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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）; z9 V* D) x9 o5 S+ h- R$ v
干细胞研究国家重大科学研究计划# w* O6 o) O# M) A2 h1 H) u
“十二五”专项规划. V' Y( _- X# z* }/ `/ N. K
（公示稿）
9 e3 |4 a! r8 r* n+ ?( d" y+ D' `中华人民共和国科学技术部, ~- U' u1 d0 }/ z
2012 年4 月
N5 ]. G& ?5 Z! i7 ]目录
( J2 Q: }3 Y+ D/ l U一、形势与需求.......................................... 1, L5 |* o! P! a* i; O9 v( }6 s
二、总体思路与发展目标.................................. 3
! e* i f2 S3 }: v6 q+ t+ `（一）总体思路.......................................... 3
! ^* A1 b4 m; X$ T# H5 ^（二）发展目标.......................................... 3
: V& d2 _8 M# d9 |三、主要任务............................................ 3
& R* I, y4 v2 N# W; Z9 U9 O) \0 Y（一）细胞重编程研究.................................... 3
8 h" ^: }0 M( u8 [- {# b（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
: v' j; d6 z0 g& Z7 |! z多能干细胞的建立........................................ 4
* O, V1 Z! v( Y（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 57 s# o& U- N; U7 U! F! J
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6$ \1 Q% V4 X- Y$ W0 R
（五）干细胞临床前研究.................................. 6
: T/ [4 T, Q. |" ~5 e2 L+ {3 w（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
/ a H3 b |% _- R! l四、保障措施............................................ 8: f/ S4 P: O8 }$ j- [ I
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
; T+ y: R8 B, z* F$ f# P+ l% S（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9
7 F; W- U1 H: T（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9& `9 b* G* [3 l' Q3 V
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
2 l: w+ N+ X% e6 ^6 A4 h: o# C一、形势与需求
3 ?, a5 U, P5 }' E; `3 g& J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，
' U/ i8 s, w6 y1 [' |2 v9 G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
8 }) C: G* r0 `. {9 n; Q1 e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 X1 l" R; v- i. _: U治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、* ~. O) r" W z$ x4 Z7 [" [
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* {8 \4 m7 j5 z' L& g
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
# r/ `! N% s# F' D; n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
" J* H& |' q& A: u- ^究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。. N, {! H* n7 S# f
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
! d. T, Y) A. c7 X. _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, [& J' j% j& H, ~; P3 a6 T# z
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9 \' P) o" x4 f/ W& e9 s& t( d6 l& e `2 V
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
6 |2 {1 U$ v7 B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
+ C2 V$ ~' s9 F; x) F" x的投入。
{( _: F2 }+ w; Y/ n" q s7 j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' Q7 q, Q3 n0 G
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，9 K; _' e* O' ?" o
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, O B- F# y% N
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
6 g: ^1 Z, }2 B& C视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
v7 i0 z3 a7 G3 u$ O* _' C我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
! k4 X& m' i2 y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5 M- Y6 M* H, e" M, y, g
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
+ X2 \6 f* T# N6 l. [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
" U7 I- W! ]& { m诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
; `' ~" r2 ?( j; i0 S) o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
$ e3 j2 I( P- Z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6 P5 u8 z& k; k9 T2 i
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
6 M3 d1 W) d. C& @3 a& B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
O l; G8 L2 c: C9 d8 U3 a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& D' T g3 c, d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) @ L) z+ g2 u/ z3 F) q6 ~7 f
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
- C) c$ A) V! N$ e, G影响力显著提升。4 _6 N3 J1 B) ^6 z8 @
但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始& T8 h0 e) b0 F. ]
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
2 m( Q3 L& n; p+ c0 M4 Y) O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$ ~7 @! K3 }( j8 k" i' |7 u
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
8 _$ g& T3 `: E7 h' u8 z# E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
& J; L* V' ~" s' f0 v# L. r+ R o; Z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
* C& P6 v/ i K' \4 Y2 z心技术。
8 S* V* `" @. t- a8 d二、总体思路与发展目标; G% X) I" O9 T
（一）总体思路# s0 ~, O* s" c) H- r0 q T, s, A
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( E( n1 Z/ q' u- X- M H
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& b W) H# y# d$ J/ S. b
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
7 z6 @( d$ o$ 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
' o7 z) h( k4 a7 k; Y& `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
# n' ?( {1 s3 r8 c平提供基础理论支持。
, t; ]. @9 p' N% E% H（二）发展目标
