鞠熀先：致力生物分子檢測研究為癌癥診治獻策

　　【導語】談起生物分析化學和分子診斷，不得不提起南京大學鞠熀先教授。鞠熀先教授從事生物分子檢測方法學的研究工作20余年，曾主持包括國家973計劃與國家自然科學基金委創新研究群體項目在內的國家與省部級項目30余項，并以第一完成人獲得教育部自然科學一等獎2項、江蘇省科技進步二等獎2項、中國分析測試協會科學技術一等獎3項，合作獲得江蘇省科學技術一等獎2項等諸多榮譽，2015年選為國際電化學會會士。在癌細胞研究、生物分子識別等研究領域有深厚的造詣。近日，分析測試百科網有幸采訪到鞠熀先教授，希望對各位網友有所幫助。

南京大學生命分析化學國家重點實驗室主任 鞠熀先教授

　　關注中國癌癥高發病率和高死亡率

　　1998年，結束了博士后研究的鞠熀先教授回到南京大學。“看到國內腫瘤疾病治療和診斷方面存在的問題，我們就想做些工作。”鞠熀先教授說，癌癥在我國的發病率和死亡率都遠高于世界的平均數，鞠熀先教授就希望發展一些腫瘤標志物檢測與癌癥篩查和早期診斷方法。

　　一是利用PCR等生物分子學方法發展核酸檢測方法，二是將免疫識別用于蛋白質標志物的檢測，通過結合電化學與化學發光檢測技術，鞠熀先教授針對臨床診斷對高靈敏、多通道標志物快捷檢測的需求，提出多種分辨和加速識別反應的方法，設計出系列性信號放大思路，構建了腫瘤標志物的高效檢測體系。這些體系可以發展為診斷儀器，降低診斷過程中病人的費用，同時更簡單，非專業人員就可以使用它進行癌癥篩查。

　　從1999年發表第一篇這方面的論文開始，一晃16年。最早，鞠熀先教授的研究主要是提出一些腫瘤性標志物的檢測原理，和新的檢測方法。2004年，隨著南京大學生命分析化學教育部重點實驗室的獲批，研究領域也從標志物檢測向癌細胞研究擴展。16年里，鞠熀先教授的研究成果獲得兩次教育部自然科學一等獎、兩次江蘇省科技進步二等獎，三次中國分析測試協會科學技術一等獎，與別人合作獲得兩次江蘇省科學技術一等獎；發表檢測方法學論文458篇（211篇發表在IF>5.0的高影響刊物），并被他引17000多次（SCI刊物他引14000多次）；與癌癥標志物和癌細胞相關的研究論文200多篇，SCI刊物他引7000多次；所在實驗室也由部重點實驗室提升為國家重點實驗室。

　　納米靶向治療與癌癥成像診治新方法

　　2009年，鞠熀先教授擔任國家973計劃項目“仿生分子識別技術在生物醫學應用的基礎研究”的首席科學家，開始癌癥的納米靶向治療與療效的分子成像監測的研究工作。鞠熀先教授提到，相比其它生物靶向治療，仿生分子識別有著不可替代的優勢。“首先，納米粒子表面修飾了針對癌細胞篩選的識別分子，因此特異性非常高，作為治療藥物與成像監測的分子探針只集聚在病灶區域，所以在下一步治療上有更好的專一性和很小的副作用。”鞠熀先教授說，“此外，我們在設計探針的時候，有意識地設計了一個跟治療效果有關的信號開關，它會根據治療效果而體現不同的顏色，既可以實現靶向治療，又可實現療效監測，是一個一體化的診治手段。”

　　信號放大策略在核酸、蛋白質檢測方面的應用

　　核酸、蛋白質的信號放大與檢測是鞠熀先教授又一個重要的研究領域，一是納米粒子信號放大策略。鞠熀先教授說到：“1998年我們開始這方面的工作，率先將納米技術引入電分析化學，提出了第一種納米粒子信號放大策略，即用納米粒子加速電子傳遞和反應速度，提高信號信號。第二，納米粒子本身可作為一個模擬酶，具有催化特性，可獲得酶催化反應的信號。第三，納米粒子本身是一個信號分子，具有很好的光電性質，既可以產生電化學信號，也可以產生光學信號。第四，納米粒子作為載體直接標記識別分子和大量信號分子，一個識別事件可由多個信號分子表達，提高檢測信號與方法的靈敏度。最后，納米粒子具有富集功能，可以特異性識別與富集靶分子，將信號放大。”

