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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）
. n" x# j3 C- Y干细胞研究国家重大科学研究计划
$ w9 ]& I, {7 O8 C+ T“十二五”专项规划9 ]2 W8 T0 [9 r6 i5 A7 H- v+ Z# O
（公示稿）
2 R5 ~- M8 l( A中华人民共和国科学技术部# B% A, o, O1 m, ^* _& Z1 }- N% D
2012 年4 月, Y% ~* d3 j5 V& f$ T' B& O
目录% [. p r E0 t( p- d
一、形势与需求.......................................... 1+ ~) M4 [ {8 z( v* G" ^: a; u) |
二、总体思路与发展目标.................................. 3" w6 q! l' C' ?2 ]
（一）总体思路.......................................... 3
% M0 |" V c" f. \（二）发展目标.......................................... 31 s6 c: w4 _, B0 g
三、主要任务............................................ 3
7 J- l. g) U2 |$ V（一）细胞重编程研究.................................... 3) \% @/ p! F8 H0 I( \0 l: \
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
* E- y. ~0 D/ N0 N; v. f" z/ s多能干细胞的建立........................................ 42 r& W" g7 J$ }7 ^- B9 C( m
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
# c2 f/ O8 ~) Q/ R& E（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 66 p: O; D% e- Y9 `8 }9 l
（五）干细胞临床前研究.................................. 6" a g3 W( w! N- i. B
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
0 A Z; V* p* W0 b9 y四、保障措施............................................ 84 k: p8 _5 J: F& A0 t3 X
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
& ~) @4 j% |4 N/ \& G; w( ?& S（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 94 E: m" q \1 @ m& N h) h K
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9
( `$ s& K3 P n% E（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
# v) s8 ]# {& W/ p( f! c4 C8 }9 y一、形势与需求0 ~. C' s, f! H4 Q) x
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，
) p& y! { Z' \' P" E. y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
& K s' o- X4 {8 S2 i$ B7 B" [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
0 t8 l% c x2 P/ Y% z7 }治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、% I8 Q4 `0 q. ~ \$ m6 c5 u
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
# o7 Z4 }. j# m8 w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" t$ o/ E, _6 K. E
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6 {2 Y2 y$ F# n D
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。
1 J3 u% H8 Z0 c& I* H. P3 @0 u干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公7 V! F* u, z" e5 r& y K5 t
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
- ~; q* C* V; p* `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* _" r- w* I" u3 w
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' D6 t( c$ {2 t \* m) N+ i
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1 I# d3 x: B0 S& y, k
的投入。4 o& [3 l, F+ v. {. \ v
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/ Y( r& e/ u3 Y( A7 v' a
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，: H! u" I$ l. Q
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1 U% h1 z! \4 @2 S
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: {# \ v" o, ~3 i
视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
% ^" }8 |/ o3 _3 u; t* _' q' [我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
; g: U3 l$ }) h C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; H7 X1 X% D4 p" `
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& f8 m0 O" i0 _' {: J1 p: W' V+ j
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
% r v/ n' z- y* Y( ?* _诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
2 \' ]* O) E1 H) ~5 v6 E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
! V9 a7 g, B$ F. m9 |' w) Y0 Y# ~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" K4 ^5 o/ ] @/ f
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
- M- i8 Z: w& D' r- G0 O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# |3 s- |, A- B7 Z
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
% M: }- E, j% J& a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
6 N5 ?+ R; r8 b# Z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
2 \" v) ~! d# g) |影响力显著提升。
9 u% D8 O2 b; K$ W4 ?但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始
8 p7 x* V8 y) Y% `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
% q9 {) n$ e2 U# d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
, _# b& G4 a U2 Y1 {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
. n% ^0 ]* N/ U8 I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
. ?/ V. J: i& b; P# ^) d; J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
4 D$ q) x( b% u! K% q心技术。
# k5 m% W: q' c/ ]6 W1 }二、总体思路与发展目标* Y2 q# ?, j+ J) I4 U# D
（一）总体思路
2 o1 ]7 l, n- ^0 N' n- p4 ]( L4 Z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5 F, G& ?0 P3 z( @8 v. G: A b
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
. O6 N5 G* G$ J! F J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) Z8 W/ I4 A, X+ M1 w+ y
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
( ~- { k. q$ K3 ]& R" 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0 H0 a% A, K. c# q" T! g
