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家蚕表型多样性示意图。

自膨胀蚕丝蛋白止血海绵 。

家蚕基因和变异分布图
。

蚕丝蛋白生物双面胶。

向仲怀（左一）指导学生进行实验 。

以上图片均为西南大学党委宣传部提供

网友：最近看到新闻报道 ，蚕丝不仅能做衣服
，还能用来修复伤口，甚至制造“人工角膜 ”。一只小小的蚕 ，原来有这么多神奇应用
。这背后有什么科学原理？

编辑：修复创伤时，使用蚕丝蛋白制成的温和敷料
，能加速愈合且不致敏；眼角膜严重受损，一种蚕丝蛋白基的“人工角膜
”能被快速移植 ，助患者重见光明……这些应用场景其实并不遥远。本期“院士讲科普”
，我们邀请中国工程院院士、著名蚕学专家向仲怀，带大家了解现代科学视野中的家蚕 。

蚕丝蛋白：极具想象力的“智慧材料 ”

蚕丝 ，质地轻盈 、柔软、光滑
，具有良好的透气性和保暖性，被广泛应用于纺织
、美容等多个领域 ，具有极高的经济价值
。

鲜为人知的是
，因其独特的生物相容性、可降解性，蚕丝在生物医学领域也展现出广阔的应用前景。

蚕丝为什么能用于医疗？这得从蚕丝蛋白说起 。

蚕丝蛋白与人体的皮肤 、组织有非常好的生物相容性
。简单来说 ，把蚕丝贴在身上或者植入体内
，身体不太会把它当成“异物
”来排斥，不容易过敏。这一点 ，是很多合成材料无法比拟的 。早在几个世纪之前，蚕丝手术缝线已在临床上得到广泛应用
。

想象这样的场景：修复创伤时
，用蚕丝蛋白制成的温和敷料，能加速愈合且不致敏；手术缝合线在体内自然降解 ，无需拆线；甚至当眼角膜严重受损
，一种蚕丝蛋白基的“人工角膜”能被快速移植，助患者重见光明……这不是遥不可及的幻想 ，而是可以期待的未来。

作为自然材料
，蚕丝蛋白能被人体安全地降解和吸收 。因此，它在再生医学领域展现出很大的应用潜力 ，并已被用于软骨
、皮肤、角膜等损伤组织修复的研究
。

基于同样原理
，还有研究团队通过基因改造技术，拓展其在未来生物材料中的应用。例如 ，蚕丝蛋白可制成神经导管 、血管支架等植入性医疗器械
，在体内逐步降解吸收，避免二次手术；在药物递送系统中作为载体 ，实现精准释放，提高疗效；甚至凭借其柔性与生物相容性
，用于可穿戴设备及人体植入式传感器 。

家蚕繁殖快
、成本低，结合基因编辑技术 ，能低成本、高效率地生产蚕丝蛋白。或许
，我们很快就能迎来家蚕“工厂 ”，实现特殊功能蚕丝蛋白生产的商业化
。

家蚕基因图谱：类型全面的“遗传字典
”

蚕丝蛋白为何那么多特长？如何能让这些特点继续“扬长”？这个话题涉及家蚕基因研究。

家蚕这种昆虫很特别 ，它是迄今为止唯一被人类完全驯化的昆虫 。古有伏羲“化蚕 ” 、嫘祖“教民育蚕”的传说
，“蚕
”是中华文明的重要符号，蚕的应用早就与人类生产生活紧紧联系在一起
。

20世纪初 ，随着杂交蚕种技术的推广
，许多地方蚕种因产量低
、效益差而面临被淘汰的命运。从经济效益来讲，杂交蚕种无疑最具优势；但从生物基因的角度来说 ，优良基因分散在各个地方蚕种里
，一旦地方蚕种消失，这些基因就再也无处可寻 。

为了保护好、研究好这种宝贵的生物资源 ，西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室经过几十年努力，建立了一个“家蚕基因库”
。这座基因库已活体保存1200余种家蚕遗传资源
，包含了超1.9万个家蚕基因，覆盖世界已知家蚕遗传变异的90%以上 ，其中包括天然彩色茧 、高抗病性品种
、特殊突变系等珍贵资源
，是国内历史最久、创新发现最多 、世界上保存量最大和类型最全的家蚕基因库。

这只是第一步 。

2004年，我们团队绘制完成了世界上第一张家蚕基因组框架图 ，也是我国科学家继完成人类基因组1%计划、水稻基因组计划之后
，为人类贡献的第三大基因组成果
。2022年，我们又前进了一大步 ，完成了“千蚕基因组 ”计划
，绘制出家蚕超级泛基因组图谱。

这个成果，就像为家蚕编写了一部全面的“遗传字典
” 。过去 ，育种多依赖经验与运气
。如今借助这部“字典”
，我们能精准查找控制蚕丝产量
、强度、韧性乃至降解特性等性状的关键基因，可以实现“按需设计 ”。这也标志着从传统育种迈向基因设计育种的转变 。

目前 ，通过基因编辑技术，我们已培育出能吐天然彩色丝的家蚕
，以及利用黑白卵色标记性别的新品种。以往培育稳定遗传特定性状的品种，往往需要数年时间 ，如今依据“遗传字典
”可快速实现
。

蜕变机制：循环不息的“生命启示”

当我们的祖先凝视着家蚕
，他们看到的也不只是丝线。

蚕的一生经历了卵 、幼虫（蚕宝宝）
、蛹和成虫（蚕蛾）四个阶段，从“作茧自缚 ”到“破茧成蛾
” ，充满戏剧性的过程
，给予古人关于生命的无尽哲思 。

古人从蚕的生命循环中领悟生命哲学，今天我们从家蚕基因中探寻长寿的奥秘
。

大家可能想不到 ，家蚕的基因组中
，有大约5500个基因与人类的基因是同源的，占了人类基因总数的30%以上。这意味着 ，我们在蚕身上做的许多研究发现
，很可能对人类有直接的启示 。

2024年，我们团队的代方银教授有一个重要发现：在家蚕体内找到了一个与寿命相关的关键基因——OSER1
。长寿基因FOXO负责叉头框蛋白O的生成 ，OSER1则是FOXO的靶基因，叉头框蛋白O能够通过调节与衰老相关的基因影响寿命。

通过实验
，提高这个基因的活性，能显著延长家蚕的寿命 。更令人振奋的是 ，这个机制在果蝇、线虫等其他生物身上也得到了验证
。

研究发现
，90岁以上的长寿老人与年轻对照组相比，检测到OSER1基因中存在49个常见单核苷酸多态性（SNP） ，其中7个与长寿显著相关。未来
，家蚕可能成为研究人类疾病与衰老的“候选模型”之一 。这为我们研究抗衰老 、开发相关药物，提供了一个全新的靶点和思路
。同时 ，家蚕的“蜕变重生 ”机制
，可能为再生医学带来启示。

从幼虫到蛹再到蛾，家蚕的一生 ，体内细胞会经历程序性重塑与再生 。未来
，我们或许能从家蚕身上获取破解器官再生的密码，为治疗退行性疾病或损伤修复提供思路和方案。

（作者为中国工程院院士
、西南大学教授 向仲怀 ，本报记者王欣悦采访整理）

《人民日报》（2026年01月24日 第 06 版）