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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）2 Q3 s8 l% ~0 g: Y- k; _# ~/ k
干细胞研究国家重大科学研究计划8 ~, X7 P8 v: Y$ A
“十二五”专项规划* H! P5 y2 c. z9 C+ a e. n
（公示稿）
9 S( O/ U- J, s; B2 d3 @8 p @! V) T$ t中华人民共和国科学技术部
0 q, p8 q/ M Z" ?! P2012 年4 月
9 v% {! e+ g% N( T4 R+ \目录
5 u/ H" L8 I0 G2 M+ W7 v一、形势与需求.......................................... 1
' p4 [2 ~% |/ ]# i! [ U二、总体思路与发展目标.................................. 3; l$ T- L$ o1 }% i9 N
（一）总体思路.......................................... 3: `( ]# b4 E" {+ z
（二）发展目标.......................................... 30 S" P6 j T" U; d
三、主要任务............................................ 3. `5 k2 U, Y3 M' x" A
（一）细胞重编程研究.................................... 3" B5 A; r( k- z# C- z
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种) H( a* [( c" ~( G' t
多能干细胞的建立........................................ 4
! s3 ~2 S; ~- @- D) _6 |2 a（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
5 R- n" a6 T# B$ X, Q（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6' l8 d4 a" H0 O3 t- w
（五）干细胞临床前研究.................................. 66 ]! F ~3 H' y$ P1 S
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
6 a4 s: f, _, w6 X& m* z. ?2 j$ o0 Y四、保障措施............................................ 8
* d& M0 ?$ R) Q（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
+ _3 c. w9 m. G7 ]& C) W（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9
5 e5 k# D# y. M9 |1 H. W) ~. B- {（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 97 R, [1 P/ x x& c' o5 i' F) I
（四）加强国际合作与科学普及............................ 96 \+ ^5 G1 I# I2 z( v. c+ {! O
一、形势与需求# w4 f. m7 O- x) V) D
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，
6 i+ E+ `8 w2 ~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; w1 _" C: {2 P* 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
# N3 m" c1 ~7 U! U" ~: W( B治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
3 B% e4 u2 x9 U0 B, 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& _) Z* N+ k" g2 Z: d4 E
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( D; z" ^$ I6 y# I
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 N, h1 B, J( F- N4 `# R# B8 h究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。2 R2 C2 [) t: }, `% 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
. m, G4 B0 _% ^4 D7 r* j( 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
* C+ I, [: H0 A6 v+ P6 A; \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8 e: U4 Z! E! P4 q
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
- {& M# n4 L/ y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
& ?0 x0 S* |* y/ ]- I. T, Y) W+ P的投入。2 R4 _8 M1 U2 x8 I ?: k }2 S
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
* Q! `7 T- r1 P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，4 ~5 p. ], Z' {# H# P! J
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5 b( @' ?5 m& Y3 d# O# ^# z- 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
! B- w. Y0 Q) ^视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
7 r' I0 }* U2 L' D* C0 F9 }我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
: [6 b. U- [6 b) P6 m5 N1 K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; K) e4 t' n4 L8 V1 U8 s
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: C9 Z2 I! b) |2 w; }6 y& p7 V
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
6 o- X* H! D6 J2 p7 |9 u, o诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞0 V n3 m: t( l1 w4 m5 d" i
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+ i& b3 f" B' K! G w% }: @! R
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
# e9 f1 J5 T& Y( [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
7 T, G; \% }+ G, H- ~" ]7 `+ s! k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8 u# `9 h9 U7 h& c* Z1 w
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 i, e; @/ b0 c6 G: N& k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2 h$ ?7 J4 S" E+ \
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
0 c6 s. ?( z X1 A影响力显著提升。
) S, k7 c4 G s) `但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始. {3 n! i/ v' e J8 ?( }$ N E$ {
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$ F" C) X' _% W) F8 ^' c9 v- ?8 J( s+ K) 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
# A3 f/ b: A0 t( ~- q9 [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 l4 S( t, d# u4 P/ u- Q1 {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
7 z$ h p1 a* 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5 m# i+ h! v& [+ Y" _+ n4 ]+ i
心技术。
$ p7 l- c2 z/ `: V R! f0 X二、总体思路与发展目标
" \. y- B* L# y. ]! K（一）总体思路( P+ F- w4 |* B- v4 R
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
2 e0 a, g0 C. }1 j9 q* q# D' d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, [& d0 ]6 K9 p/ o2 v
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. J+ h3 O2 e$ 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6 n0 h- W/ U- h# ?
