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干细胞研究国家重大科学研究计划“十二五”专项规划（公示稿）1 {! ?1 N6 m# Q7 G) g7 m. W5 _
干细胞研究国家重大科学研究计划+ R+ |0 [- F! H3 s5 R
“十二五”专项规划0 K- |2 c1 d0 i: W2 K& j
（公示稿）( L! V+ S, Y- r- o+ ]
中华人民共和国科学技术部" u9 w2 ~; z' D
2012 年4 月+ U% a9 C7 ?3 W& X. l
目录
7 T9 \, Y# A, _一、形势与需求.......................................... 1
4 S ]; r( E$ S% K4 {二、总体思路与发展目标.................................. 3
2 x. `2 a! L5 X+ g# K8 Q（一）总体思路.......................................... 3
* b( p+ S1 Y, \' O1 `, t. l（二）发展目标.......................................... 3
5 D2 u8 P, e) w- Y三、主要任务............................................ 3
/ x. D0 {& [2 ]6 c) W（一）细胞重编程研究.................................... 3' \ C$ ~) P3 b/ U H5 ^. R
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
$ p+ T5 _0 }9 M _2 Q; _# y多能干细胞的建立........................................ 4
, X9 [" f6 ^3 d2 N2 h8 c9 }（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 55 S7 g" o4 [- o" {, s) F8 g+ q
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6
# y6 V8 F$ o# }0 Z* ^（五）干细胞临床前研究.................................. 6. u; s& T2 o- M. _$ O; F
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7/ F( |3 U: g( n7 u, K8 F
四、保障措施............................................ 8+ `- U9 J- o1 M7 ?0 o; }
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
- P9 K' w; t, O2 _（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9" x; P9 b5 ~- l' ~0 m
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9
# C; a7 A7 W6 o4 W3 h（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
* a1 \$ Q2 m2 F. z. l* O一、形势与需求) R% S3 ~5 }3 |& [
干细胞作为一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体，- b* {% X, w* z
能进一步分化成为多种类型的细胞，构成机体各种复杂的组织和
4 I* \' s Y8 m: v/ |7 J4 C# m器官。干细胞及其分化产品为有效修复人体重要组织器官损伤及
4 D" S$ H, j s f3 G1 X治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
4 D0 U4 C) N2 C8 U; n3 a/ {$ O自身免疫性疾病等重要疾病提供了新的途径。以干细胞治疗为核' c* K ~* p/ E; e- \! |
心的再生医学，将成为继药物治疗、手术治疗后的另一种疾病治
4 ?" [; W0 |. C; B* D疗途径，从而成为新医学革命的核心。加强干细胞和再生医学研
* k# T% m( ^* ^3 K" a究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。5 e/ Z# }0 K- d
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
4 H4 E% ^# S5 e) c7 c8 o众的高度关注，美日等发达国家均在国家科技战略规划中将其作: P2 p6 Q1 ~3 N. `
为重要发展领域，在干细胞发育调控、干细胞制备技术、干细胞6 t" Z+ ~- t5 U8 B& t
临床应用等领域进行了重点部署。很多国家持续增加对干细胞的& E) P; F9 H0 R9 @% P& q