平提供基础理论支持。
7 d r9 P; |$ Z+ y6 O6 g（二）发展目标
4 e: K( w$ }7 W: H1 }研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重0 b" Z! L, E) _4 x. s1 b( U$ Y
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# n' U4 R( j2 P
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
+ d( ~# c8 w$ [6 f! B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 L5 C9 {, p6 E5 W5 |/ H
病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研 `; w- u8 [, z) @: D9 t
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
) M) f" w/ P7 J# @. y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
6 M- P. p0 N1 {' N伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。* Z- D$ z% M# f) z5 m* C
三、主要任务( I+ J+ f) s& A+ w
（一）细胞重编程研究5 k) A2 t0 l$ l- D
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
- q a) ~- ~" p a2 W3 G7 T2 J8 B0 }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; ^+ f! B( c* q) j: P
性技术难题。
& b' K& b2 Q" [& H4 H6 {细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
# E7 u8 B' q) z. A! S; J7 q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
5 f+ G- f* P9 ]" {3 _0 N4 o9 h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
% F0 P4 l% u1 e: S, @. I4 k1 x' W的动态过程。$ x/ P- M" Z( N' t
细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
- j5 O' T8 R/ [( l) m$ R6 S编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
1 h9 U1 E) N N) R6 `+ l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。$ p# {* |. \$ ?& _5 u8 x
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! b' f# V1 q7 q. C2 _: Y( W4 x
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0 `4 I( M6 t3 N
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
' v" n" C, a- j$ s性。
1 [0 H0 U$ E( {4 {, w7 J2 p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
/ `& T* b8 h+ R$ B& u5 }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
3 B& ^" i& X; _. l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/ Q% o {; n0 F2 `+ c1 B
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。: u c1 m! T- s% E# v
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多
; B/ \6 e) I8 u& `能干细胞的建立( k" f5 W& H/ }1 ~# k/ ]6 B
研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
% C8 y; E' W! s9 D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 V q5 x$ _; ]$ W) x* {( H
能性干细胞系。/ ~& n% N6 V! L) G/ u. c5 _
干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物* z4 W* r; \) Y2 \0 @7 E
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" |3 [) _2 O" {% Y
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
/ |, v( i& _ R' r: B4 q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7 `" T7 ~$ R# q( E; B
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
0 R1 Y3 a0 n! Z* ]& C5 p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# s z/ t# E& S% C9 A! A* x4 ?
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，
5 O$ s2 B- ]$ |比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
9 ?: z- v1 T7 u c$ X& `0 v建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
" s9 H3 ^, c$ s8 L7 n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
% C6 R1 M7 t& Y s0 q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7 f# w0 d. i1 ~9 _
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% J' L5 A0 l) }7 G. k6 m' ~6 L
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& r' R' F, X9 K- L5 V( U
胞。7 m3 u$ e: m) v; G/ ]
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究
, U: q" W ^' u1 v" P6 f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
K8 E. e! S; z4 ] f* S7 J: N- E4 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
9 X: ^, ~2 e/ R) P Z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。, ^- A8 u' t3 A
干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干
8 R1 H! F) C! @4 E+ m2 O( W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: s2 k z0 t c: w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
, U0 A9 U: j3 ?6 e( b8 q! w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
" q: _, n* V/ E0 A干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白: F1 Q) C" A% S1 N
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。 N, |# s% W1 _4 d2 P
干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理9 E j2 F! t7 A* 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，4 W, r1 l% n* @, B
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
* `3 z' j( l9 K作等在大动物中生成人类重要组织和器官。! U3 y5 ]0 R5 }) N6 P# W0 r$ P
（四）干细胞与微环境相互作用研究
# G/ Z& m# r, r2 U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$ D i- e, J+ f) O5 o6 G
志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。, f7 q( c# T7 g6 u
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) S* r2 Q1 x. j( H
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
7 x1 w* Z" { ~/ }& |! k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0 H/ ]9 c- c2 w0 Z, V6 X2 l. X
更新及分化能力的影响。
1 q) c, f* d/ x9 o! ^8 O+ X4 t$ x1 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& P8 s0 Y) C9 q2 k8 E9 f
