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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）; v' ]" d3 e8 ^0 q6 r
干细胞研究国家重大科学研究计划" W n" y* ~8 |+ l! r' Z3 y+ N
“十二五”专项规划
: A, C* ?0 v0 X8 R. h8 A5 |2 A（公示稿）+ S! G- I s$ U: D1 F8 L
中华人民共和国科学技术部. }! K0 b- A: H
2012 年4 月/ I8 _+ S: E: r& T# D
目录; v7 t: x' V: O- n; _/ W+ Q2 A
一、形势与需求.......................................... 18 U" k6 U8 ]+ b7 I2 [
二、总体思路与发展目标.................................. 3! k& V0 |; M q+ T& Q% x; a
（一）总体思路.......................................... 3
0 H7 E4 s9 U$ |% o/ W（二）发展目标.......................................... 38 e) J ^# L; l# M: r
三、主要任务............................................ 3
5 c8 \1 f. J. W i Z+ I（一）细胞重编程研究.................................... 3
- D% b& q5 c3 c" c4 }1 x（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
( P$ ~/ J" z! E, ?7 X! M) D多能干细胞的建立........................................ 4
$ s R9 w0 q) Z- Y（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
) |: `8 k& J, m S$ C9 {2 F（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6
" x; f+ q5 U" E（五）干细胞临床前研究.................................. 60 l1 ?: P7 p' W- z/ \
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7! Y$ r" K! U- u: o
四、保障措施............................................ 89 u. }! k" Z" X( j( Q
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
) l1 q O+ l$ O8 U& M' o（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9
1 M( Q( t, ?8 a( M0 z0 ]（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9
& k1 h0 ]' B$ Z# Q: N! m（四）加强国际合作与科学普及............................ 94 M; w: o% v, \: G
一、形势与需求
8 K: A! H& j7 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，, T- _- 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1 v. Y( o' `9 P- R: h
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1 R' T5 }0 }* v' j. t/ F$ r+ R8 f* s: o* p
治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
% B B* l) h# u- R1 X# {5 Z5 I$ @) F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
- W* Z5 P' P! D0 O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8 W& G$ i: J% V$ ]9 A4 n/ w
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 \$ X* p: d) _% L- \究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。8 E; u+ V! F D( i
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公4 A) H; t0 T2 i& J" H/ 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
' K% X, H* I* B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6 d/ {$ w' E8 {
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
2 q+ q4 U9 U) h) L8 B+ u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
+ b4 V- ~: p. T) x8 g: w X的投入。
) C# Y" c( p8 O. k: X5 r: c$ d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
1 k1 d0 R+ q; ?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 L; I' S; O/ m8 D" c; s: k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
: r; F1 n. t5 \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
7 b% r0 Q L- m' M) h9 ?视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。: @) }- g- ~5 g1 d `
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计# l4 ]3 q" m' d4 T; v M. t2 n" G; Y
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5 v: L- Y1 x) t& l/ j+ k6 ?- d; [
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
! J) i! t4 C V3 ?7 x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
0 |' m4 q3 n3 l1 T% C' X0 E诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
7 u0 y- a7 e* ^$ g6 f: x. E3 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9 K0 e9 w9 A9 P6 [3 d" 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
* V4 B; E# W0 }3 |; s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) h6 _3 t( T7 b. x) l8 |
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" |/ P" O+ B9 k p- g
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' Y7 f; _% D. S3 p) ]+ |4 g
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
G$ t( }. K6 n# V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6 s3 i/ O& l' x: R' a
影响力显著提升。7 Q" `3 @" o" r
但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始: m; {; N1 ~# ^
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
5 d& m7 C' d# V0 U) _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
9 X, {0 j% s% ~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
- b# ^# {5 z( M* Q1 q6 [. y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0 k7 R- q' e# A
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
2 |; y8 i4 I& O心技术。
9 l( h0 k" U! V% Z% e- e0 K- S0 w二、总体思路与发展目标+ [2 O: [4 i! r: z! l" ^$ a1 J
（一）总体思路. T3 ~! d2 V4 P6 h W* i, v+ T
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- ` m v" h- D6 L2 U! h* T
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
2 K0 H2 L2 _- C: n( p- O) x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 A3 R% }* c" u
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
+ o" _+ _# `: G' G+ Y) C$ }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
