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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）
- R E& L; A! J! ^干细胞研究国家重大科学研究计划
- |! @5 C: u. ^9 s! G# S, E4 B“十二五”专项规划- s* W7 m2 Q. A8 t4 W$ I/ x9 M
（公示稿）
/ O* g, l9 |( N" f中华人民共和国科学技术部5 l& Y j3 r4 [; P5 ]% h- t- @
2012 年4 月
$ B2 c3 V8 W5 @. ~' ?目录. `( J& H0 I6 W' k" C$ `5 o
一、形势与需求.......................................... 11 E& f5 w1 L2 t
二、总体思路与发展目标.................................. 3
% m: `; @5 N" I（一）总体思路.......................................... 3 ^2 o# \. G/ Q. a! V0 b, b
（二）发展目标.......................................... 3
( Y9 s$ s: V. _ H三、主要任务............................................ 3
: w5 g5 _; X# c（一）细胞重编程研究.................................... 3: `0 a4 p. i' j/ T
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
5 E1 Q. L2 m* s0 w2 f& b, G多能干细胞的建立........................................ 4% u: O5 [! x: |: L& T9 x
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
3 g- m# ` X$ r+ T. w+ ]. K) c（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6: g* r: |* f3 U( a) n) f
（五）干细胞临床前研究.................................. 64 \0 V, Z3 \# ]6 ~9 l% u& h
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7" {( t, p8 V4 ]( C( L4 q9 @5 A4 f( [
四、保障措施............................................ 8
- k' d5 ~& w/ J7 ?; q8 }2 ^（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
% Q! p, }4 ^) ^6 x( O( C( A/ @! m, Y+ ~（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9$ l1 b4 N s5 N8 I0 A
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9$ C( V9 K& W# \! U
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9: K2 u) C/ O' E( K" B' H
一、形势与需求
$ Y; w' `6 ^; i2 a6 S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，
j6 _# I5 t9 N8 n3 k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
; O( M1 {0 U9 p1 _- g2 u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& n) J$ M& t3 z) R$ 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、
; l$ O7 C2 u; g) }9 j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
- L2 Y; G* s4 C: t) B6 r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! Z- ^# j9 j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" ]5 y3 T) x7 c% H: z$ ?6 h
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。
0 p# n, B5 D3 G& ?/ f: m) N" a干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
! U& W: b5 L8 Q' |7 O3 s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- F( [8 d p3 G. x6 ^0 R! e2 x
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 K: F$ v* g2 B9 r. p/ l
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
# n I" A0 N. ~4 Q3 M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
+ U" P$ X0 Q- ], _. y8 a的投入。2 Z+ i g+ z" \' d6 q# K6 R$ p
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+ W+ W3 H# m" U [" D
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，
# O( g, A& z; D% B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" M9 p: M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/ q O. Y ~1 s, C# k6 l2 P
视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
7 b! I: q7 F6 q4 _2 z: X我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
6 x8 p& X1 O/ F+ [. ?7 D, ^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. o0 B) v+ V [% ^9 k
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
4 ]6 c5 A4 p5 w8 D& x `- _' t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" H" U" q9 N8 n6 @# Q. Z
诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
/ r7 c9 y* \8 d9 P; x3 i \# w0 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
3 w5 i+ h0 x! U6 B9 [, ]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
0 R/ j8 w, m' U# k) Z" h+ K7 B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
" H* N" N- @$ G# S( ?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# }) ]9 a' b: T7 k. t( 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
1 b# M; ]; R6 Q n: a: E5 _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- u+ q$ O1 [7 Z$ m0 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" J" Z3 }! \. ~& ~9 a9 E% X/ D* I
影响力显著提升。
: V8 G J: m! W2 p8 D但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始* i- }8 W9 O% Z$ F6 v5 w. j
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0 U! w/ X0 L2 x& f
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! @: s/ y3 k& Z0 B0 O
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
4 n$ G& F3 m \. {3 J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
+ g$ W' c) z0 T1 y8 s! K2 Y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; |# B* o" H: O
心技术。/ H' p- N w1 p% B9 P$ s1 O
二、总体思路与发展目标7 X. v$ Q+ V. d- h
（一）总体思路- N" d7 C8 G9 M+ w) w
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) W E4 Y. e- O: 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
" \4 |8 M `+ k1 F4 G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- t, y9 E u; R% K+ I5 B0 _# H- `
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( z$ H) ` y" H& R6 l
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 R( p) q' `/ w- O# |
平提供基础理论支持。
# ]1 ^+ n5 b* L' w) i l（二）发展目标
5 r- X. H+ O, K0 L, U* t) f/ C1 h研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
8 ]) [* {& E1 o3 q3 P6 J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, a0 G) x( q; Y" u/ x' r
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
. l" {$ g1 _- \, 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5 h$ g2 W% E4 |' \" c5 n) t1 N, {: l9 y3 W
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) m* \5 G0 Z4 @% ~/ 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$ s/ {% F5 X8 B( C
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
. a& L+ L. O$ j5 u0 n伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。7 S9 s; i4 d% ?