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
: j! G+ v/ g. Q, ^- T* X2 ~% G相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。* ~. L! V& Z" d
（五）干细胞临床前研究
. S1 U4 z( @" p% K* K( K0 K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
, _3 Y% M( m5 i4 w4 |/ ^; F6 l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$ u6 u s6 _! l0 K7 ~/ U
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) {: L+ [! O6 t7 y
评估。
$ d5 c- `2 ^! }. o s临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结1 @: j5 W1 t( o* C+ W; w1 I
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
7 [1 p1 V$ _! h0 L, o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2 e4 p8 h% f' M( S0 j$ M
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1 G* t9 i9 J0 |- _* c( }
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
Q J0 D8 _+ G" [丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
* W$ i: n. j! o- m3 I0 F3 j利用和共享资源。: e! {, f5 l Q* F# R
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 i- h1 T* \+ ^$ m1 {- n3 h
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" t) V ^5 w% F
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
' r' v+ [4 Y4 K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
6 l7 Z+ Z' n p; a! R( e针对不同物种动物模型的标准化评估体系。. I# B6 f$ `. ?( I1 A
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技
4 V! X3 p! F6 i( J( L+ 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
' s4 O8 M Q$ [' _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
! Z. n% d. q1 I: ?* `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
U+ w6 @+ u- b- p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
5 ]7 q) D! g; U$ T5 K8 i2 n( ]案。, O5 g: j2 Z9 ~ A) \; P6 b
（六）植物细胞全能性与器官发生
) v! V+ d8 y: J0 k系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机) x7 W9 ^0 B- O+ ]( O6 g( m* F4 w
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
0 B" i! e3 L; J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
9 R: u- u* U" d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
6 A0 h1 r3 h: p, h5 O8 v8 @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 K2 A- r( M. a/ N$ N% g卵发育成完整个体的机制。! i3 s* Q- @( z" \1 R) ~
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
- t) `, G& e! p, B# p( W, q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+ D3 @( {9 ?( b0 v, n3 l
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
: o% v! ~2 i) Q' h+ A8 N% l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 h; T( c, C* b H) v) F
精细分化图谱和调控机制。
5 ~" @. c1 b& w; C5 X3 C# b8 l植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基) u) ?, D8 G7 c' L
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8 f4 ?8 `8 z4 N* n' j4 g
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8 `$ k7 U; Q3 u6 Z6 x
和表观遗传调控方式。0 p2 ?+ b0 @& i" L& N
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9 h A# S- `4 c# ?
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
+ J8 w2 X! l0 D w8 H) W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
7 {& t. G2 m0 X8 p9 B了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
$ \+ T2 c" O& J" E9 z; \四、保障措施# U- B& U9 R6 U+ Q% F2 H! L2 y$ o
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划/ L1 K+ {: D- F% F+ U' t
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2 Q! l) k- [0 S4 X/ T: D/ A9 ?# U
筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
. F7 f( Y; C) f8 G8 s) L8 s, I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
7 @1 I0 k; \4 ]+ G# a0 L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* M6 m& \. C: |7 C, Y% {- P- T
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; f# q1 Y3 v3 N# e* Z9 h
成果的产出。8 v0 I, g! s) T% O8 m" K
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合
: R; c% y$ c) l4 {4 ^7 u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. ^6 U& t; h+ ?& }8 w
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% g2 ?5 ^( H$ s. ^# t! D
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6 [- B8 ]- k$ }( C' 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
& w* u& @0 i7 y5 T% m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。
$ |! {: j" R- q. r2 B" |, ~1 r& J3 t（三）加大创新人才培养和引进力度% h- k, `; L2 _8 ~6 C n1 S
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
8 q2 D( }) h% b1 o3 h, }3 f1 P# h! z) F- C$ _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
, f2 U5 r# `/ W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
9 |" A- q. K" V! G4 W力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
8 l/ I8 H+ K$ `* g) T9 O$ b（四）加强国际合作与科学普及$ ]% C; T i ]) x" J* U& Z( S
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
! E* P1 q& R0 j2 I6 e9 ^3 T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2 d+ M! N2 s X: ^ |
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，0 P o6 \/ h. O+ B* H
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
. C# G2 w( w+ F! A/ z, G标和任务之一，促进全民科学素养的提高。; a- o m# m' ?; V0 j
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发表于 2012-4-26 15:43
