide CRISPR Screen Identifies Semaphorin 6A and 6B as Receptors for Paeniclostridium sordellii Toxin TcsL. Cell Host Microbe. 2020 May 13;27(5):782-792.e7. doi: 10.1016/j.chom.2020.03.007. Epub 2020 Apr 16. PMID: 32302524; PMCID: PMC7228847.

3. Tian S, Muneeruddin K, Choi MY, Tao L, Bhuiyan RH, Ohmi Y, Furukawa K, Furukawa K, Boland S, Shaffer SA, Adam RM, Dong M. Genome-wide CRISPR screens for Shiga toxins and ricin reveal Golgi proteins critical for glycosylation. PLoS Biol. 2018 Nov 27;16(11):e2006951. doi: 10.1371/journal.pbio.2006951. PMID: 30481169; PMCID: PMC6258472.

Hanson解读：

通过对CRISPR/Cas9研究领域的论文进行大数据分析，我们可以获得该领域的全面概况和关键趋势：

• 研究论文增长趋势：自2012年CRISPR/Cas9技术首次被应用于基因编辑以来，全球相关研究的数量呈现显著增长，尤其在过去五年内，年发表论文数量持续上升，2024年预计发表约4,052篇，显示出该领域的持续关注和快速发展。

• 高质量研究：影响因子（IF）≥20的高质量论文数量达到1,442篇，占总论文数的5.0%。这表明CRISPR/Cas9的研究不仅在数量上增长，且在学术质量和影响力方面也日益提升。

• 研究主导国家：CRISPR/Cas9相关研究论文的发表主要集中在中国（5,875篇，占30.4%）和美国（5,773篇，占29.9%）。这两个国家主导着全球的研究方向，其后是日本、德国和印度，表明技术的研究具有全球化趋势。

• 研究机构和医院：全球科研机构中，布莱根和妇女医院、德克萨斯大学MD安德森癌症中心、华西医院等在CRISPR/Cas9领域表现突出。中国的湘雅医院、仁济医院等也位列前茅，反映出中国在该领域的科研实力。

• 研究热点基因和疾病：PIGS、EGFR、STAT3、CLOCK、MTOR等基因成为研究的热点，特别是在癌症研究中，这些基因的调控机制成为了解肿瘤发生、发展及耐药性的重要线索。同时，乳腺癌、白血病、肺癌等成为相关研究的焦点。

CRISPR/Cas9技术不仅在基础科研中具有重大影响，也正在广泛应用于疾病治疗、农业改良等领域，尤其在遗传病治疗和癌症免疫疗法中展现出巨大的潜力。未来几年，CRISPR/Cas9技术有望在这些领域实现更多突破，推动精准医学和个性化治疗的发展。

A、本报告为PubMed检索平台仅以检索式报告的结果进行的可视化报告。

B、大数据分析无任何排名意义。

C、本推文很可能存在谬误；也请各位同仁多多指正，以促进我们提供更高质量的推文。