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
% w, a/ H. x. }3 E: v平提供基础理论支持。; u! ^" p' s' y2 i% [8 ?1 z6 r
（二）发展目标
* o4 F2 o2 F6 C' @+ A6 T: M研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重) V" J8 }2 t1 n& |& u$ i
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/ z: ~/ a, y) J% w( ?
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
$ t( Y& }% L/ 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% S0 D% Z* f# m O
病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研
6 Z3 |4 c8 s- {4 [5 {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( `0 D7 n$ m* A
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, F" A6 V/ p% m0 _. R: P* u' d3 v
伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
8 P- R8 V/ v4 m三、主要任务
o6 Q" u$ C: Z _# Y1 p0 Y( A（一）细胞重编程研究
$ s0 M9 P' i- `! Z0 D利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得5 l# p7 s" Z; M! m% i# G: 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
& M" O& s2 z; v: d8 N) R1 @4 c! k4 h3 _性技术难题。 Q$ B* X* m0 D) u+ v+ t
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，& S- `9 Y. y0 _! Z2 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/ C# s, q" x: 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: a n! R1 c7 m% s
的动态过程。
; }: ?- V' H- f2 S, s& P1 o. b* Q8 H( |细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
1 A3 @4 m; v; t7 Z编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
e* H* t: K. b$ Z$ C. ]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。
' D/ Q) D# X: f4 b% V# X) z6 |, 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! C d) d" y5 B$ W9 Q* P+ t% F
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
7 e/ ~4 t `- V! d9 o+ N1 S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
9 P9 z, T) y) {3 ]( u性。
! k1 L1 x* c( _) k! h' C- {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 Y' y6 {$ e$ ?; P' d. r
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+ @- R( \* w, m; M- S* c# s! f) Y
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
, _ r) Z4 R0 S# Q$ O$ z: c1 m细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。0 o: R5 ]2 C- 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
; G1 L$ `3 [0 G9 C+ V, ?能干细胞的建立* z+ U; K$ A% [8 |6 j; Q
研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
, d9 l# ^% V. p: H/ N0 Y- A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 R9 r1 v1 n- S: K* |, w能性干细胞系。
1 g* R, L) b t干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物: _9 u% x# [4 q# R h
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 S, e( L L: I! k1 j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
! [7 b$ a: E# F! L) }5 s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: c! P# ]1 R' M, W v* l5 u
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
# n5 W/ u, T8 l( V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3 D' h* F- A/ B$ U
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，: P, B3 V4 t) q2 r! G, s
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
6 q& c8 F6 ~' R8 s2 w建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
6 t; z9 O0 Z3 u `9 L& v5 T8 ~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2 `8 E- [2 o0 l3 P) Y
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
8 `4 L- V; y7 g% w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
& K: A+ c3 w, D. D4 W1 s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
3 x0 q1 s) s; ]& A: K8 t8 J/ v胞。
5 |( s- t- v7 w! k3 L（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究- A% Z* \0 {- Y3 e) A( f* D6 L, I- o
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 }' x; I4 q& o
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% ^0 z0 f# h! g( C
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。
6 o5 F V C, B" N! L- R干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干5 ^# M+ n% U6 h4 ^& ]# L3 ^; V
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
' c3 ^1 R, w8 j/ h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
9 n) @4 n( { {9 H9 Q" c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
( e) A' {6 y' J n3 V干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白
* g0 y7 `9 {( q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。
& O) a$ x; Z: c/ p" j9 b6 \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 q7 p1 S- P7 l/ Y. N4 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，9 z! x& I3 {0 t! H( i4 f5 g y3 f( e
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操- N( N& V8 ?" M+ _9 J
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。7 N: m* C( R6 D+ |8 m( ~( k
（四）干细胞与微环境相互作用研究1 O- ]/ f" ^, ~. P5 C( Q
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
# }+ E1 w6 |' N* b# m! Y# ^* L志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。# T0 U. N( N4 d" Z& F* Y5 w
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
6 E) r' a; h' s' Y8 _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
3 o# @7 g8 B, u. |3 A z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
, r: w" G3 S0 P2 U, V% [0 |7 H更新及分化能力的影响。" O( R/ l' G# N- B
干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段; m. i$ \+ o. M8 d" A2 ?
