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）