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）