1 J) U1 }+ I+ g* Y平提供基础理论支持。7 `: H& m* R! {/ T( [3 K2 ~# d3 Q% `
（二）发展目标
8 Y6 g- h3 P( L研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
& z' s5 E( W1 X' d* k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
. \, Y5 U6 S2 @: Z" x0 V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
) E+ j& s5 d! E* q' ^' z% B0 C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
, k( D) a8 F- V病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研& U: V" Q# `! R% n) O7 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
' }/ [& z) P1 ^, {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( N8 {# L: A+ [1 u7 E1 E伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。: w0 p" G- _. | G* h; O. G9 K
三、主要任务3 `5 u+ T. A2 X1 I! `& p
（一）细胞重编程研究4 T9 @: P: Q/ U9 }8 J1 X; q
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得" H% {& |6 I1 L% G' X
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& G$ I% f+ w& [
性技术难题。+ x) n" k0 C, p- P+ r3 O, `, N+ k
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，/ V; o# k' D2 D% N1 {& j- A
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
3 ?7 x, O9 ]& {! V9 j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( s% d L; O; a
的动态过程。/ q- `- e; a, U
细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
* f: [7 W6 l4 E/ H7 K4 g! e/ U: V编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。. v; c' P# E; J6 J) c1 k7 q$ M+ n
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" P1 h2 y8 i* ^0 J4 [5 T* @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) ^8 T! t! ]7 N
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" p( E+ x, h: u6 g9 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$ D) ~5 K, s1 ~& X- N. h
性。7 B% x5 Q, E; V( l
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
5 a9 Q4 P4 a( t+ i9 a& x1 Z5 Z! z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5 _$ G* o7 d7 J2 R
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) K( c/ U8 ?4 @0 z% K
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。" `6 ^4 R! c2 J" ]$ N7 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) Y/ U/ u; M5 J2 i+ w
能干细胞的建立
! ~3 b5 b; L2 z6 B) i" g6 h' D2 ^研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，. X; o" w6 q1 l. t* D. 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, n6 w5 K' z2 h+ r( ~) T: o5 |
能性干细胞系。
; X2 u/ H1 `1 X干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物/ b* y* o o# p& D
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# q1 z7 R$ u8 h( p3 x1 O1 K0 s( A: u
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; y& H2 H7 J+ B! f( G3 u8 Y! e% j
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: h, ]' f& `. {( A
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
A1 q* H5 N& G- Y; X% Z/ i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
. q. i9 ?$ [* e# r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，+ y" @0 m8 ^$ f& J
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。/ R- k: d3 m" `' b6 S$ g
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
$ L. ^; W; j7 x0 Q: p' \9 T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/ B9 c# W+ C! O; [) g; ~
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
" H0 w/ n( s+ u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 O! u2 P7 c) C0 c0 C1 V8 Y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: [& \4 ^# @4 p# C7 Y
胞。# y2 C1 X/ k6 n% k/ R4 i
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究* A/ ?6 c3 o' u8 A
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; P2 e$ V* ]6 S; C, {* g
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
* e4 x- M4 H0 z, W7 R: B l 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。
' P& P2 v% m" k! g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 A: S e" E% c+ H9 k
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
) c8 B: Y7 J; w+ E. B' 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: j' s! U5 t& X# `8 X8 ^0 S
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
7 @7 D/ `' }, [. {, J干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白
* M8 Y) _$ x- T# [) p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。
7 t ?' b5 U4 ~ a干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
' L) Y$ i" _; t! Y. y8 z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，: Q6 C2 F3 H- J m' m
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
) C# a1 {* K. g2 u4 f* Y' H作等在大动物中生成人类重要组织和器官。; s3 |6 m. C3 Q/ y6 H" g
（四）干细胞与微环境相互作用研究
: A" A1 o) S# w8 M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
- F/ l) q& [, J5 G志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
- l2 w! E/ |, w4 b( L, q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0 v8 ~; W, c/ s( F& J+ T5 s
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" g! S! j, x2 c7 I4 P: r
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. @/ a7 J# K/ G, D) a3 W3 p
更新及分化能力的影响。
* Y: [5 o' a! e+ ^% K% c* h干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
