鞠熀先：致力生物分子检测研究为癌症诊治献策

　　【导语】谈起生物分析化学和分子诊断，不得不提起南京大学鞠熀先教授。鞠熀先教授从事生物分子检测方法学的研究工作20余年，曾主持包括国家973计划与国家自然科学基金委创新研究群体项目在内的国家与省部级项目30余项，并以第一完成人获得教育部自然科学一等奖2项、江苏省科技进步二等奖2项、中国分析测试协会科学技术一等奖3项，合作获得江苏省科学技术一等奖2项等诸多荣誉，2015年选为国际电化学会会士。在癌细胞研究、生物分子识别等研究领域有深厚的造诣。近日，分析测试百科网有幸采访到鞠熀先教授，希望对各位网友有所帮助。

南京大学生命分析化学国家重点实验室主任 鞠熀先教授

　　关注中国癌症高发病率和高死亡率

　　1998年，结束了博士后研究的鞠熀先教授回到南京大学。“看到国内肿瘤疾病治疗和诊断方面存在的问题，我们就想做些工作。”鞠熀先教授说，癌症在我国的发病率和死亡率都远高于世界的平均数，鞠熀先教授就希望发展一些肿瘤标志物检测与癌症筛查和早期诊断方法。

　　一是利用PCR等生物分子学方法发展核酸检测方法，二是将免疫识别用于蛋白质标志物的检测，通过结合电化学与化学发光检测技术，鞠熀先教授针对临床诊断对高灵敏、多通道标志物快捷检测的需求，提出多种分辨和加速识别反应的方法，设计出系列性信号放大思路，构建了肿瘤标志物的高效检测体系。这些体系可以发展为诊断仪器，降低诊断过程中病人的费用，同时更简单，非专业人员就可以使用它进行癌症筛查。

　　从1999年发表第一篇这方面的论文开始，一晃16年。最早，鞠熀先教授的研究主要是提出一些肿瘤性标志物的检测原理，和新的检测方法。2004年，随着南京大学生命分析化学教育部重点实验室的获批，研究领域也从标志物检测向癌细胞研究扩展。16年里，鞠熀先教授的研究成果获得两次教育部自然科学一等奖、两次江苏省科技进步二等奖，三次中国分析测试协会科学技术一等奖，与别人合作获得两次江苏省科学技术一等奖；发表检测方法学论文458篇（211篇发表在IF>5.0的高影响刊物），并被他引17000多次（SCI刊物他引14000多次）；与癌症标志物和癌细胞相关的研究论文200多篇，SCI刊物他引7000多次；所在实验室也由部重点实验室提升为国家重点实验室。

　　纳米靶向治疗与癌症成像诊治新方法

　　2009年，鞠熀先教授担任国家973计划项目“仿生分子识别技术在生物医学应用的基础研究”的首席科学家，开始癌症的纳米靶向治疗与疗效的分子成像监测的研究工作。鞠熀先教授提到，相比其它生物靶向治疗，仿生分子识别有着不可替代的优势。“首先，纳米粒子表面修饰了针对癌细胞筛选的识别分子，因此特异性非常高，作为治疗药物与成像监测的分子探针只集聚在病灶区域，所以在下一步治疗上有更好的专一性和很小的副作用。”鞠熀先教授说，“此外，我们在设计探针的时候，有意识地设计了一个跟治疗效果有关的信号开关，它会根据治疗效果而体现不同的颜色，既可以实现靶向治疗，又可实现疗效监测，是一个一体化的诊治手段。”

　　信号放大策略在核酸、蛋白质检测方面的应用

　　核酸、蛋白质的信号放大与检测是鞠熀先教授又一个重要的研究领域，一是纳米粒子信号放大策略。鞠熀先教授说到：“1998年我们开始这方面的工作，率先将纳米技术引入电分析化学，提出了第一种纳米粒子信号放大策略，即用纳米粒子加速电子传递和反应速度，提高信号信号。第二，纳米粒子本身可作为一个模拟酶，具有催化特性，可获得酶催化反应的信号。第三，纳米粒子本身是一个信号分子，具有很好的光电性质，既可以产生电化学信号，也可以产生光学信号。第四，纳米粒子作为载体直接标记识别分子和大量信号分子，一个识别事件可由多个信号分子表达，提高检测信号与方法的灵敏度。最后，纳米粒子具有富集功能，可以特异性识别与富集靶分子，将信号放大。”

