理论教育 家蚕:中国特色模式生物的代表

家蚕:中国特色模式生物的代表

时间:2023-06-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:现在,中国研究生物科学的人是全世界最多的,但是我们没有具有国家特色的一个模式生物。国内有一部分科学家,如著名的中科院裴钢院士等,呼吁要建立中国特色的模式昆虫、模式生物,这个模式生物就是家蚕。但这些抗癌的药物有一个生物安全性,或者生物毒性的检验,还有一个就是它的作用机制的检验。

家蚕:中国特色模式生物的代表

我还做过一个实验,用蚕作为生物医学的替代实验动物,这个实验就是前面那个项目的延伸。因为苏州大学现在与生命科学相关的,最大的就是一个生物医学交叉,包括材料学和医学的交叉,化学和医学的交叉,蚕桑和医学的交叉。目前做得比较好的主要是国家重点学科的骨科,用丝来做接骨材料,已经做了很多年,并且取得了一定的成果;还有血液学用这个丝来做人造血管,拿到了国家重点基础研究发展计划(973计划)的课题。

蚕是不是和医学也有更多的结合,这里面我们探讨的是两个问题。第一,蚕本身可以合成大量的蛋白质,是合成蛋白质最强的动物之一,它可以合成自身重量的30%左右的丝蛋白,把丝蛋白分泌出体外,只需一周左右的时间,这是其他动物很难做到的。如果把蚕合成丝蛋白的能力用来生产生物医药,比如说一些蛋白质的药物,这些药物大多数和抗癌或者免疫治疗相关的,那么这个效率就非常高。但是目前所有的尝试都发现,家蚕是非常忠诚的,它的丝腺,就是合成丝蛋白效率高,你让它做别的工作,它的效率都非常低。我们实验室里在做的一项工作就是,把蚕合成丝蛋白的这种很专业的特性改造掉,让它合成外源的药物,这样能够提高生产效率。我们已经建立起这个模型,让蚕的丝腺不合成自身的蛋白,并且把外源的蛋白用丝蛋白给伪装起来,让蚕感觉到像是丝,这样合成的药物,分泌到丝腺,并且吐出到茧子里面来。当然要真正做成一个药,还有很漫长的路,这个项目非常难。

第二,家蚕是中国很有代表性的一种虫子,全世界范围只要讲到家蚕,都会想到这是中国的一个象征,就好像英文单词China是中国,大家也可能会理解为中国瓷器,其实在更早的时期,古希腊人称中国为Serica,即“丝国”。在全世界的生命科学研究范围内,实验所用的果蝇、小老鼠,或者说像一些爪蟾、斑马鱼等等,都没有中国的特色。现在,中国研究生物科学的人是全世界最多的,但是我们没有具有国家特色的一个模式生物。

国内有一部分科学家,如著名的中科院裴钢院士等,呼吁要建立中国特色的模式昆虫、模式生物,这个模式生物就是家蚕。我们尝试用小老鼠来检验一些新型的药物,这样成本就比较高,周期也比较长。我们在做的第二个工作是用家蚕来替代小老鼠做一些检验工作(我们目前已完成了一些尝试),如用家蚕检测一些抗癌药物。但这些抗癌的药物有一个生物安全性,或者生物毒性的检验,还有一个就是它的作用机制的检验。(www.daowen.com)

我们做了一个很有趣的实验,让家蚕吃下伞形花内酯抗癌药物之后,再把病原菌灌进它的肠道中,这个菌在里面的繁殖速度受到极大抑制。那么我们更有特色的是什么呢?就是找出了把这个菌杀死的机制。蚕能够被诱导产生一种抗氧化的物质,叫过氧化氢,但是它为什么在能够在杀死这些病菌的同时,不杀死自身呢?因为蚕体内又产生了一个很复杂的防护机制,这个在小老鼠体内是不容易产生的,因为小老鼠肠道有很强的酸性,能够把这种物质破坏掉。家蚕体现出它作为一个模式生物的重要性,我们也做了一些抗感冒和抗肺癌药物的实验,叫APAP,也做药物相关的机制,都非常有意思。目前世界范围内,东京大学,还有国内一些单位,都关注到这个问题。全国实验动物学会也非常关注我们相关的工作。这应该是未来比较有意思的一个研究领域

(左二)担任江苏省挂县强农富民工程项目负责人,2011年,江苏

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