& y/ J7 K+ U* y, F; I5 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
) S5 j9 ]8 k5 F9 I X7 {0 O/ q相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。 G9 |9 p. F( I
（五）干细胞临床前研究
; m4 I; Z) `! X; F& _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
! W* I2 G: _; ]1 w& \3 q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
) v* n! M7 P' ?1 E4 A8 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
) o. q- r& t/ O. L7 C: |: ~评估。. u" o8 Y6 C- N. ]4 H, `! m
临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结
5 C6 {* w9 Y! i. [3 y [' O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! ^; v$ n# P2 \3 s
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 {9 y/ y) w( ^( _
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2 u: `2 [" C3 }* N
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; h- G# b* a& H7 v) }
丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、7 i: F' x I6 x, T# R6 E
利用和共享资源。# @8 e" n" j" ?% C
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
5 z7 [" y- M" d5 c$ g4 s3 w' a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2 \% H4 Q% b% c5 D1 E4 S; 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* ]/ ]& m& Y9 L; r6 S
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0 a# g1 @/ v0 B
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。' p- p( o3 l: r$ }5 K0 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
Q, R% T9 M, }2 V. T6 s* T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
: Q, g7 J2 V7 T* P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8 B9 L. @- c! Y- B; U5 G( g _
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
- W+ e' _, G3 ?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
+ s3 k' s5 X' c案。, N8 D2 w1 ^5 k# I% J2 m
（六）植物细胞全能性与器官发生1 e& q( N* H6 [8 B* f* V+ ?6 L( y
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
& v$ P& c J p+ K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1 T6 o$ ~2 V# n4 c! `# 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9 U! a: a: J- A; R! c, F' ~
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
( r: b: [% e& H D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
. r6 v% {3 J7 @$ o. z" d/ }卵发育成完整个体的机制。6 T6 _& z6 Q, L6 U8 j
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因0 K2 D: C$ t& f. L8 a( a% w; k$ A+ u0 z* B
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, B2 K2 [ B, ^* b- h* h
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1 V8 x5 p" \; }$ |( L5 j, o
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% ^# w+ U$ ?9 {' n+ A+ a5 y
精细分化图谱和调控机制。& b7 q6 D* l( E O; P7 H
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基; i9 @- P8 V2 r5 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5 d% A' b) _3 i" B1 A
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
7 [0 P# H3 l7 R- ~和表观遗传调控方式。
+ M3 v% H+ @# `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) C( a6 e+ M; ^) E6 G
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
) ]) r4 @$ V7 c% I9 K2 V4 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0 |" X# u x% p5 w& h I( g% v
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。& c% B# e& X1 m, O
四、保障措施. N+ {/ G P0 U+ A2 f4 H( ?
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划% m% f' D3 o" U/ l' a
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 j2 J( T% _. r& c) t
筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，7 y0 G' L" e, ~4 O' H
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
$ d9 [9 j) d8 P# @, ?# 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1 [& [# P$ _$ h! Y" E6 k( {
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
5 x* C9 a3 G, e( M; [# a0 T成果的产出。. q! M" |9 O1 K# T! v3 a6 c
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合+ ^' c8 s! i* g- O1 b% H
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
9 d% Q R1 S" K$ [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8 c/ E" L$ m& o3 Q! e9 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
* R% x$ |% I" p y* P- x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
/ z* L, {& N, y) w% j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。
& c! m4 C& ?# {. q" k（三）加大创新人才培养和引进力度4 c! k" j0 I0 k
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
5 q& `# c& T( F! Q* r7 A6 n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+ Q; }/ M2 l8 P) K5 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 `5 W+ E* _5 b
力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。3 {$ T* s* t( e `
（四）加强国际合作与科学普及2 M- U, `$ W) G
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
& U2 S6 O. X! e7 S. G( J' l4 L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% I5 s0 m7 l* Y8 v4 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，
/ c: J9 g. z' V" y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: x$ d. Q5 a) }) y+ p
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
, g: J# ?: O, V; T" M: L6 w. v |
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发表于 2012-4-26 15:43