三、主要任务
9 i5 K6 E- d! t1 n6 d4 H2 ^（一）细胞重编程研究
. M. V* D/ r! M& |& Z利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得1 T' e* x1 V; `/ T- B- [1 b' L3 C9 T
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7 \8 ? ]$ K* V3 @, w
性技术难题。$ F+ F) x3 S H1 i3 N5 e8 }/ }% J, H
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，% w9 k0 c1 b1 o/ e
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! n4 y3 y' P9 @3 \$ ~) w+ y
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
& e7 m+ J3 I1 ~的动态过程。
4 i- P6 v' O( Q7 `" |7 H2 o6 p' N细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非4 }: I8 p6 L. H& K8 V
编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。0 `: Q$ w9 i( R- ^/ h
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。, e0 }! t y* e! p3 T A1 J& F( e
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& [" w: H2 s 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: Z" O8 N7 r c8 T- [, P. c
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6 b9 v2 s2 @8 q6 O( \. O
性。
) L' w$ h6 ]; [ m/ t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2 g' P8 L3 Q n; K3 [
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
K# k0 F! m) S" W4 i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6 j! H) S0 e w3 n
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。7 H( H6 c; O1 x# w( U4 E- R
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多1 |6 B8 A; Y7 E( @3 V! h @
能干细胞的建立
k2 {1 b( \2 o6 u z" s研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
$ T" m* E" K" P& l3 b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$ }. f$ X2 ^6 G% {
能性干细胞系。
" L, J: e7 a( U9 t$ N( u o7 b干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物
0 [' Q2 n- o( |: x, g6 _8 ^7 |9 f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9 L* S' x; Q: V& u% F+ m
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
* N! A' d; F% n5 Z9 x Q5 N3 k9 n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
4 r: N4 h3 f) 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
- C9 g8 y0 @ H/ 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, u0 @6 x# K% h J
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，) t3 C: b% K( s) d1 u3 q! x& f7 {
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
4 O# f, x, m9 N: X P建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化# x/ Y! O9 u2 S: K# d9 w
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
' A6 D9 _# Y1 U+ K/ m0 o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 x0 _& y; t* \" ]
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" }( H k, ^) Y$ k, J7 [
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# V* z: h! z3 G b: |
胞。- c2 P$ c' I( p+ i
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究
3 D: C+ k j: `2 v0 R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; W& p4 e5 O) }6 V' K5 E( u. ]
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/ P L+ V) `5 L: Z2 D; i0 j
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。
/ N* y# u* N# ~4 j- f+ z干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干/ y- G/ z8 v2 a% @
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, b. E# I; }+ `8 D: T% Z& H; p
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% O8 D( u: Y' G5 s! k+ a+ l$ o
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
( w1 V/ m8 j8 u4 x( O干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白8 @3 @' U2 d$ b* Y8 {
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。
3 f2 d% U' A8 k) Q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 u; s G# N) j M; n0 Q
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; f: [0 q, z0 d2 `' ^
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
8 ?: a& r) K S: d7 N# F7 W作等在大动物中生成人类重要组织和器官。" Z$ l8 ^- C' ]1 I; I, F
（四）干细胞与微环境相互作用研究" o/ }, j+ _( F$ Z Q2 c+ r- c
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
2 F' s5 \9 Q% N# r3 x志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
, s: H# o9 Z, e* a. V3 _, w4 N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# E9 L7 ^" m/ V7 Q4 L' b
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 D- x, b/ e" z# Z+ }- [) m
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
5 {* S- b, M, r, |更新及分化能力的影响。
0 { X# r+ X" @7 M% | c/ ]2 Z干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段, i- l C. S& i. ?! d' ~
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
; H& U- Y1 S( |/ W0 T- w) J& Z8 G相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。! w3 \2 l! o+ C& N* S0 ~
（五）干细胞临床前研究7 p1 C. }. P* M2 \: d6 M, D( w
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
1 {6 L* I2 X- e" K) n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" s$ y8 [- c: c* p
