作为一名普通公众，对蚕丝的了解，可能更多的关注点是在衣物、丝织品等家用方面。但其实，蚕丝在医学领域的应用也取得了很大的突破，研究所的科技工作者通过高科技制备技术，制成了高纯度的丝蛋白肽。经过大量的细胞实验和动物实验表明，该丝蛋白肽可以作为一种低毒的抗肿瘤药物，具有广谱的体外抗肿瘤细胞的活性与良好的体内抗肿瘤药效，可将肿瘤细胞阻滞在遗传物质DNA合成期，有望用于肿瘤病人的临床治疗。

　　中国数字科技馆：能跟我们详细聊聊这种丝蛋白肽的发现过程吗？

　　研究所：传统的蚕茧，大多应用在纺织业，但随着科技的发展，近年来蚕丝在医学领域的应用有了很大突破，比如用于手术缝合线、组织工程支架材料以及抗凝血材料等等。经过大量的国内外文献调研，我们发现蚕丝在药学领域的应用开发少之又少，但是，早在我国古代的时候，《本草纲目》就有记载：蚕茧可用于药材，属“甘、温、无毒”，可治“佣肿无头”，即现在的“肿瘤”，且用于治疗“消渴症”，即我们说的“糖尿病”等。我们实验人员从制备提取到细胞实验，再到动物实验，分子实验，从不同的层面研究蚕丝蛋白的抗肿瘤活性，最终发现，自制研发制备提取的糖基化蚕丝蛋白肽，对胰腺癌（SW1990）具有良好的抗肿瘤活性。

　　中国数字科技馆：目前这种对抗肿瘤的丝蛋白肽的研究进展和临床应用如何？

　　研究所：2015年5月，我们与天津肿瘤医院签订合作协议。2016年11月，在天津肿瘤医院完成了“蚕丝蛋白肽体内外抗肿瘤作用及机制的实验研究”，并出具了详实的实验报告，报告结果表明：蚕丝蛋白具有较好的体内、外抑瘤作用，且对机体毒性反应较低，是一种广谱低毒的抗肿瘤天然提取物。利用细胞生物学及分子生物学方法初步阐明了蚕丝蛋白肽作用的分子机制，发现蚕丝蛋白肽可促使肿瘤细胞发生S期阻滞，并通过下调抗凋亡蛋白Bcl-2/Bax而诱导凋亡。

　　中国数字科技馆：这种方法目前是否只能用于“治疗”，而非“预防”？将来有可能成为一种类似“疫苗”的预防癌症的制剂吗？

　　研究所：由于糖基化蚕丝蛋白具有提高机体免疫力功能，因此亚健康人群长期服用，还可起到预防的作用。至于成为类似“疫苗”的防癌制剂，也不无可能。

　　中国数字科技馆：这种丝蛋白肽出自哪个品种的“蚕”？培育过程中有什么特殊要求吗？

　　研究所：这种蚕丝蛋白肽的提取制备，来源于中国特有的常规家蚕与野蚕品种，培育过程中并没有什么特殊的要求，可以满足今后的大规模生产需求。

　　中国数字科技馆：蚕丝在医学领域，除了用于对抗肿瘤，还有哪些其他方面的应用？

　　研究所：蚕丝是一种蛋白材料。由于其具有较好的力学性能和生物相容性，被广泛应用于医学领域。如：手术缝合线、组织支架、人造皮肤、人工神经、人工骨骼，以及抗凝血材料等。

　　中国数字科技馆：上述提到的抗肿瘤“丝蛋白肽”目前在国际上属于较为领先的技术吗？国际上在蚕丝医学领域的研究已经取得了哪些成果？主要技术难题是什么？

　　研究所：抗肿瘤“丝蛋白肽”目前在国际上属于领先技术。国际上在蚕丝医学领域的研究，主要集中在基于蚕丝蛋白作为药物缓释材料，或者是应用于组织工程材料。美国有一家公司利用常温蚕丝蛋白溶液保存需要低温冷藏的药物，并且药效不会受到影响。

　　实验室的宠儿，梦幻般的纤维

　　中国数字科技馆：之前了解到，您的实验室也进行了一些“荧光蚕丝”的实验。目前获得荧光蚕丝的方法主要有三大类：转基因工程、蚕丝后处理和喂食法。这三种方法中应用最广的是哪种方法？ 

　　研究所：荧光蚕丝的制备最早是通过转基因和喂食法这两种方法来获得的，蚕丝后处理的方法很大程度会破坏蚕丝本身优良的性能，因此未得到广泛应用。转基因技术过程虽然复杂，成本较高，但得到的荧光蚕丝性能较好，在这方面有不少的研究;喂食法，主要是通过在家蚕的饲料中添加荧光物质如有机染料或量子点等，使蚕能够吐出有荧光的蚕茧。该方法操作简单，无二次污染，且可大规模生产，具有很大的市场应用前景。

