人物介紹

劉靂宇，重慶大學物理學院教授，博士生導師，中美癌症物理研究聯盟（US-China Physical Oncology Alliance)（籌）執行主任。主要從事癌症生物物理、微流體研究心血管疾病及手術最佳化方式等研究，先後承擔10餘項國家級、省部級科研專案，發表學術論文40餘篇。曾獲中國科學院“盧嘉錫”人才獎、東京工業大學青年科學家獎等。

劉靂宇1980年出生於成都。2004年畢業於中國科學技術大學力學與機械工程系，獲學士學位；2008年獲香港科技大學奈米科學與奈米技術博士學位。2008年以訪問學者的身份赴日本東京工業大學，之後在美國普林斯頓大學物理系作為博士後研究員和擔任講師。2012年回國後加入中國科學院物理研究所，擔任特聘研究員，博士生導師。2015年加入重慶大學物理學院。

劉震宇近照

“道，自然也，無形。”這是劉靂宇常說的一句話，也是他教書育人、從事科學研究、為人處事的遵循。

　　2021年新年伊始，記者見到了百忙之中的劉靂宇。他告訴記者，作為大學教授、科技工作者，無論是在治學、治教還是科研上，都要“重道、循道、取道、弘道”。其中，他強調重道包含兩層內容：發揮教師之道和享受科研樂趣之道。

　　荀子說，“千舉萬變，其道一也”。劉靂宇正是堅守遵循規則、順勢而為、堅持真理、樂觀向上的“道”，才收穫了科研的樂趣。

　　他帶領團隊從物理學的角度，對癌細胞在人體內的轉移機理進行研究，利用三維微流體晶片構建出可以模擬體內腫瘤細胞侵襲的微環境，發現取向性膠原纖維可以協助癌細胞發生快速的侵襲，憑藉此項發現，成為了青年科技領軍人才的佼佼者。

劉靂宇（中）與研究團隊成員在一起討論。

　　用物理學原理研究醫學問題

　　癌症作為一種複雜疾病，不僅危及人們的生命，也困擾著世界醫學界的學者們。

　　癌症不僅受基因的調控，還與癌細胞周圍的微環境息息相關。長期以來，生物學家、醫學家從醫學角度研究癌症，雖取得了重大進展，但並未完全攻克，或找到更有效的治療方法。那能不能換一種研究思路呢？劉靂宇研究團隊提出從物理學的視角來探索醫學問題，為研究癌症提供了新的思路，開闢了研究的新領域。

　　2004年劉靂宇畢業於中國科學技術大學力學與機械工程系，獲得學士學位，有紮實的物理學基礎和功底。後來，劉靂宇還先後在美國普林斯頓大學物理系擔任博士後研究員，中國科學院物理研究所擔任特聘研究員，這些經歷和磨鍊，成就了他的研究方向。

　　在劉靂宇團隊，許多課題都涉及物理學、生物學和醫學的知識。讓人驚歎的是原來物理學家還可以跨界來研究醫學問題。跟傳統醫學研究方法相比，運用物理學研究疾病有什麼優點？劉靂宇說，運用物理學思維做癌症研究的最大優點是可以構建模型，這可以彌補當前生物學或醫學研究存在的一些問題，進而更好地理解癌症、研究癌症。

　　運用物理學研究癌症，並非人們想象的那麼簡單，而是一個複雜的過程，需要大量的科學實驗，大量的臨床資料。

　　當記者問道：“在實驗室裡模擬的癌細胞侵襲微環境與人體內真實情況相符嗎？”劉靂宇爽快地說：“這確實是我們研究的難點問題之一。”他介紹，人類的身體經過漫長的進化而來，所以不可能完全用模型智慧模擬出人類複雜的進化結果。因此，模型儘可能抓住人體內的一些主要特徵。透過分析臨床病人切片，找到與模型相同的因素，儘可能模擬癌細胞所處的體內微環境。

　　透過大量的實驗，劉靂宇團隊已能夠巧妙地設計三維微流體晶片的結構，在體外實現癌細胞侵襲微環境的模擬，並在癌細胞侵襲行為和機理方面取得了一些重要的突破。這些重要發現和突破，讓劉靂宇在研究癌症的道路上充滿信心。

　　破壞癌細胞擴散的“高速公路”

　　人體組織結構非常複雜，癌細胞為什麼能夠一路從原發病灶轉移到身體其他部位？帶著這樣的疑問，劉靂宇團隊歷時三年，利用三維生物晶片技術成功地構建出癌細胞轉移的模型，解密癌細胞侵襲和轉移的路徑。

