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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）
5 M$ m/ f6 Q6 P! D' t/ W( D2 ], {干细胞研究国家重大科学研究计划2 I& Q% E% t" j' _; X4 t: m
“十二五”专项规划
% q: l( M5 K" H（公示稿）
8 Q9 j- ?! a2 [# q4 y中华人民共和国科学技术部! T- R! M* Z9 R; t" k5 ~
2012 年4 月
b( s1 s6 R/ H目录
; @9 b7 _' h" e; U一、形势与需求.......................................... 1
5 j$ u( ~7 e: l) G' z二、总体思路与发展目标.................................. 3
# b0 F" l" _. j Z/ |（一）总体思路.......................................... 35 h& P* Q3 g' A, P( W. I8 `0 X0 K
（二）发展目标.......................................... 3- Y0 t( w- f" O* M& S6 I+ z
三、主要任务............................................ 3
s6 l" v* c. x1 r6 P6 _（一）细胞重编程研究.................................... 37 z' L7 Y' U1 R
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
" ^' U4 n* U& S+ D1 m. R0 [: L. \- Q多能干细胞的建立........................................ 47 S8 G1 I/ j9 V2 M
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5, J0 L1 p. p4 z: X5 p3 r! y
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6
: A8 j" T* ~7 |4 a' {（五）干细胞临床前研究.................................. 6
$ b# Z5 |& P8 n! @5 S3 [（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7 F6 _$ j. m, Y% s9 u/ V
四、保障措施............................................ 8- j) T- [) t' Y1 h
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8- {& a# x, s) G' o) B# e( K! O
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9* M1 m7 X& p4 Z+ I0 Y1 @7 O- T
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 94 p ?2 n3 @( u9 m U& L
（四）加强国际合作与科学普及............................ 98 e2 z) T0 \+ ?. W' Y1 `
一、形势与需求
3 q+ r: ]+ A& b& c- S# f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，
; x1 ]$ D" x/ r/ F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, P$ a" E3 i4 m5 x
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
" l# V7 a, X D0 X! W3 g; Z治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、2 ]7 |" Q! z0 j6 n3 ]5 Z4 ?- K3 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) X2 h5 E+ H6 d0 D3 Y$ 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
- V t Z0 U/ z& `2 z# G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! O$ W- u% q3 u. R1 ]$ S5 r
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。/ H. [' }7 [/ ^
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
@0 L Y/ C. Q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- h6 s4 {. A6 J$ V$ k
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) T0 L% ]+ l* c: j
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
9 g/ x6 N/ i8 h0 l6 R" z6 O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
3 K2 V0 I# D. u4 W0 S的投入。
1 X+ O5 \0 w( m( ]9 G2 U4 I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
/ L8 f6 s: D* H! B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，
/ I/ F! P4 L4 {0 S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4 h) V0 |5 l5 f- K% u3 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
5 i$ r3 G0 q7 s8 I* D! i: R视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。1 S0 J% @( C4 t! e
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计; F9 @# f6 i# V2 i5 R
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
4 Q5 b9 D& \8 E+ P( h0 x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
" Z1 j7 _' \: B9 }2 H; Z2 U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& J Y4 O I; m: [: 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3 G l0 a [8 m- q9 ^. j; m
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" B, {0 }9 l) H0 E$ 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
" k8 s! N' c8 h$ S f' Q7 }) e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
) y+ c" i1 a+ i$ m1 J( s5 y1 |5 d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) X1 G, Z$ [5 a( y2 l$ N- i7 k
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
" r* N8 z! l, Q, i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
7 W0 `9 U' Q7 N+ D2 n q2 e+ 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 g; @4 E, Y1 U5 Q* i, @& K
影响力显著提升。1 p" {. @- [) S1 S& F# i
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 t6 |6 o# f) S y, {3 c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
' ]* x4 ?; K; [- s; S1 ]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
+ m2 [: d1 r; E4 J- G. c: `3 M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 j E8 Z) [# _& V* T% D- 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
; {% ?6 A) L# i! q" |$ H$ H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
% [. m4 q, g) \* d" l心技术。
+ N) [6 `4 Z$ z: B5 q二、总体思路与发展目标2 s3 z% P* \! J4 s8 q1 M
（一）总体思路
( P. y$ x$ ?3 C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3 \4 P, g! K, ?% \! N- X5 N
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
! ^; M3 U: K" V- R7 v. ~; 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' I2 z$ G& O8 n
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 ~! T, P; H; i! O: C/ o
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' [" F6 v% {( h% k. Z
平提供基础理论支持。
5 r. l* H# T- a2 f. Z$ ^（二）发展目标