　　中国数字科技馆：“喂食法”中添加的荧光剂会对蚕宝宝有不良影响吗？

　　研究所：添食的染料分子，属于有毒物质，在可控范围内对家蚕的身体状况不会存在很大的影响，但是大剂量的添加会影响家蚕健康，甚至导致死亡。

　　中国数字科技馆：“荧光蚕丝”的研究目前来看是否仅仅是以需求为导向，它的主要科研价值体现在哪里？ 

　　研究所：荧光蚕丝以其具有特殊的荧光效应，可被用于防伪标记以及特殊的生物医学材料，如药物筛选、疾病监测、靶向治疗等方面，还可用于光电子器件材料。

　　中国数字科技馆：美国塔夫斯大学的Fiorenzo Omenetto表示，蚕丝是一种梦幻般的纤维，具备极大的科研潜力。怎么理解这句话？

　　研究所：蚕丝具有良好的力学性能、电学性能以及生物相容性，其蚕丝蛋白是很好的蛋白材料。目前对于蚕丝的利用，或许只发挥了其不到一半的作用，相信通过以后的科学研究和发展，会深入挖掘蚕丝的价值，并将其充分利用，造福人类。

　　资深“蚕”屎官的幸福

　　中国数字科技馆：作为资深养蚕专家，各位老师在做实验的过程中有哪些有趣的故事，可否跟我们分享一下？ 

　　研究所：对于我们来说，每一次实验都不是一个人独立完成的，很多时候是实验室的同志们齐心协力、共同进行。和大家一起努力的过程就是一份很珍贵的回忆。在每一次养蚕的过程中，我都会很用心的观察蚕宝宝吃桑叶时候的状态，总觉得他们吃桑叶的姿势特别的优美;同时也感觉到蚕宝宝们团队力量的强大，因为每一次给蚕宝宝铺满桑叶后，就会听到下雨般的声音，半小时以后，铺满的桑叶都成了蚕宝宝体内的营养物了。总觉得他们永远都吃不饱。看着他们一天天的长大，吐丝结茧，破蛹而出，都会感觉到生命的伟大。

　　中国数字科技馆：从专业角度看，要想成为一名优秀的“蚕屎官”，需要具备哪些素质？对于想学习这个专业的学生朋友们有什么建议吗？

　　研究所：养蚕就像抚养孩子，需要具有足够的耐心、细心和爱心。一日三餐，蚕宝宝吃了我们才能安心去吃饭;每天需要对它们的“房子”进行细致的打扫，确保它们生活在干净卫生的环境;为了观察其生长状况，需要对每一个蚕宝宝进行体重、体长测量，这时则需要耐心以及轻拿轻放，避免对蚕宝宝造成伤害。对于实验养蚕以及学习本专业的同学，责任心是首要的。除了拥有爱心和保持兴趣进行实验，更多的则要学会对比、观察和思考，善于发现问题，才会有更多的创新。

　　彩蛋时间——

想知道我们的“蚕屎官”是如何在实验室中做实验的吗?想知道肉眼几乎无法辨别的蚕丝直径是如何被测量出来的吗?

↓视频拍摄于清华大学研究所生物力学与医学工程研究所，独家奉上!

　　1. 缫丝工艺 

　　经过成熟的实验室缫丝工艺对蚕茧进行预处理后，利用人工缫丝机将蚕丝从蚕茧中剥离出来。根据不同的实验要求，将样品每隔一段距离进行收集备用，本视频以每五十米作为取样点为例。

　　2. 样品制作 

　　力学性能的测试需要通过大量的数据来进行统计分析以减少实验误差。首先将缫丝好的样品，沿长度方向每隔五十米进行取样。由于蚕丝纤维直径较小，因此拉伸实验时需对其进行固定。简单的说就是将蚕丝贴在事先准备好的样品纸板上，纸板是通过打孔器打孔，粘贴双面胶后方可使用。若拉伸试验机对材料长度要求不一致，也可采用其他办法制作不同长度的样品板。为了保证纸板与纤维之间有较好的连接，样品粘在纸板上之后在材料周围涂抹502胶水。待自然风干后，样品就制作成功了。

　　3. 蚕丝的长度和直径测量 

　　蚕丝样品的长度和直径直接关乎其力学指标，因此拉伸实验前需对每一个样品进行长度和直径的测量。长度的测量采用的是游标卡尺，直径的测量则是使用光学显微镜。

　　4. 拉伸实验 

　　做好上述准备工作后，接来下就是蚕丝的拉伸实验。将固定样品的纸片剪成一定大小后，沿蚕丝竖直方向将其装载在试验机上，剪掉纸片两侧后蚕丝便处于两侧夹持状态。调整好实验参数后便进行拉伸实验和实验过程曲线的自动记录。拉伸数据就是根据拉伸曲线获得的。

（文中图片、视频均由清华大学生物力学与医学工程研究所提供）