　　“物理學中的聲、光、電的相關原理早已應用在醫療領域，如X光、核磁共振等。對於癌症這類複雜的疾病，需要物理、生物、臨床醫學領域通力合作，才能取得突破性的進展。”劉靂宇說。

　　物理學與醫學的結合會產生怎樣的神奇效果？劉靂宇介紹，物理學的力學之所以運用於醫學，這樣的跨學科研究得以產生，是因為癌細胞破壞組織的侵襲運動要透過力來實現，而力是一個非常基礎的物理概念。同時，癌細胞擴散涉及的速度、時間和方向都是基本的物理量。

　　“現在大部分治療方法都是針對癌細胞本身，不管是放療還是化療都是想要透過消滅癌細胞達到治癒的效果，但事實上癌症常常出現復發的現象。”劉靂宇說。

　　他進一步解釋，在癌症晚期的病人體內，人體組織內均勻的膠原蛋白被癌細胞慢慢改造成一條條的絲狀，就像很多並行的“高速公路”。癌細胞透過“高速公路”可以快速侵襲，突破血管壁進入血管當中，這樣癌細胞就能夠順著血管流動，到達身體的各個部位，在短時間內給人體造成巨大傷害。

　　這條癌細胞侵襲的特殊道路被劉靂宇團隊形象地稱之為癌細胞擴散的“高速公路”。能不能破壞這條“高速公路”阻止癌細胞的擴散呢？為此，劉靂宇提出了一個嶄新的思路：透過調控微環境的結構，最大限度地抑制癌細胞的侵襲。未來幾年，劉靂宇團隊將緊緊圍繞這些創新研究帶來的啟示是，未來癌症的治療，除了針對癌細胞，還可以對微環境的結構進行調控，把癌細胞限定在一個範圍，使它的侵襲速度變慢，從而達到抑制癌症病人癌細胞轉移，以延長甚至挽救癌症病人的生命。

　　科普公益宣傳讓科學不太冷

　　“劉教授不僅是大學裡學術研究帶頭人，還是科普公益宣傳的志願者。”在重慶大學物理學院，教職員工和學生如是評價劉靂宇。

　　早在2012年，劉靂宇進入中國科學院物理研究所後，就利用自己所學的知識向大眾進行科普公益講座。

　　作為一名海歸學者，擁有全球化的視野和知識，以及語言、文化和國際溝通優勢，掌握前沿科技新動向，正是有這些優勢，劉靂宇每一次受邀參加科學知識講座，場場聽眾爆滿，掌聲連連，深受全國聽眾喜歡。

　　《CC講壇》在全國有很高的知名度，是北京君和創新公益基金會創辦的公益性講壇，是一個致力於搭建一個發現和傳播讓“社會更和諧、生活更美好”的新理念、新模式、新技術的平臺。劉靂宇受邀做《科學不太冷》公益講座，用翔實的科學事例，生動形象的語言，作了令人振奮的精彩演講。《科學不太冷》公益講座播出後，迅速在全國引起反響，在優酷上線後很快點選量超10萬。

　　近年來，劉靂宇還在《探秘實驗室》中介紹團隊科研方向、科研思路、心得體會以及如何開拓從物理學研究到生物物理交叉研究領域的科研歷程，啟發聽眾的思路，激勵有志青年學生投身科研事業。

　　作為一名大學教授，劉靂宇時刻思考如何從學術、生活等各個方面做好表率，發揮人格魅力，把“道”傳遞給學生，讓學生們學習科學知識、感受科研精神。

　　“青年教師要善於用發現的眼光看待周邊事物，特別是把握當前學術研究的良好機遇，用自由、寬容的態度面對現實的困境，順勢而為，有所成就。”劉靂宇說。無論是在美國普林斯頓大學當講師，還是在重慶大學物理學院任教授，劉靂宇既是這樣踐行“師道”，又是如此鼓勵青年教師和學生把握機遇，努力成才。

　　重慶大學青年教師科協是青年科技工作者之家。在這裡，劉靂宇不僅當好表率，而且身體力行在更廣泛的範圍內宣傳“科學不太冷”的思想，用更貼近人性、更智慧的方法做好科普。而今，劉靂宇又多了一重身份——重慶市青年科技領軍人才協會會員，他表示，將以更加嚴謹、虔誠的態度投入科研，享受科研過程和科普宣傳中的樂趣。