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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）
- o# `- E7 e$ ~, C3 j干细胞研究国家重大科学研究计划
- S- d* h# I m0 P“十二五”专项规划 ~. ~. M! \" w- w
（公示稿）4 Q! ^0 B1 r3 ], I7 E: i& C
中华人民共和国科学技术部
) M! A, U; G2 J9 q& Y5 D4 F2012 年4 月
6 l- H" [$ M* A, X( }目录1 z: J9 ?: I0 ^! b* I" E0 s- B
一、形势与需求.......................................... 1. {7 I! Q0 y7 D7 t$ u# H
二、总体思路与发展目标.................................. 3
4 r3 {) G2 n- H0 _（一）总体思路.......................................... 3) u$ R; E" R4 y; N
（二）发展目标.......................................... 3& T% t f& l" b3 ]" |1 B& q W" s& M6 Y
三、主要任务............................................ 3
# p6 T" y' t5 T( l* M（一）细胞重编程研究.................................... 3" a' x- K7 |$ k) ~
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
( ^1 Y$ t3 n5 ]/ e多能干细胞的建立........................................ 4
- S/ Q$ A: Y& b; |- B$ f3 d) X, v3 T（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5$ S9 C$ L% b7 \9 B( Q$ e0 u9 z5 k
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6
+ T0 d3 P9 A" o: T6 j/ k9 G6 L（五）干细胞临床前研究.................................. 6) b8 ~/ ]0 \4 |# T* ]0 N
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 75 P. N+ Q2 e, i. h ?
四、保障措施............................................ 8' L- \6 o" N3 S9 B( R8 ]6 d9 v
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8! @% P3 v" k* N% q
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9$ ^/ t) H) B! Z' }$ |4 T* h1 ~
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 96 D2 D1 m( w. z
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
3 Z. l+ e0 n1 x2 q: m; C一、形势与需求
8 D" \* j% _, s) l" D @5 l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，
3 b d1 O5 F( B |/ \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
3 N o$ g9 Q f2 C$ D; H: y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
9 G7 ?2 x' I/ f; t治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
5 C- m$ q9 g) ]- {- R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
( ^0 i: b4 |: d9 @7 N5 L5 i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/ N/ e6 J& n7 {) 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5 t9 Y- P; x2 E
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。
6 j: o2 S/ m; o干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公) S. ]- n" j/ ~1 m% l6 o5 M( R
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
( x0 n' m( q& o& a) 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
& m8 j3 I) u3 ^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. E7 ~/ o4 R9 y6 }% h# z% H" ?+ 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
$ \8 f4 U% Z# Q& `的投入。
) c9 h: g# P# R- {; t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
- ^8 y+ z5 A- O1 h% k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，
" }% U# F8 D( B! x8 f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 m u6 J5 D- 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
( l, O7 i2 S. b! a+ J视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
/ B9 U2 x" H+ B# t4 p' [) p) V我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计- {0 D6 g, r, T
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
2 X9 [; z4 o8 y' \% [: ]5 C, ~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
. T/ I. g8 U& `; b- R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& i' a- n5 K6 N: ~
诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞# w$ c: r, F& r
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) j! x, C8 S* t0 t7 L/ w8 H
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! F7 Q7 Q2 X. G$ F: n" V
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
9 v: p& d" G- r0 W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4 e% W$ v3 Z1 m' f$ j
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
' Y" m# c/ I1 O1 o# ]1 e: l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( _$ S) U( L5 w5 a, u1 l; `
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; @% o+ {' T0 j
影响力显著提升。- o% G* h4 | R5 B
但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始
6 m/ Q2 P, h4 n) m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
) u" K1 h+ |/ X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; p4 e% s9 M4 o9 G& e
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0 {3 y3 x' [& g! L, z
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
% u, d/ ^+ N6 B4 g& D5 b9 ^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
7 c6 X: _0 X9 J) T+ i5 h+ O2 y心技术。# N; K- ]; z% L! m: H
二、总体思路与发展目标/ L; L5 H% z1 [+ o& O
（一）总体思路
4 v* _0 l5 r! m3 H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9 V2 K! R9 y6 a' ~6 Q' Z
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5 V5 D3 ?1 S: b& m7 _7 T
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% f" ~: @: w2 X8 F/ p' a( N' h0 C1 ]
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
6 F/ A' y' ], b1 p; P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
: ~, U+ \' i; l( Z* ^) a平提供基础理论支持。* v1 D- j" e4 W% t