　　第二是生物分子學信號放大策略，“起初，我們將PCR擴增與電化學檢測技術結合，實現了病毒基因的極高靈敏電化學傳感。爾后，我們將1990年代提出的滾環擴增策略用于蛋白質與核酸檢測方法的設計，它比PCR更具優勢，因為是一個恒溫擴增過程。”鞠熀先說，“目前，我們正在利用核酸組裝策略和DNA的臨位雜交反應進行信號放大，這些策略在生物分子檢測尤其是標志物檢測中具有很多優點，不但可以保證分子識別的特異性，而且可以提高信號放大強度，降低背景噪音，提高靈敏度，在臨床上有很好的應用前景。”

　　細胞分子原位檢測是癌癥發病機制研究與治療監測的有效手段

　　2007年，國家基金委發布了針對小分子探針與信號轉導研究的重大計劃，鞠熀先教授的課題組在這個項目的資助和促進下，開始細胞表面糖基的原位檢測研究。“糖不僅是能源和物質基礎，也是一個信號轉導分子，是一類潛在的癌癥標志物，針對信號轉導與癌癥發病機制研究的需求，我們開始進行細胞糖基的原位檢測工作。現在我們已經從事這項研究8年，并取得了很好的進展和成果。不但發表了一系列高影響的論文，有的工作被Natrue China作為亮點介紹，并被評價做出了這個領域的一項奠基性工作。”鞠熀先說，“除了糖基，我們也針對功能研究，開展腫瘤相關生物分子的原位檢測方法研究。我們設計了多個集識別、成像和定量于一體的基因載體，實現了細胞內microRNA的原位定量；提出了原位檢測細胞內端粒酶的成像方法，發展了3個探針，并分別在JACS和美國分析化學上發表。”最后，鞠熀先補充道：“因為我們長期從事癌癥診斷和治療監測方面的研究，所以必須發展一個可以監控療效的方法，原位檢測就是一個這樣的方法。通過細胞原位檢測來實行監測，可以防止癌癥的過度治療，同時提高療效。”

　　國際上第一支量子點電致化學發光傳感器

　　2000年左右，美國化學會主席Bard教授研究量子點的時候發現納米材料具有電致化學發光信號，但是當時的材料都在有機體系制備，無法用于生物傳感。直到2004年，鞠熀先教授用簡單方法解決了水體系量子點凝聚問題，制得第一支量子點電致化學發光傳感器，實現了量子點在電化學發光檢測生物分子中的應用。同時，鞠熀先教授闡明了其機理和能量轉移、電子轉移新機制，構建了電致發光信號提取策略，并把這些策略用于生物小分子、蛋白質、DNA和糖基的電子發光檢測，實現了這些疾病有關的分子的臨床診斷應用。

　　鞠熀先教授簡歷

　　鞠熀先，1964年11月生，江蘇靖江人。1986、1989和1992年獲南京大學學士、碩士和博士學位，1992年7月至今南京大學工作，1993年聘為副教授，1999年聘為教授、博士生導師、分析化學教研室主任，現任南京大學現代分析中心副主任、“生命分析化學國家重點實驗室”主任，2015年選為國際電化學會會士。

　　1996.1至1997.8年加拿大Montreal大學博士后，1999年為愛爾蘭國立大學短期訪問教授，2000年6-8月為德國Potsdam大學和Münster大學客座教授。任《Frontiers in Analytical Chemistry》主編，《Scientific Reports》、《Electroanalysis》、《Sensors》、《Anal. Lett.》、《中國科學：化學》、《Chin. J. Chem.》、《分析化學》、《Curr. Trends Biotechnol. Pharmacy》、《Am. J. Biomed. Sci.》、《J. Tumor》、《藥學學報》、《中國腫瘤外科學》等刊編委。兼任江蘇省化學化工學會分析化學專業委員會主任，中國儀器儀表學會電分析化學專業委員會主任、化學傳感器專業委員會副主任，中國化學會分析化學學科委員會副主任、有機分析專業委員會副主任，重慶醫科大學兼職教授、博士生導師。

　　研究方向為分子診斷與生物分析化學，發表論文520篇(SCI刊物464篇，>5.0刊物211篇)；ZL31件(18件授權)，中英文專著、教材7部(其中Elsevier和Springer各1部)，專著專章15篇；論文被SCI刊物引用16000多次（他引14910次），h-index為68 (Google 搜索引用18793次，h-index為75)。

　　曾獲中國化學會青年化學獎、江蘇省青年科學家獎稱號，2003年獲國家杰出青年科學基金，2005年成為國家基金委創新研究群體項目負責人，2007年為教育部“長江學者”特聘教授，入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，2010年選為享受國務院特殊津貼專家，2009年成為“973”計劃項目首席科學家。培養博士后7人、博士44人、碩士43人，其中20人晉升教授、1人獲國家杰出青年科學基金、2人獲國家自然科學基金優秀青年基金、6人獲教育部新世紀人才計劃、2人獲國家青年千人計劃資助。