研发投入，医药企业也逐渐加大对干细胞和再生医学研究与应用; p% }% b3 }- I* H7 q
的投入。* `5 M" h; n% `! S j9 p o/ B7 I: w
随着对干细胞多能性调控分子网络及多能性维持基本规律
2 D+ i$ a& u2 B6 l的了解，科学家们逐渐探索出胚胎干细胞体外培养的适宜条件，/ i0 @! n h& n8 x$ R
建立起包括小鼠、大鼠、恒河猴和人类的胚胎干细胞系。美国和
' V; J9 P0 e7 i& Z( r英国已批准部分胚胎干细胞临床应用研究计划，涉及的疾病包括7 k6 p; u; f7 }6 S/ ^/ s- p
视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。& O, b S7 `# k/ s' B- V9 V2 t
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
9 p5 J1 r5 u2 d1 W划、863 计划和发育与生殖研究国家重大科学研究计划大力支持8 R# Y, s! b- X& [+ u
干细胞的基础研究、关键技术和资源平台建设，在干细胞研究及- J$ ^, l' ^/ V! n: o, V6 o
转化应用领域取得了一批标志性成果：在世界上首次证明了小鼠
5 G) q2 y' L: a5 e1 c8 W6 @1 K, U诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
0 b+ D; r% ^" S1 r$ b; j0 U重编程起始的分子机制；首次成功建立大鼠和猪的诱导性多能干/ j6 ]5 e# `2 v: `4 E
细胞；发现提高诱导性多能干细胞的转化效率的有效途径；鉴定$ g: j1 k& E! K* b' G! x$ d
了干细胞干性的分子标志物等；研发了一批治疗性干细胞产品和/ O. e, ?# J% P9 d4 L
组织工程产品；筛选和研究了一批能够促进干细胞自我更新、改
# v/ y( O) e0 O2 m进iPS 细胞诱导及提高干细胞定向分化效率的小分子化合物；建& J- I1 a2 }1 o( O
立了更加适合临床应用的人胚胎干细胞（ES）系；发现了新的调
/ _5 B# [& e6 l( k控ES 细胞自我更新的转录因子。我国在干细胞研究领域的国际
7 w- L Z) k- p: L" t* B影响力显著提升。8 J( V- |2 Y6 e
但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始
( l! X5 I; C, h: |创新能力与标志性成果方面仍有一些差距。针对干细胞与再生医
8 Q$ G: w( l8 b) [, N( ]+ @+ L学研究领域亟待解决的问题，我国干细胞研究应力争在干细胞多
+ V R! f6 ]1 `* D1 O. r! S7 w3 ]能性维持与重编程的分子机制、干细胞与微环境的相互作用、干1 A7 h' I& d; [. J6 o* U
细胞定向分化与转分化、干细胞应用转化研究与关键性技术等方
& a$ S( y: M% S6 k$ c面取得突破，尤其应该重点支持未来干细胞临床和转化应用的核
* u6 ]% S+ d: L4 ^心技术。
7 x& g: f2 J6 a! S" a* b2 b二、总体思路与发展目标
0 i7 r- J/ v0 h+ P（一）总体思路& L. |+ r; j8 O
以深化干细胞研究和促进转化应用为总体目标，优化整合干, v8 s4 ?: V1 |1 A6 m" A
细胞研究资源，培养创新能力强的高水平科研队伍，加速干细胞4 H/ h# U2 j3 d( w7 c
基础和临床前研究。实现干细胞基本理论的突破，开发并推广一3 G! m. Q* \% M; P/ g
批临床级干细胞产品和以干细胞为靶点的药物，为形成干细胞临
/ _& b! B" _4 K! b3 v6 J" n床应用标准、发展干细胞临床治疗新技术、和提高疾病的治疗水
! M, ]1 W G; |平提供基础理论支持。
c8 I: G3 V* ^- `: ?+ ~ q; S（二）发展目标
% ^* H5 Y" I# a研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
) i. L8 Z5 q1 Q. K0 c大疾病的干细胞治疗途径，重点突破干细胞干性的获得、维持和1 q4 G- X4 I. u7 J0 f, b; Q7 y
转化调控的机制；揭示微环境与干细胞的相互作用规律；研制以, m3 q' w6 w. S6 E# X1 l9 |( w
大动物和非人灵长类为特色的用于干细胞临床前研究的重要疾
9 R' \: Y. T& m* V病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研
! S, g5 z0 w* q3 [制若干具有重大临床需求的人工组织器官；阐明干细胞再生修复
' ?* ^, A7 t# q$ U# Z9 ^治疗的机制，取得干细胞应用领域关键技术重大突破；推动符合
" z) P6 k$ L# u; ?! k' ~5 N" k1 u伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。. v+ n# M. y" A5 ~