（二）发展目标+ p: r5 p- Q4 V
研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
& W; P( k4 m* G8 R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) F: N# l; E3 z: }) w$ x( a
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
0 W4 G0 [+ a. H s- {# T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* P5 ?( J; h7 D2 D. 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7 H5 {# i6 K# @1 A, ?. w* ?# O2 p% A
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4 r% P8 d$ x$ K, Z
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
# u: b' G# ?! K. l6 E伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。5 o. Q, `$ \+ g
三、主要任务/ }' i' r4 P! _# d. A, w
（一）细胞重编程研究
" w( i9 r6 o! s" a/ J5 `+ y利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
8 L5 p0 @" P$ i7 [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) b( ]9 {) d" C
性技术难题。: }: a1 L" ^( _" }/ ^, j' l
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
: l$ R; r' ~8 i+ W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' Y0 N3 P3 N% L- p
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
8 }2 E( N$ Z. I* C, X的动态过程。
! A r" k# A, G/ s细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
1 K* e+ [6 V0 b+ }! P编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
7 {% @; c4 D6 E, y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。
/ e ~" Q1 R/ Q' _% A6 y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) S# m. u' Z; @
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
/ v4 C& N! [' T) Z% {5 d% y7 I+ p# }. U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
7 P: ~# o& P! f9 j! I性。1 u+ T. }* x' I. D. Z0 [
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 k! B. f! b' N- O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" m- A" x t" b
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
* P, [. v* G% S+ M细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。$ m) U4 m7 R7 Z
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多
+ p# H7 ]" j, m0 ?/ z: g; l j能干细胞的建立
7 M' P0 o1 \. P8 L! K$ Q& n: w研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
% A/ g! M' J, d$ { c/ V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
, O, i. H& N( o/ |4 f# k! `能性干细胞系。
4 c. d" J* x, K) c, ^干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物( a0 _0 |- w. N: Z0 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# X B* F* W( r
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, z$ q: H; ]+ P& q; }0 K0 P% g
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
/ Y, ~' s4 O7 S2 y2 ]2 j0 {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
" k: _2 u* z/ l1 K4 @7 m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
* y9 Z( s3 I. q, Z; j7 Q8 ?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 _& p+ Y" v) w) l/ R比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。0 A6 f8 C! f) h3 ^9 H9 u& q4 }
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化) z& J, h% l! z4 @
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
6 h# T& b5 `7 }1 H+ 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
( n8 H: M. j; k& M* p% y' ]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* O7 Q2 M f# \8 ?7 s3 I. K
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
. A; v9 b) T0 H7 b# P; N: ^7 S4 b胞。
/ ]3 Y( N s4 b4 B5 h/ k（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究8 B6 O3 f' Y/ }$ j- P9 y
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
$ p* m( C$ m: r. 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
. d0 B" r' T; ?: I, O- m# U, W, B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。
- j2 P( U9 H) s# V干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干
' }( A! {7 m2 E' Q: ^: c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% o( E2 Z' n. @- U) l
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, _2 G: _6 v' s7 h0 r
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1 b9 I7 |# i2 _" J+ J0 t
干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白
; T, Q9 j6 z+ v& V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。
n2 F( X: G% I s4 }& X$ m9 D干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
# V9 G# S& k0 b% c6 s$ i# ~4 J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，
1 @( Z6 T! o/ e如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操7 o$ Z, |- ^; o, N6 P% ]+ u* h7 H& s
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。1 ~" f$ c8 }- }6 `
（四）干细胞与微环境相互作用研究# ^7 V5 c- o: S1 E' D) R7 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
+ G, I( j- j0 s6 }志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。. E9 h( V3 W1 {( L' x& e
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9 @- o: n5 S/ a, j- @
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. k: u( b# F+ V x
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
: ]7 ^4 m/ Q& e8 h; `) q9 ~, q更新及分化能力的影响。' O' E/ v4 b3 ]4 J8 F$ C; h$ Y
干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
! V9 N/ j& j: i# a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