B t& Y$ h1 Q! b# {& o0 p研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重$ m/ r5 Y8 E" i8 T! V
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0 B/ Z$ }/ i% _5 N
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
" e9 u7 n/ n8 P; b4 t3 v* N( G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
+ r+ @3 [4 t F P# T9 E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 R7 l) [# Z5 E1 {3 X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
) h. ~: ~2 |% ]; I4 ]6 b7 P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5 v% h4 O6 v+ }
伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
/ u9 a9 C1 i! H- H8 I5 t三、主要任务8 o+ [& ^0 P. C" G* v% }
（一）细胞重编程研究8 m3 I: P7 L6 Q; K0 u8 s T
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得+ _* F( Q; }) B/ 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
$ F+ k6 }+ t G7 \性技术难题。
+ d; r4 J% O% z1 d W细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
) y& G* K; v9 Q( r8 u5 M& d, b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# T, G* K1 y3 w" D# |
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$ w! u( a3 i) E3 D
的动态过程。
+ a% A2 `+ q) ^' \" \: W1 E0 `细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
. p4 T, R7 z/ K8 b. h: |编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
: S- s1 W" L( {* B4 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。
* }# S# a5 B6 q6 \& N8 ?* `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
. \: i" K- C$ \4 m1 q- G; r9 ~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* n8 ]0 d f0 D
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( ~, g. ~: q/ @+ V! h# P0 f: g; m
性。
& v( K7 w4 O5 q" Z) 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
4 p) l* b3 V- F- @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
4 }/ S0 V, s. O2 Q3 g# Q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7 `6 P! H6 w2 `6 n2 ~
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。
$ D+ p- r+ m( ?4 z* M% Z& J（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 t9 d- R/ I3 Z) ^* _
能干细胞的建立
7 M: c1 @: n- R+ F2 }研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
5 v: V+ X/ `5 {% B$ P$ O) [# @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
+ N. n; n; R4 x7 d+ `能性干细胞系。
1 m! q9 Q/ X3 ~. ~: B9 c* |3 y干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物
8 C# G) z/ a( O2 d' R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 E& Q7 u* p$ N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! J+ c1 F2 R/ H; \5 Q" N) p, t
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
0 Y8 V) A, h( e" ^6 l. B" l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
' Z! i- U& @' @* c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
) y$ v0 F! y+ j& S5 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，( R- b9 G! ` z. j+ X) v$ U1 d
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。7 |7 p ?! ?% m0 L
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
9 h. R# A. r* `/ @! u/ J9 G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8 w/ ^! Q; v7 t B. {% h' B
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
f8 {+ r3 y0 b; e& ?; ~# _7 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9 z: |& P, ~! m6 d; 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
+ u. c! E |' I' {& g6 v6 H- ~* L胞。/ W3 Z$ F, t' P k
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究; G9 E: `. C0 M/ m9 D
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
1 [: l2 ~1 L% E6 A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
, t5 |% D5 S8 N% v' l$ O7 t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。 C9 {# ?) H- b) ~8 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
- ^- \/ w7 h) v7 T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
/ H" P# G3 v6 X6 X0 C" g5 t3 w3 ~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 e; F! ?( {# r0 i$ S5 X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2 |- L U1 ^# a! X% X' `0 q
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 D( I/ U( @" h; u$ I' @. Y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。
b& Q1 |1 E- r" {' X ?干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理% t. E3 P8 Q- v [/ S! \
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，* L4 J) J) w- O4 c
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
- r' A+ [' Q+ }* v" o作等在大动物中生成人类重要组织和器官。* t# J- n7 f) ] c" V9 {! i
（四）干细胞与微环境相互作用研究, F) _. ^# C6 F" V1 S S# 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
# ^9 a( Q" ^% N. J志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。7 p8 g" s9 O* U) l. U4 T' |
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+ l0 x1 d/ C( }8 K& 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
4 S/ C6 D3 N, H* J7 X# s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# g# ~) E* _5 \6 d
更新及分化能力的影响。
" F' h( f( V W. H8 E9 ~3 Q9 v干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
' H6 P, S6 l+ u# v) ~# I; b0 m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; [0 i/ `1 a, p O) B; ^) ^ T
相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。" h0 Q2 b# W2 b8 O) O" t+ e% b
（五）干细胞临床前研究9 u4 I" a1 d# z0 j5 A' ?