三、主要任务/ x! s0 C3 q! [' z
（一）细胞重编程研究
9 N3 j( _& E. R/ O+ J* C利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
' G" d# I2 e" W" X5 h0 ^7 n功能细胞，解答发育生物学、干细胞研究和再生医学领域的关键
* A {; C6 F' i* ^性技术难题。
, j0 F, N4 h3 Q7 Y4 D j) T细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
- Z) j5 Y% K( p% A描绘出细胞重编程过程的精细图谱；揭示参与重编程的各种信号
( b! k8 F! Z6 C统一协调的作用方式；建立精确的数学模型模拟分析细胞重编程' [) k$ T/ D; t9 R
的动态过程。
4 B# ?; ?' r0 X$ [. ^细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非: j, q* e: p" |2 M6 p: W7 P
编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
, s0 j( W+ j1 S" {: P( X利用这些可调控步骤提高重编程效率，开发新一代重编程手段。
2 c; ?; c# T( ~3 l0 w% Z+ k8 [4 O4 \谱系重编程和细胞类型转换研究。研究体细胞谱系重编程过
d# S" |$ w4 T6 g3 I/ J程及其调控机制。通过细胞类型转换获取具有功能和能用于治疗3 s& f1 u! O# N4 S" Z8 p
的细胞或组织；评估转分化来源的组织和器官的安全性及有效1 T+ p) o4 Y$ }' t( t; K4 }
性。
5 m1 Y; Z- m! [: |3 ?0 L利用重编程技术建立疾病的细胞模型。利用重编程技术建立
0 I- T/ C1 }# U$ L8 H9 c h病人体细胞来源的多能干细胞，作为疾病的体外模型；结合基因9 I5 B1 m% o9 j, F/ x: ?
修饰及重编程技术等多种方法建立大动物和非人灵长类疾病的
4 ]! P" b) K, \, E1 d细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。
6 o# T. M) g( T" v& A（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多 J! H2 K6 P( I+ V
能干细胞的建立
: C5 H8 e" p* h+ z6 f研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
* W8 z3 f3 X$ H取得理论突破，利用新技术建立新型多能干细胞系和新物种的多
: N4 i' f+ v5 ]) i! U; ], x能性干细胞系。/ ~" _4 n2 ]& q) I
干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物' @: ^$ C+ C# v( v; i
学、生物化学、细胞生物学等多种手段研究维持干细胞自我更新4 F5 T r0 f% Y5 B+ e* h6 q! B1 e
的条件；分离鉴定干细胞特有的包括非编码RNA 在内的多种分3 G, w1 Q4 [% d, {
子标记，检测与干细胞自我更新相关的特有的表观遗传状态；建& @' {' Q1 G# }; b, N ~
立评估干细胞多能性的标准；比较各种不同来源、不同发育能力# M5 ?: {- m+ R, d Q: m# R# o6 t0 t
干细胞的基因及蛋白表达谱；研究转录后修饰等对干细胞自我更
% i( T; X. J) l3 {! z( o9 f新进行调控的途径，寻找各个物种特有的维持自我更新的通路，* S6 w# [; n8 B
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。+ J, V# F0 I& v) x# {; o2 ] b
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化+ a9 ]+ D- A& Z# V
合物诱导等多种手段建立新型的多能干细胞。利用重编程或其它
; v N6 b6 W* v n+ C' q* p发育生物学手段在新物种中建立起稳定的多能干细胞系；结合材
9 D/ w$ N$ @, o& X料科学、生物力学开发新型材料，大规模培养干细胞；开发新型
* Z; T- o2 D$ z' [; x8 d培养系统，稳定培养能满足临床治疗或药物开发等需求的干细
" e8 ^) n4 a! D/ S胞。
$ v, C4 @- A+ G+ |（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究" W( v, e( |3 L, ]3 e/ E* M" i$ ]
研究干细胞向某一特定细胞类型分化的条件，定向诱导胚胎
Z3 Q% a9 l( ^! Y, N% H M干细胞、iPS 细胞及成体干细胞分化为可用于细胞治疗的功能细
( n: M, r) s' D' |; `胞。结合材料学与组织工程技术研制功能性的人工组织器官。
8 Z& _7 Y6 \7 _+ O2 ? P干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干" l! M7 q; D5 a& V# E! g4 q
细胞诱导分化的分子机制。结合发育生物学，研究干细胞在体内
/ r# ?" z7 G$ d8 x/ m) r外的分化过程。揭示重要调控元件、转录程序、表观遗传网络调
0 a6 m$ J, e7 O1 ~% s) @控干细胞分化的机制；利用计算生物学、系统生物学等方法建立
4 x( x+ |3 w, A0 ^干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白# a* t" j& r, T# d) a
质，开发新型定向分化技术，将干细胞高效诱导为功能性细胞。
