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人物|王琳:蚕丝的丝胶可以做什么?

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我小时候养过蚕,我那个年代的小学生大多都有过相同的经历:把蚕丝做成圆圆的一片,放在墨盒里,再倒入墨汁,用来在红模子上学写毛笔字。但我们从未想过,蚕出来做成丝绸,还可以发挥更大的用处。

在中国,养蚕业者几千年来一直用热水处理蚕茧,以去除粘连蚕丝的丝胶。蚕丝,或者说纯净的丝素,最终被制成了丝绸;丝胶却成了无人关心的废料。直到现代社会,人们已经为丝素开发出了纺织以外的用途,丝胶却依然无人问津。

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如今,华中科技大学附属协和医院再生医学研究中心主任王琳已经发现了一种变废为宝的可能性,那就是用丝胶修复人体受损的神经、软组织和肌肤,“补完”伤病之后残缺的生命。

今天上午,我在北京举行的“中国青年女科学家奖”颁奖仪式上见到这位1982年出生的年轻的女科学家,一条黑色连衣裙外,搭配了一条紫色披肩,头发在脑后扎成一个小圈圈,在干练中露出一丝俏皮。

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王琳出生在湖北,从小随父母去德国,后又去美国留学,颜值、智商和情商完美地融合在一起,我和身边的年轻女记者们感叹:智慧给女人增添无限魅力。
我们交流的话题自然是她的丝胶研究项目。

王琳说她的这项研究开始得颇为偶然。“我的第一位博士研究生之前曾经在中国农业科学院蚕业研究所求学。她告诉我,丝胶的用途是一个无人涉足的冷门领域。这其实是一种非常值得玩味的现象,因为丝素已经被生物化学研究者们开发出多种全新的用途。既然如此,数千年来一直被人们弃置的丝胶,很可能是一座‘沉睡的宝藏’。”

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王琳告诉记者,这是一个未知的领域,国际同行不多。因为蚕丝是中国特有的生物资源,欧美国家没有蚕,只有在亚洲国家才有。“因此,我们做这个研究非常孤独,是这个领域的先驱团队,很多未知需要进行探索,但是有意思的地方也正在这里。”

带着这样的想法,王琳和她的团队开始了对丝胶的研究。通过重新设计实验,王琳的团队首先否定了前人认为丝胶具有免疫原性,会刺激人体产生免疫反应的结论,打通了进一步研究的道路。

在这之后,王琳开始关注丝胶蛋白的优点。她发现,丝胶具有良好的细胞黏附性、稳定的天然荧光特性和优越的成胶性能。这意味着它有可能被制成在人体内自然降解的医用材料,为人体组织再生修复效力。

她说:“交通事故导致的外伤,军人和警察在执行任务中遭遇的战伤,都有可能导致人体失去比较长的一段外周神经。为了尽快修复神经来保证肢体功能正常运转,目前的外科医生通常会考虑神经移植。但这样的治疗,必然会在患者身上形成多处损伤。”

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但如果用丝胶制成“神经导管”,这个难题就有可能迎刃而解。

丝胶神经导管可以将两个断点连接起来,让神经在导管内部重新开始生长。当神经再生完成的时候,导管本身也已经基本被人体所吸收,不必再经过手术取出。这种全新的神经修复策略,为伤员提供了减少“开刀”次数的可能性。

对于在老人当中高发的脑卒中,另一种丝胶制品也提供了有吸引力的治疗方案。脑卒中患者必须在45-60分钟内得到救治,否则,由于脑神经损毁过于严重,患者即使活下来,生存质量也会大幅降低。

为此,王琳的团队设计了在小鼠身上模拟脑卒中的实验,用鱼线暂时阻塞小鼠的脑部血管,大约15分钟之后再解开,以模拟脑卒中对脑神经的损害。而后,小鼠脑部就会被植入丝胶神经支架,以挽救濒临死亡的脑神经元,阻止其功能的丧失。

王琳说,对小鼠的“治疗”结果表明,以这种方式来修复受损神经是可行的。神经支架的降解产物可以促进神经细胞的代谢,避免了大量神经元的死亡。

由于丝胶是来自蚕茧的多肽混合物,又可以阻止炎症反应的发生,从而阻止细胞的凋亡,进而促进局部微血管的形成。所有这些机制的合力,使受损的神经得以重建。

在完成进一步的实验之后,这项技术就有可能进入到对人类志愿者的临床应用阶段。

在王琳看来,丝胶的独特性质,使它有可能被开发成一种多功能的生物材料。甚至,丝胶可以制成某些药物或者细胞的载体再植入人体。只要让丝胶容器的降解速率与人体的组织修复速度相匹配,就可以发挥出类似“缓释胶囊”的效果。

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如今,王琳的团队是国内唯一在创伤修复和再生医学领域对丝胶生物材料进行系统研究,并具有国际竞争力的科研团队。这项研究成果何时能用到临床上呢?王琳预计至少要十几年。

她说:“该项目现在还处于比较前沿的基础研究阶段,我们发现了一种生物性能非常好的生物材料。目前看有可能用于各种软组织的修复,比如外周神经,中枢神经,软组织、皮肤、肌腱等。我们也在做更多的拓展,把它应用到创伤修复的领域。再生医学的最终目标是制成人工器官,修复人体组织。”

为表彰王琳在可再生医学研究领域所取得的卓越成绩,在三八妇女节到来之际,中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会及欧莱雅中国向王琳颁发的“中国青年女科学家奖”。

组委会给她的获奖词是:她致力于再生医学研究,开创性地发现蚕茧的组成物丝胶可以修复人体受损的神经、软组织和肌肤,并将丝胶与其他自然界的生物材料结合起来,拓展其应用的新领域。

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对于这一荣誉,王琳说,回到中国进行科学研究寄托了她的报国情怀。“我的父母都曾在德国学医,而后用学到的知识报效祖国。受到父母的影响,我选择了投身医学事业,并且在留学美国之后学成归国,希望通过研究工作造福同胞。

在中国,特别是农村地区,脑卒中病人不一定能得到良好的救治和复健训练,而且由于这些医疗服务费用高昂,人们很容易因病返贫。对丝胶的开发利用,有可能提供相对低廉和高效率的治疗方案,同时也为丝胶找到变废为宝的出路。”

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