$ J1 ]% j5 y4 V, V% w. ]. ?相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。9 ~$ E7 M3 @/ W. A: _+ Z- }
（五）干细胞临床前研究
8 r* ?& M& ?; f) N9 ^! F5 c. r8 s5 u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
/ c4 D7 u- ]- F) U- g3 V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
7 ~& q# z, T4 O4 v. z0 i( H( z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
! E9 K& p% Z- k: r2 ?- L$ N/ a2 W. g& C评估。- K& ^7 n/ V" ~1 v5 t
临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结( V4 n" m* M- s5 w2 s( [& o5 h
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
! O4 W' D* @- k, A. C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' H3 C/ U( b- c; }/ z
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7 M% l" m' {# `# 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& [" o- I" p0 I* b+ t
丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
9 z4 D/ U H5 F" _( [6 b2 X; E利用和共享资源。6 r( } _/ e, k7 r m' f2 W6 n
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+ J' P) x0 Z! x5 i" V0 ~
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
8 L& Q0 [! r. _5 D M8 G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' O- |# e, `2 O
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8 Q) E& C# ?5 M& T$ V) z
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。
0 z0 i% t. M9 z- 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5 R; i$ k& f& q& A. ?- g6 x
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
/ C* Y7 `# K- x" K8 b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$ i: H! [3 R3 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
+ a2 \/ L) y% f" b* }3 p. T; @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/ w0 }, x; q2 k' Q$ E7 K! s
案。3 J+ n- E0 E6 G" r% I
（六）植物细胞全能性与器官发生
, Y, \# F& A1 F" c: k0 F9 t系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
6 r9 ~* Y- K% C, s/ n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
' R0 Q* u! ]* @6 h# G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' \$ j( I' l/ _' V) Y
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, C7 n [& j' I. L4 @
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
9 k6 d# @! @8 ^- T* z卵发育成完整个体的机制。
% X6 \$ c6 d$ Y$ M& s植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因2 A% k+ g4 y; s0 z {/ p- n4 k& m) a
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6 p4 N2 o1 T+ [) f
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 @% O2 i3 g- W/ r7 {; g! s0 ]
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
! |3 v0 u# J9 D1 `. L精细分化图谱和调控机制。: W% N6 D* y- B4 Q; W4 I3 @
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基3 q/ [. A" {5 z: E9 u# n1 @
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 Z" n; C1 M# U' J
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' m- B9 w( Z; t# p
和表观遗传调控方式。
' n0 w: r4 ~$ {) a! q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
* N' D. e8 x% R. Q5 T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
$ ?& E0 K0 y3 n( ~% @0 f2 ]1 L6 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4 U5 m2 l# `. ~. _. K: N7 r
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
5 E- y7 W& e' h' J+ k5 i+ e四、保障措施
/ t) d) `$ t. o9 o8 T* \（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
& l! d( m: Z2 U3 ^$ ~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
1 X* u# z. A& _筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，9 ]# V9 \# E4 g/ t
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) ?( B. V1 ~8 H# f1 n. ?0 X( F3 n" 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' j! q$ D# s% @
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
- _( I! U# R7 B' @2 \- E1 u成果的产出。/ X2 M" P9 T! ^2 d
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合
2 F7 k7 J, H7 X* c2 _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 |" q) c* D* l" m! ?) Z% h2 u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 f* g L+ l5 o1 v5 o; 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
, \- P3 E% v ]) g7 ] i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
- Y, m0 c; A1 C- @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/ Y" m2 {* z0 M7 w( J1 q! X
（三）加大创新人才培养和引进力度. z/ H+ E2 t% A8 h$ Z
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
; a' R9 C( ~: k) z9 c+ `7 h! 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
! R1 y( F% o4 u# f/ S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 k5 @6 Y1 _( ?- y: R$ Z# y/ k A
力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
, I$ b9 Y6 B- ?2 J4 O/ k" B（四）加强国际合作与科学普及; j6 b/ ?' x7 q" H2 c
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* [7 H; {8 @/ A3 w
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5 v, r6 h) o/ Y, C9 v
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 w# M, C& w& s! `" |
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
; S6 ~/ }0 A% [& e0 `% ^1 A标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
! Y# P, |8 D+ V" {$ h+ B |
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发表于 2012-4-26 15:43
