PART .01
丝素蛋白的生物学特性与护肤机制
丝素蛋白（Silk Fibroin, SF），是一种从蚕茧中提取的蛋白质，由于其天然可及性、理化特性、生物相容性和适应性而受到越来越多的关注。
丝素蛋白其氨基酸组成含18种，包括甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）及丝氨酸（Ser）等，与人体角质形成细胞外基质蛋白具有高度同源性，具备优异的生物相容性与低免疫原性。其分子构象以β-折叠（β-sheet）晶体结构为主，可模拟年轻肌肤细胞外基质（ECM）的力学与生物学微环境，通过整合素—FAK—MAPK信号通路调控细胞行为，促进成纤维细胞增殖与胶原蛋白（COL-I、III、VII）合成，从而实现抗衰修复功能。此外，丝素蛋白凭借其强保水性与抗氧化活性，可在表皮形成透气性保护膜，增强皮肤屏障功能，抑制炎症因子（如TNF-α、IL-6）释放，综合发挥保湿、修护与光老化防护等多重功效。
上图来源于Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2210764
a) 家蚕生命周期的示意图
b) 家蚕茧的主要成分 (丝心蛋白和丝胶蛋白) 排列
c) 基于肽单元重复的丝素蛋白 (SF) 分子结构图
d) 丝素蛋白 (SF) 和丝胶蛋白 (SS) 的主要氨基酸组成和性质
PART .02
在美容护肤领域的应用现状
目前，天然丝素蛋白已被广泛应用于高端功能性护肤品与医美修复材料中：
截至2025年3月，在国家药监局医疗器械技术审评中心备案的20个丝素蛋白材料主文档，以及多家企业获得的医疗器械注册证，都表明了丝素蛋白作为一种重要的生物材料，在医疗器械产品开发中正受到越来越多的关注和应用。
PART .03
天然丝素蛋白的产业化瓶颈及解决方案
· 批次一致性差：传统脱胶、透析提取工艺破坏蛋白三级结构，且受蚕种、季节影响显著，产物异质性强。
· 产能限制：依赖蚕丝养殖，难以规模化可持续供应，且成本高昂。
从蚕茧中提取丝素蛋白所需的主要步骤和可持续性问题以及可能的解决方案如下：
上图来源于 Int J Biol Macromol. 2024 Apr;264(Pt 1):130374.
现有研究表明，蚕桑农业和丝素加工过程既可能对环境和社会产生积极影响，也可能带来不可忽视的负面效应。
为攻克上述瓶颈，昱菘生物正在研发采用重组丝素蛋白技术通过合成生物学策略实现分子级精准设计，不仅解决了天然蛋白的产业化痛点，更通过分子工程手段实现功能精准调控，为高端护肤、医用敷料及组织工程材料带来颠覆性突破。
丝素蛋白作为一种兼具生物学功能与材料学优势的天然蛋白，已在高端护肤与医疗器械领域展现出显著价值。然而，传统提取方式受制于蚕丝养殖的生物学限制和工艺异质性，面临批次稳定性差、产能瓶颈及可持续性挑战。合成生物学技术的介入正推动行业范式转移：通过重组表达系统实现丝素蛋白的精准设计与规模化生产，不仅克服了天然来源的产业化局限，更拓展了其在功能定制化、应用高端化方面的可能性。
未来，随着绿色生物制造体系的完善和全生命周期评价体系的建立，工程化丝素蛋白有望成为融合生物活性、材料性能与可持续性的新一代标杆材料，引领生物基材料在美丽与健康领域的深度变革。
END