8 Q t& H# d) o8 J/ H干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
1 S# |* r" f3 }! u学、化学等技术诱导干细胞分化为具有特定功能的组织和器官， @3 I: V/ @2 v" n
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操; A9 [4 b/ H- Q6 G* x% i8 Z' V y* V
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。
2 D+ q& q* {9 {" [( L（四）干细胞与微环境相互作用研究
' j/ V2 K+ W1 l围绕干细胞与微环境的相互作用，发现新的干细胞多能性标! P. e( {: s% j0 j _
志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
2 X+ c0 H, t/ W/ q2 d) h成体干细胞的分离鉴定。研究成体干细胞维持自我更新的分
+ [4 J. n6 c: ]) [- Y子机制，分离培养成体干细胞，建立稳定的细胞系，全面检测成( z8 {8 d- ~/ r
体干细胞的扩增和分化能力，比较体内外微环境对干细胞的自我
# Q: a. C% @( a+ J更新及分化能力的影响。
7 X, V8 T0 y3 s) X! n, ^干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段- `# {$ P7 g0 `! B& {
分离鉴定干细胞微环境的重要组成成分；研究微环境与干细胞的9 u B* C8 M. R2 f; \
相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。
# ]7 t3 e. E* [* @3 \; n7 D& y（五）干细胞临床前研究
. }% y, ?7 r+ O3 J B0 Z以临床级干细胞建系与建库为基础，规模化培养扩增并定向% Q1 X- W/ v, g2 g/ O
诱导分化干细胞，分离、鉴定和纯化特定功能细胞；选取理想疾( U1 |. c- p0 K( \3 O6 |! r1 e' v
病模型，进行标准化的细胞移植、功能评价及致畸与致瘤等风险
- z: w8 B# H9 r \! ~6 x1 m+ l. w评估。1 d9 O/ T- @- a7 B
临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结
6 j2 m$ H" Z3 _' e1 }7 v$ w合生物制品相关规定和临床应用的实际需求建立统一、规范、明
9 U& z& n _( d! v/ C9 w确的临床级干细胞标准；依据标准，结合化学生物学、细胞生物
; O2 }) ^7 F6 c. J学、材料学等技术开发安全无污染的干细胞培养方法；建立不同
; B( X) \, o& ^) g% G2 _6 y5 w! L I方法、不同来源的多样化的临床级干细胞系，为临床前研究提供
x; c+ \4 m& s* S5 x7 `丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、' p( j9 r; `; d2 G
利用和共享资源。2 W$ c/ p+ {$ Q( i) W2 J6 |8 f
重要疾病动物模型的建立。针对人类重要疾病如神经退行性
; _0 q' }' O9 J7 i疾病、代谢类疾病、心血管疾病等，利用并优化已有的动物模型
( ]1 t" K2 K; w0 w建立方法，如自然筛选、药物诱导和基因修饰等，建立新型疾病
( N% I! l) P" I: a$ w( `* |动物模型，重点发展大动物和非人灵长类动物的疾病模型；制定
4 l- d0 |) g' I: J7 K3 K$ ]. U9 r& ^针对不同物种动物模型的标准化评估体系。( C2 a- P7 {8 o6 {3 W3 ^3 n
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技
+ H% L; O9 w! ~5 I" k; F, ^术、分子成像技术和新的临床医疗手段，建立和完善干细胞植入
# d3 }4 n. i& E: R8 C, @后细胞存活率、移植物与宿主的整合情况、功能改善状况、致畸
% _! a8 g2 y; ]. f+ L和致瘤风险评估等方面的系统监测指标；依据这些技术和指标对
6 d" `* T3 E0 F" i干细胞临床治疗进行系统评价，建立可行的干细胞移植治疗方
/ v" U) A: \! z+ |: v案。 J: j6 y K+ J: Z. D2 R
（六）植物细胞全能性与器官发生+ G( |& n2 e4 R3 C# L) B! j
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
, Q# R7 _' p# X0 v制，植物细胞全能性的遗传与进化机理，细胞全能性和器官分化
/ K, R6 C( N! A7 E' [" j; _1 }2 H的激素调控，植物生长点的维持、再生和器官发生的遗传与表观
% N3 M. n, I4 L' ]6 P; _3 h) Y: o机制，植物无融合生殖的机制，植物遗传转化的新技术等，研究
8 l8 n5 R* L0 W0 q* K植物如何由单个体细胞发育成完整植株机理，促进揭示体内受精2 T2 m! z0 O$ x, {4 w+ d2 Q/ ~
卵发育成完整个体的机制。0 v B: N, ^4 Y: f# w! P0 x- S7 B
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因4 w! k5 {$ ? B& R! m) H& m
组学和体外培养技术、体内示踪技术，分离和鉴定不同物种、不0 b5 R) z7 b2 _" M$ }6 |3 t
同部位中存在的植物干细胞；揭示干细胞在植物器官发生和发育$ K6 P( ?* P; `1 _7 d
过程中的功能和起作用的关键基因；阐明干细胞在器官发生中的
* s/ c, R- W( {+ F精细分化图谱和调控机制。3 d% I/ q7 a. I/ @! \, ?