　　第二是生物分子学信号放大策略，“起初，我们将PCR扩增与电化学检测技术结合，实现了病毒基因的极高灵敏电化学传感。尔后，我们将1990年代提出的滚环扩增策略用于蛋白质与核酸检测方法的设计，它比PCR更具优势，因为是一个恒温扩增过程。”鞠熀先说，“目前，我们正在利用核酸组装策略和DNA的临位杂交反应进行信号放大，这些策略在生物分子检测尤其是标志物检测中具有很多优点，不但可以保证分子识别的特异性，而且可以提高信号放大强度，降低背景噪音，提高灵敏度，在临床上有很好的应用前景。”

　　细胞分子原位检测是癌症发病机制研究与治疗监测的有效手段

　　2007年，国家基金委发布了针对小分子探针与信号转导研究的重大计划，鞠熀先教授的课题组在这个项目的资助和促进下，开始细胞表面糖基的原位检测研究。“糖不仅是能源和物质基础，也是一个信号转导分子，是一类潜在的癌症标志物，针对信号转导与癌症发病机制研究的需求，我们开始进行细胞糖基的原位检测工作。现在我们已经从事这项研究8年，并取得了很好的进展和成果。不但发表了一系列高影响的论文，有的工作被Natrue China作为亮点介绍，并被评价做出了这个领域的一项奠基性工作。”鞠熀先说，“除了糖基，我们也针对功能研究，开展肿瘤相关生物分子的原位检测方法研究。我们设计了多个集识别、成像和定量于一体的基因载体，实现了细胞内microRNA的原位定量；提出了原位检测细胞内端粒酶的成像方法，发展了3个探针，并分别在JACS和美国分析化学上发表。”最后，鞠熀先补充道：“因为我们长期从事癌症诊断和治疗监测方面的研究，所以必须发展一个可以监控疗效的方法，原位检测就是一个这样的方法。通过细胞原位检测来实行监测，可以防止癌症的过度治疗，同时提高疗效。”

　　国际上第一支量子点电致化学发光传感器

　　2000年左右，美国化学会主席Bard教授研究量子点的时候发现纳米材料具有电致化学发光信号，但是当时的材料都在有机体系制备，无法用于生物传感。直到2004年，鞠熀先教授用简单方法解决了水体系量子点凝聚问题，制得第一支量子点电致化学发光传感器，实现了量子点在电化学发光检测生物分子中的应用。同时，鞠熀先教授阐明了其机理和能量转移、电子转移新机制，构建了电致发光信号提取策略，并把这些策略用于生物小分子、蛋白质、DNA和糖基的电子发光检测，实现了这些疾病有关的分子的临床诊断应用。

　　鞠熀先教授简历

　　鞠熀先，1964年11月生，江苏靖江人。1986、1989和1992年获南京大学学士、硕士和博士学位，1992年7月至今南京大学工作，1993年聘为副教授，1999年聘为教授、博士生导师、分析化学教研室主任，现任南京大学现代分析中心副主任、“生命分析化学国家重点实验室”主任，2015年选为国际电化学会会士。

　　1996.1至1997.8年加拿大Montreal大学博士后，1999年为爱尔兰国立大学短期访问教授，2000年6-8月为德国Potsdam大学和Münster大学客座教授。任《Frontiers in Analytical Chemistry》主编，《Scientific Reports》、《Electroanalysis》、《Sensors》、《Anal. Lett.》、《中国科学：化学》、《Chin. J. Chem.》、《分析化学》、《Curr. Trends Biotechnol. Pharmacy》、《Am. J. Biomed. Sci.》、《J. Tumor》、《药学学报》、《中国肿瘤外科学》等刊编委。兼任江苏省化学化工学会分析化学专业委员会主任，中国仪器仪表学会电分析化学专业委员会主任、化学传感器专业委员会副主任，中国化学会分析化学学科委员会副主任、有机分析专业委员会副主任，重庆医科大学兼职教授、博士生导师。

　　研究方向为分子诊断与生物分析化学，发表论文520篇(SCI刊物464篇，>5.0刊物211篇)；ZL31件(18件授权)，中英文专著、教材7部(其中Elsevier和Springer各1部)，专著专章15篇；论文被SCI刊物引用16000多次（他引14910次），h-index为68 (Google 搜索引用18793次，h-index为75)。

　　曾获中国化学会青年化学奖、江苏省青年科学家奖称号，2003年获国家杰出青年科学基金，2005年成为国家基金委创新研究群体项目负责人，2007年为教育部“长江学者”特聘教授，入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2010年选为享受国务院特殊津贴专家，2009年成为“973”计划项目首席科学家。培养博士后7人、博士44人、硕士43人，其中20人晋升教授、1人获国家杰出青年科学基金、2人获国家自然科学基金优秀青年基金、6人获教育部新世纪人才计划、2人获国家青年千人计划资助。