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
& O/ `0 T1 M1 W6 P7 ]评估。
/ ~' R* [2 |9 a, |: }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 \* h5 e/ y7 x1 J+ M" ?/ T8 C
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
/ `' c- M2 @) I8 l( E7 Z0 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
5 @7 [' v: ]2 p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* i; E* Z/ E* ^3 Y+ j( S5 M
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
) d9 `$ i+ \3 S! Y. b, C) E丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、2 r& b8 `+ J7 C @
利用和共享资源。
7 {; Q: ^) o9 B" I2 l; I! 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
, E& @5 w0 y) l% B% Q3 s% I. H3 X6 [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 {7 N. i6 n& o9 S/ H# W8 V5 u
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
: S) C8 V- J' A% S& p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
+ |9 \& @% y2 @7 R# x! I针对不同物种动物模型的标准化评估体系。
4 w# t5 ^# i/ J0 w干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技
- _, q/ V( k2 c) {' ]0 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3 y$ F. G- {9 H& G; \4 [1 u/ h; E: d
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
$ L& H @6 _' ` C6 v- @# S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1 V# s" d+ l4 ^' }; d
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; P0 O, n6 i7 g# b0 f案。
* r( l0 p1 f! l- Z# V（六）植物细胞全能性与器官发生
* q- k9 x$ v! k2 t0 Y+ G系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
3 D0 q" \- i* P# v) j1 G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. q+ s" R$ B" t9 c7 |
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
2 r7 s5 W* k; g4 J, m" A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
& _. P; v$ z( a. l5 w% ^3 h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
- k6 L- F* \/ q7 P- X$ a7 ^3 F+ V; v卵发育成完整个体的机制。
j0 S" S: [. M8 ~. z$ K植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
$ q" }0 y% n6 \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8 g9 M- O9 M7 |2 \: R* ]7 Z2 ~2 p
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
) S* f: y9 r- `/ L% {" j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
' S0 O& q) j3 K+ T4 k: t0 n8 G/ B精细分化图谱和调控机制。, S0 v7 a3 G' 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
: p9 m8 n& r2 D- s; p* w. q+ G; n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% {) f, G# s( }% m" f+ h, R4 Y
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9 _0 `4 X3 L: u9 `. J
和表观遗传调控方式。
$ @4 D- Q6 R( l. M- U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
7 h0 ]* h" s+ k# d. Z* y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
) f9 H4 K* q7 K& C; S( b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
% R. L% p. r4 i8 t了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。/ o; X6 O$ j9 p1 p! I
四、保障措施
9 d m2 D1 A9 F0 `+ z4 Q（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划# I3 }5 N* j$ x
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
( k* Z" D1 u7 s1 O# l/ u# E筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，) u% _# U9 F! w. J1 L% z+ S* |3 Z' C
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: A: U2 x+ y, E: [1 G
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
! R' j7 I b, I# ~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
7 O/ q# R- Z, ~9 i" \$ P成果的产出。) t! Y+ \! f w9 e& ~
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合
. a5 e( N( m3 D1 t- n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
- p4 K7 E: L: s9 n! T9 ?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
# k# n! ]4 E1 @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
$ q5 P6 M, o& R: Y) m" D; J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* S- [+ S; I5 N( U8 X! E( 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。
* \0 i( V' D; A- d7 c4 e, K0 d( c- @（三）加大创新人才培养和引进力度" |, ~. X7 ^! y% l3 I. ^
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; z# ~) v! R* p8 t# d A
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' R8 `9 F6 L* V3 U x/ g! z: R# Y
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
% S- X3 ? t0 V) \9 K力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
; u9 _) C9 z$ r/ j" m) D3 m8 j（四）加强国际合作与科学普及
5 t9 B* w9 ~' s- 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0 f- O9 k# P u( t3 W: K
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 o) O7 a4 T; l# {6 s, `
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，' `* o' _( S8 |6 ?; k% G7 g
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9 d! v0 \) s9 o( |4 H! p
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
7 g8 n: h8 s: u5 E& U |
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发表于 2012-4-26 15:43