! _/ L, ?2 W _/ \. e4 W研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重6 s, i5 T' b2 d9 J2 J- k1 {
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( ?9 T* h4 S7 j2 ?9 G+ z
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6 I) K3 s. p; `8 i- u
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7 Z/ R8 Y5 a4 `/ M( y5 {1 N
病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研7 n$ N3 W/ c6 C0 g0 x9 h8 ]* l! C9 Q$ ~
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" O& b9 q; X/ T
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
% Y% ]7 v* i# t2 H伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
3 N9 P1 A0 q% y0 n) G5 Y三、主要任务
% @. h t' ^2 I$ e+ f' h% m3 E（一）细胞重编程研究$ s' _, L) V4 I
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
/ G9 a- e7 G1 v* l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* C% ?" s6 Q9 G/ D- a, @# Q
性技术难题。
. P* {6 W# ?. C) m2 {1 s, C细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
7 A/ g- k# ]. B. z) s; t1 v8 S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9 h; t2 v& B2 ?% J/ j
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% P( d, w3 _$ n! c) Y- m! E
的动态过程。% G9 V8 S# ~5 r. W
细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非0 \* m j' d Z0 N# l% q$ e
编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。2 X. R0 X. [/ Y* `: }; H6 q
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 s% }- v' g+ {% P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1 J: |9 O/ q6 X& Y" z1 d
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9 T- ]. p$ R6 e* F! k1 x
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
$ z4 {: _' W% o性。; S: _) r8 \$ d4 L& j [
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
4 m4 @5 v% P. h9 E1 d3 U& p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
- g# Y5 _ K( R% u& m o9 e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
1 j6 k9 l w O4 Y) |8 F: z细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。
1 R- i7 Y# K, O2 [/ X" `* ~& f$ s（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多
, n( u# o* l( z1 k! z( V能干细胞的建立8 O2 J' T- u, J, ^% T" U
研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，' v W! e" l* b. X3 k- d1 g! l
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8 ?. f) j7 }4 ]( K+ U
能性干细胞系。
- W* H8 Y. I" \, E( }$ e% O) T$ h干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物4 H7 Z7 n- K4 I3 v* M
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
* |$ |/ X8 B8 D3 C0 _2 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% g! i, H+ ?' R9 g a
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
; K8 G* }, P9 q( @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
/ F! @3 |8 H+ s9 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
4 K" p" G$ k. }; d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，
) A- ~- s: r5 h) \) b6 [比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。, H% m$ s" u* z/ L
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
* ?1 e4 z" u, j5 X8 ? S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
! q7 ?* m9 e$ b2 S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
* u X Y7 P$ x$ E& y+ p2 P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6 [( c: Z% w) b' U" [' n
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9 @ G+ \: y) j3 k! O& }
胞。" d" r! C& k1 I8 D6 ?
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究0 v) I& h c8 O5 d# a; Q: k' T& W
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
8 e0 X- F, ]) Q9 Y. c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3 j2 O7 V( w* ]8 F$ h2 O3 z# L
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。$ o% t! g" ~$ T, o3 U5 w$ x% {
干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干# N" Y- A* u. P
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: `( V" L( u5 @( ?& M' T
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
" ^. a4 O% m9 w+ \# ?$ ^9 t% I) {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- g+ Z- x" S# L3 y/ Z
干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白0 Z" h- n- A: l( ^+ {$ l
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。
5 M$ s6 t3 b! |) \8 g5 }干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
: w, ~$ {2 J- P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，, a% T# p1 ~% d2 A; J" c* B; W
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操: X9 h l0 H5 R2 N9 F
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。
5 R' A- k' o0 ^$ R5 n! u6 I) i! l% T（四）干细胞与微环境相互作用研究2 S1 G, b* W! K/ H% z p+ `3 f, @! J
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7 g2 T) @$ ~$ Y% Y" v
志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
4 S! n2 e d7 R' X! _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
/ J+ T- h& ~+ R" [; \) N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
4 \: _) u3 j4 b! P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
/ o, P8 r/ ^2 l: I& ~5 `5 r更新及分化能力的影响。, d% Y0 {( K5 n" O3 Q! J+ ]5 P1 Z! s
干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