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
% d$ s' w/ E2 [6 ?5 N1 O" ?9 ?% d相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。+ W n Q9 Q, g$ a! Z
（五）干细胞临床前研究. g! i( ?# r6 o" K& n1 i
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
: ^; ]7 _1 [5 F9 s0 ]& B( d7 D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
8 a" s1 o( i' L4 F' I$ ^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
0 G3 y. f2 z& R5 G评估。6 t. i# b. n, A$ O8 w6 O, c
临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结, `" F X/ w* R8 {5 Q' p
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
0 d2 W t" @$ T6 I0 T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
; r0 V7 z: w5 v' e4 `: H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) a8 z9 v5 K- `5 i
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
/ k( ~) J1 F' \/ `/ ~2 H9 [, c | s. ?丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、: V6 R6 V' q8 X1 j' p1 ]+ B! l
利用和共享资源。& h* N9 a5 y( N4 N' B& `; w' K8 P# `
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 [, k! }3 w4 L6 ~
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 N/ z- W$ {; t$ k/ v; S9 H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 ] \8 q ~6 Z. E
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( B n( E* c; q9 }% _) U& j
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。, p+ V3 r# a2 Y$ `1 t
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技
, T5 w. P8 m& ~3 @4 e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
( s% p0 V; }) o+ q0 o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# x$ k: Z1 f1 q8 U
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# P! d# k, E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! P" q- K% g# W5 x, z案。
5 X. k! u3 I) Z8 K（六）植物细胞全能性与器官发生
6 z9 @# t; p6 K' ]) ]3 }系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机) p: i' @4 O# g# G+ T- ?1 S
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6 w+ o4 D! V' W/ T, f* M
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
) Q4 D/ J6 E: T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
( o! C# X! ^8 w1 I8 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$ c& ?8 s; @' s5 ^% @9 \+ Z
卵发育成完整个体的机制。
( y$ M+ v3 n% i# ]5 }9 z0 k* [植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
" [( g0 H& ?; R, v' I$ _ J; f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 _7 a; N8 K; O: h" v
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6 R' s( r0 r l/ l/ ^9 H. x/ L! u
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
$ O }# P. R: ]7 I W# g- r9 O精细分化图谱和调控机制。
$ m: q! [2 Y/ F6 }植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基
$ O8 d3 a& e6 R$ n* z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+ `. }4 i- s* h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6 t/ h# ~& @- Q* k7 t
和表观遗传调控方式。
- x( t7 t1 `0 b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! t0 c( X8 W4 b0 L9 X. e
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/ R& t0 _- W, S! [
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) k2 n/ k1 T. T+ R4 C# p8 C
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。0 X: a! h& n! g7 ]" ^
四、保障措施
: w9 a# c, l7 C5 q, T* U; \0 ?（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划+ W9 a& u p/ m+ J! i
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
; u7 B( v2 e! j筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，- L ]( s& Z. J/ H2 g) l- H7 I/ B
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
9 w; V4 F K$ X/ M6 M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9 K8 x% l7 g7 i% S- [4 f- E
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
0 j8 F" l" p$ i) e成果的产出。# z U1 m F+ T; E6 ~. U4 N" g
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合
1 ?4 q9 w( ?: h; E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. ^0 T4 }" g @% t
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+ d. ]; {7 U* X/ C! K1 I" i
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, k1 n7 m, l, w$ G) R+ [, }
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 M2 B* g2 Z+ \$ H7 a8 @
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。/ r* }1 j; E) Q, G8 h7 i0 U, S
（三）加大创新人才培养和引进力度
5 K% ~8 I( d: U. r 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
4 ]. M7 D1 I0 {7 {. P5 {. ?" g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) R: B% F7 X; J: f: X( ?4 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
5 c. J) F5 X$ n力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。" T4 Z# c& L% g7 F* v* z
（四）加强国际合作与科学普及
2 X: U8 G! v' W$ `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
2 i! L+ A: g7 F2 a9 P6 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
/ u: ?$ W( `+ ]- Y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，
) N5 a9 |* z& }" Q4 [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( d/ _1 I$ w+ p9 M* D
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。& A0 `) Y6 X! T6 t3 |
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发表于 2012-4-26 15:43