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
& H! Q4 K7 @+ u% W* _4 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
5 I+ b, L' N+ _8 f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- x8 V* D( D9 G7 y* ?评估。
0 {# \' p( S3 X临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结
" I/ u$ H5 ~8 a5 W5 Y: C8 c- v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- B' k/ w( i$ Y& r
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1 f$ ~- A. D; t6 T+ i; B
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/ ?3 ~' B+ h9 p& t% k
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
3 k w1 R1 W* G1 \8 J, ]9 `丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
v s- ^6 g! Q: B# e: K利用和共享资源。
& M+ q! p" {4 U0 X ?8 O h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
$ {% [8 X" g3 M4 p( E& _! R" O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, x m3 ]) y' A
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! @/ j9 b: ]/ s) n7 i8 a$ U+ {
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
! o' I1 S5 S k! @/ M9 A针对不同物种动物模型的标准化评估体系。# `- s9 Y7 Q, R# D0 [' Y
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, [+ N5 ^( h' M# A2 x- P* p! {, k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
! A' c9 e: [5 j$ }+ O! y9 S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
# t1 w5 E) S; R" N( p( W% U1 K8 c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 i, q/ Q* M* x5 ^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
* w, A* E v2 b) v3 X; C! U案。; Y: R- I; I7 K$ p0 K( H% m' `7 E) F
（六）植物细胞全能性与器官发生( S: Z0 f& v& @. I+ b7 r0 q7 ]1 q
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机. _0 K/ }1 m# T+ W9 {& H
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
! ?2 G9 I! @8 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
- I3 V3 I6 D6 V" A& a( V& V; `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9 ^2 F0 D, t: [+ s: b
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
5 s5 V6 I2 N. }, f. e+ x z卵发育成完整个体的机制。
+ y: e/ V4 ^( P( l' k" M植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因: o9 Z) @4 V* v; c' P( x% k
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
7 b) S# v/ l" e. t1 c% X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
9 |9 v# c9 W+ e6 z1 [' ?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# ^/ N1 t0 G, k; ~8 [2 S% [
精细分化图谱和调控机制。3 c: m1 }/ Y; E$ W5 y$ p
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基
- Y/ U+ @6 D& ?0 l' j; w$ J# j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 {. H- j5 H0 n) D I, Y0 C
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
) j* t9 k) Z3 [8 i1 |+ ~( t3 q, h _和表观遗传调控方式。
/ E9 q* l: G& _# D5 c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 Z% F6 L9 K2 g0 G) b* U( W) H' R
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
6 ]: K0 a3 X, v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5 U, B* F5 t% _( u9 Q
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
7 j7 z [ d: g四、保障措施
- S! I# s* J2 u（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
$ T& e9 v0 Q S) v$ `6 G. I# U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4 l- J5 Z9 v) Z5 o
筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，$ X: b p9 M3 \- K
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
2 A" K6 F$ `$ y; g$ 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5 F! J- Y" i( R x q. @
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/ ^- O Y8 ?. @$ B$ a
成果的产出。
( C( j7 n0 o4 z1 Y" S. L（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合8 ]% _/ o4 M& O1 `. }2 e. 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
; H( A5 K$ y; G6 c- B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
$ b( m! H1 Q) l! s& ?0 F z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
$ Z+ N9 w% \5 J& Q9 `% Y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1 @1 `/ j0 L% x+ p
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。
* ]. u$ h/ @, f( E（三）加大创新人才培养和引进力度
; @ r; b* ~ x& g9 H- ~: V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" Y# j2 E2 ~! L5 F5 p( E8 V
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
' J$ R6 E9 `% D( M% ^. K& L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
# U% o z( M6 e2 v$ v力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。7 J0 }) ^$ _/ l) V
（四）加强国际合作与科学普及
8 I8 K; l8 Y$ |1 O6 M* [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9 M1 V/ ]2 \, I3 Y5 {# |
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
; J* Z t0 L" h' t3 P) D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，
y" U+ O( }2 Y2 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4 p) }4 f$ e' P4 X$ J. r' G
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
9 d% E+ z+ I# }. O" O+ z& f* g/ u |
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发表于 2012-4-26 15:43
