“春蠶到死絲方盡”。詩歌中浪漫的春蠶吐絲，經(jīng)過西南大學(xué)科學(xué)家們的不懈努力，變?yōu)榱艘豁楉椩旄Ｈ祟惖目蒲谐晒?/p>
經(jīng)過基因改造的家蠶結(jié)出的蠶繭
近日，西南大學(xué)西部（重慶）科學(xué)城種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心夏慶友教授領(lǐng)銜的家蠶創(chuàng)制團(tuán)隊，利用家蠶絲腺生物反應(yīng)器體系，創(chuàng)新合成重組人血清白蛋白（rHSA）取得成功，并實(shí)現(xiàn)了中試量產(chǎn)。
這意味著未來5-10年里，普通人或都能用得上，也用得起蠶絲合成的人血清白蛋白，破解臨床救治方面遭遇的困境。
重組人血清白蛋白 西南大學(xué)看上了蠶寶寶
據(jù)介紹，人血清白蛋白是人體血漿中的蛋白質(zhì)，在臨床上，人血清白蛋白可用于治療休克與燒傷，用于補(bǔ)充因手術(shù)、意外事故或大出血所致的血液丟失，也可以作為血漿增容劑。
家蠶基因注射過程
“舉個例子，醫(yī)院里的重癥疾病患者，往往后期就需要大量補(bǔ)充人血清白蛋白來維持生命?！奔倚Q創(chuàng)制團(tuán)隊研究人員王峰博士說，重組人血清白蛋白就是一種通過基因工程技術(shù)合成的人血清白蛋白，與天然人血清白蛋白具有相似的結(jié)構(gòu)和功能，可以用作血漿替代物，適用于臨床治療、細(xì)胞培養(yǎng)和生物技術(shù)領(lǐng)域的研究等。
“目前，人血清白蛋白主要是從人體的血液里進(jìn)行提取，但人的血液來源總是有限的?！蓖醴宀┦拷榻B說，由于市場的需求量十分巨大，人血清白蛋白供不應(yīng)求，因此，醫(yī)學(xué)上對研發(fā)替代產(chǎn)品的需求非常迫切，人血清白蛋白的重組合成技術(shù)也就成為國際科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。
如何通過生物基因技術(shù)，生產(chǎn)重組人血清白蛋白？據(jù)王峰博士介紹，他所在團(tuán)隊利用家蠶生物反應(yīng)器來合成人血清白蛋白，就是一種嘗試。
西南大學(xué)西部（重慶）科學(xué)城種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心
長期以來，由西南大學(xué)夏慶友教授領(lǐng)銜的家蠶創(chuàng)制團(tuán)隊，對家蠶進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。尤其是團(tuán)隊在家蠶基因組計劃、功能基因組研究、家蠶絲腺生物反應(yīng)器與生物制藥、醫(yī)療大健康蠶絲生物材料以及特種蠶絲纖維等素材創(chuàng)新應(yīng)用方面，取得了一系列豐碩的成果。
而家蠶吐出的蠶絲，雖然幾千年以來主要用在紡織領(lǐng)域，但其本身具有的天然蛋白纖維，被廣泛用作生物材料應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域、例如蠶絲手術(shù)縫合線、蠶絲人工皮膚等，也給科學(xué)家們提供了想象空間：提取其中蛋白質(zhì)，用于人血清白蛋白重組。
“2008年，我在讀夏老師的研究生時，就從事‘家蠶絲腺生物反應(yīng)器’研究?！蓖醴宀┦拷忉屨f，研究人員先通過基因改造等種質(zhì)創(chuàng)制技術(shù)，對家蠶進(jìn)行遺傳改良，再通過“家蠶絲腺生物反應(yīng)器”合成各種功能性的外源蛋白，最后就能讓家蠶吐出含有功能性外源蛋白的新型蠶絲，“這種蠶絲跟普通的蠶絲不一樣，它不僅可以做紡織材料，還可以用來開發(fā)功能性蠶絲生物材料，未來在組織修復(fù)與再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景?！?o:p>
到這一步，合成人血清白蛋白的原料就有了。接下來的關(guān)鍵是如何提高外源蛋白產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)提取純化等。
家蠶創(chuàng)制團(tuán)隊的研究人員王峰博士正在對蠶卵進(jìn)行基因注射
項目進(jìn)入中試 蠶絲合成人血清白蛋白不再遙遠(yuǎn)
目前，夏慶友教授團(tuán)隊已經(jīng)在種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)城中心，建起“家蠶絲腺生物反應(yīng)器素材高效合成重組人血清白蛋白”的完整生產(chǎn)流程模型，包括養(yǎng)蠶房、蠶絲蛋白提取線及后續(xù)的分離、純化全過程等。
據(jù)王峰博士介紹，相較傳統(tǒng)從人體血液里提取白蛋白來說，由家蠶絲腺生物反應(yīng)器合成的白蛋白，在生產(chǎn)成本和原料穩(wěn)定性方面具有獨(dú)特性，“蠶絲具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，可以保護(hù)蛋白質(zhì)的生物活性。同時，蠶絲的主要成分是水難溶的絲蛋白。因此，從蠶絲中分離純化人血清白蛋白的工藝更簡單，更容易實(shí)現(xiàn)高純度的原料生產(chǎn)?！?o:p>
王峰博士還特意向記者介紹了合成人血清白蛋白的提取工藝，用到的輔料只是“純水”。
“我們研究這個提取工藝差不多花了五六年的時間，嘗試過不下二十幾種方法，但都不理想，也很難進(jìn)行工業(yè)放大，最終我們還是將目光放到控制蠶寶寶吐絲的過程上?！蓖醴宀┦勘硎?，家蠶吐絲過程是把“液態(tài)蠶絲”轉(zhuǎn)變成“固態(tài)蠶絲”的過程，期間蠶絲經(jīng)歷了反復(fù)“鍛打”，形成了特殊、堅固、致密的晶體結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家們再通過控制家蠶吐絲過程，就能讓家蠶吐出的蠶絲含有不同晶體結(jié)構(gòu)，有利于后續(xù)蠶絲中外源蛋白的提取和純化。目前，整個項目已經(jīng)進(jìn)入中試階段，下一步將往產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。
此外，當(dāng)蠶絲中的外源蛋白提取完后，剩余的蠶絲還可與提取的蛋白藥物相結(jié)合，構(gòu)成藥械結(jié)合的新型生物醫(yī)用材料。
“因為它是項新技術(shù)，所以還有很多方面需要去探索，比如其安全性、如何擴(kuò)大產(chǎn)能等?！蓖醴宀┦空f，他們的創(chuàng)新技術(shù)既為合成人血清白蛋白帶來新原料，又可讓養(yǎng)蠶農(nóng)戶作業(yè)發(fā)生革命性變化：從傳統(tǒng)的吐絲結(jié)繭做紡織品，轉(zhuǎn)變到高新生物產(chǎn)業(yè)的新路徑上。
“希望在未來的5到10年時間里，蠶寶寶吐的蠶絲能合成更多的人血清白蛋白，造福人類。”
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