1 u8 y0 W; p9 Q" 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
1 g7 G9 d3 S+ f5 f* E相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。9 _4 l, A" K# {/ [, F& K; H7 _9 w
（五）干细胞临床前研究; ^- V3 g; k* M$ w& N5 r
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; P. W, s! K3 x1 w3 U3 I0 ]- ]
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# F/ [2 V7 d- }; V5 y, s
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2 Z, [- I7 }8 p$ q' h* n0 ~6 i9 ?9 {
评估。
9 K+ C! S D. h临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结
9 D& j# b+ D. G% C7 M% X/ P5 J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5 D) m" m u1 U% Y
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
( o; s5 I: z) ^6 n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- ]2 K4 n/ O. f( d# x0 t2 F
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
5 w* s6 D4 M/ A& R4 A+ F0 A丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
8 Z5 ?8 G( g3 Y利用和共享资源。 U( W. X: r) B. i
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1 \- ]6 }# e0 d$ d) C0 }. ]
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% D7 x& ^7 D! s# d+ M
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; u5 _) x! b* i$ }* I7 k0 b* a5 j
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7 X) q- h% a% `6 B% K
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。 \6 b- F& B4 {$ @5 c1 H' o y0 q0 G
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技& B+ N7 O- W- }) z
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
9 |$ C7 O# {5 _% H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2 F, p, V' U- Q, e0 U7 q: }
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) d& C* |2 e3 W; ]) t6 s6 C
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3 t1 ^2 F* b0 g$ G$ D1 P3 _( m, ~
案。% u. ? U c8 }- i! O
（六）植物细胞全能性与器官发生
0 {$ _ q5 F0 l, S$ W. @3 f0 ]系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机+ O9 b% n$ X6 s0 f
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
$ d5 g0 `8 s( n7 L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$ P9 x* I' C. T6 o* K7 S) N
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
3 O# @5 P+ T* ~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
! w2 N$ \# I* r9 w$ ^卵发育成完整个体的机制。# S: E! c8 n' B# a( d% h* E
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因- @6 m/ g3 [8 g0 P* ^
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$ ^( l, o0 d2 i/ e4 h) u8 M" E
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
" G: V" d. Q4 j# o! F7 K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. C2 V b) P+ u+ ]9 H$ R3 j! {( X
精细分化图谱和调控机制。8 S; G. O3 E3 }4 V
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基$ y9 H/ w8 h4 M) ?; h" _6 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
# Q5 l# q1 q' e f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3 _- V. g5 [7 P
和表观遗传调控方式。
* b9 E) W B) V/ V8 j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
- v6 E+ t1 \# q0 @- f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
4 q# ?+ [, N4 T7 L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
& p8 c" f+ k1 a- a$ `9 h了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
: Y p! r: @$ L; i' S# G- B四、保障措施
! \% P# s# s5 f# C* f+ m% t（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
" [8 Q6 ]0 Y# F5 M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* M" k9 ]$ ?% p! l
筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，, B2 p1 r6 Q8 K, n2 ~5 V; _, j
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
5 M, X! A7 L' l, z, V/ Z1 `6 D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
: c9 @* q- N: K" l1 i8 N( a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/ E, m+ _% V! o0 U; ^; g% A; n
成果的产出。, k- v& ]: E' U
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合 A% h' b: E$ K6 |% D/ j; l
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
% `2 U9 c9 r% p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# P' [9 U/ j) h* I; @' R/ ~$ l
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
+ W* W- {& u9 D5 ~- |+ g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* I3 ]# F1 {- L3 \
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。
% h. P: |) Z7 g4 } V* H4 f1 G/ N（三）加大创新人才培养和引进力度- q$ Q3 t! P1 L6 a8 ?# q
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
% S' E4 I: j( C/ W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
* @# e% b! I, Q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
) j, H& Z" H$ n' \/ a" a0 F力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
9 L/ u* m" j: Z: n（四）加强国际合作与科学普及
+ V7 O5 ^3 y; h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/ C. z( K- y/ j! h7 k* v1 W8 L
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
, Y* ^, n& _; d+ ?1 k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，
9 V' N( }- U Y% x$ U+ y# B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
6 m U( Z" n8 g) k+ v5 J8 D$ C标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
4 E0 w% k4 X% h1 u1 Y( S |
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发表于 2012-4-26 15:43