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基# z1 }" Z! `) _8 i1 _7 W
因组学和生物信息学等方法系统研究环境因素、激素和遗传因子7 W, O$ y( i) t D
在植物干细胞维持和分化中的统一协调关系，挖掘新的调控基因' r" a3 F2 U- F+ t M5 |. w3 y
和表观遗传调控方式。$ |- }$ @; A+ S# W; P4 |
植物细胞去分化和再分化的调控机制。以植物细胞特有的去, b( N5 ?: F0 r4 D
分化和再分化应激形式为模型，研究在体细胞去分化和再分化的
& q& c" ]9 ^- u分子调控网络，揭示环境因素和遗传物质相互作用的关系，深入, p, t- J" y' |: u) f
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
8 ~9 y% N( T3 e8 b' W# U5 `1 d四、保障措施
8 C# Y; P0 }9 d8 Q/ Y! P- J（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划) T; |# K' X9 U$ y+ G
继续实施干细胞研究重大科学研究计划，加强顶层设计与统
7 M A4 i2 B/ U2 @6 W; n6 |, ~筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
2 }1 S) l9 d; P$ i1 M协调我国干细胞基础和应用研究工作, 面向国家重大战略需求
" U6 ~- D! o1 ^$ y) n6 F# E和世界科学前沿，进一步强化重大科学目标导向，完善项目首席
?- N4 i. x+ e1 v: g& J科学家负责制及鼓励创新的评价机制，促进系统性、原创性重大- |/ C' g& k1 _* M
成果的产出。
) | R* h6 R; g) F# B6 r0 ]（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合' B+ L1 t- x* f( e/ {
继续加强干细胞研究基地建设，充分发挥国家重点实验室等
$ I! a7 x: p! \, E基地的科研平台作用，促进项目、基地与人才紧密结合；强化科, u# U$ U1 Z+ v# J: t3 O
技资源开放共享机制，促进科技资源的合理配置和高效利用；鼓
2 { s& `7 @0 b* u- P H. e |励科研机构与临床单位合作，注重建设干细胞临床研究基地和临
& N+ u4 Z7 P4 ?+ Q Z T; A ]3 l床转化基地。设立试点单元，推动干细胞转化研究和规范化应用。4 p" }2 G1 A# |; r3 B
（三）加大创新人才培养和引进力度
; `! P. O( u3 Q% J9 B6 V: k充分利用各种高层次人才计划，培养和造就一批具有国际视
2 Z( s8 o7 D: k! z$ u& ~野、能够引领干细胞科学技术发展的高水平领军人才，创新体制
/ N' C0 J* c1 v. _( T, s3 A! M机制、优化政策环境、强化保障措施，加大海外优秀人才的引进7 H" G% K2 k. j2 a- c/ g
力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。3 M7 e2 J) l( q8 N
（四）加强国际合作与科学普及
9 I; x8 C+ p1 H& \/ `: f I/ O吸纳优秀外国科学家和海外优秀华人学者以多种方式参与
- A o6 m- Q! h0 N, k0 s干细胞研究重大科学研究计划实施，支持我国科学家参与国际合4 _! n0 \( N" H
作和在国际组织中任职，鼓励提出国际合作计划。重视科学普及，) Z# E- u2 ~2 W( l, y ^# x% L/ _0 Y
弘扬科学精神，将科学普及工作作为重大科学研究计划实施的目
( w8 K) t* z1 z标和任务之一，促进全民科学素养的提高。3 j, w3 W' W+ T
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发表于 2012-4-26 15:43
