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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）
1 a, T2 o8 y5 Q8 S, w2 y. y+ n干细胞研究国家重大科学研究计划
( [$ o0 u& ^ e“十二五”专项规划- s# }; ^7 d, l5 T
（公示稿）" J9 V+ s2 w8 p) N- E$ W
中华人民共和国科学技术部
# i6 u. |9 t+ n0 X9 L% k. X2012 年4 月- V; l. @$ L% |- X4 u# i
目录* T) n- {& o4 H/ j* W7 l e! s. x
一、形势与需求.......................................... 1$ L" t3 B! m& R
二、总体思路与发展目标.................................. 3! f+ K3 b R8 W* s. ]1 [4 a( U
（一）总体思路.......................................... 3/ u4 I% p: E; T S
（二）发展目标.......................................... 3* Q7 {; ]- V9 m
三、主要任务............................................ 3
# g% n* u; o" B' d; R5 p( G（一）细胞重编程研究.................................... 3. o* t4 A) r- X
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
+ A+ q9 T, s6 o9 U& d; i0 ~多能干细胞的建立........................................ 4! m: S, A- @( N5 k
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
7 ]- E" T J3 I2 a9 P% m/ |+ y; w z（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6- ~7 P7 {7 e: B& f- G
（五）干细胞临床前研究.................................. 6
7 A6 L1 K3 S- {（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
6 n3 ]. L9 Q+ ^2 d; B7 Z! \四、保障措施............................................ 82 ]) o+ E$ Q& R% y, C( Y1 }5 y* w
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8: j/ e* E" W7 T4 L- P3 y
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9
* _; }/ e6 j" w5 c# [8 k（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9' q$ E# ?8 v6 E- Y8 V
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
5 ?/ e/ [" K* [4 P6 V& A一、形势与需求7 f% P0 d7 W8 k
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，
8 U2 A9 S) Q" Q5 A7 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% w, n8 @5 Q6 i. e- r
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 w% R+ `' \! x" q
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 |* ]" R- b3 s) t; d0 U2 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4 ]+ s+ [% D. D, h/ 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- D6 G, f1 L9 V0 p7 X/ u1 }
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
7 [+ X& \6 C L; S究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。) P4 ^) w5 ?5 z+ T7 l7 w
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
/ f7 Y0 l6 M1 k( @# e7 T/ ~* 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: d! g, Q1 z' P% _
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
. l; Q/ \ @3 p$ c( ~: y: u9 m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
( {) E' k, ~4 |: I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& V2 X) N2 P8 l$ e5 Y' d% _
的投入。
7 f4 h9 j' s* 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7 c4 B; C8 ^9 L7 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，1 N1 |* _& q6 i2 [+ V
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, M) {* ^, h: X9 w1 I$ I
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
* _# j. H, C; a) q& P视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。# g0 c4 q V; }' G
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计 I1 _" L" _) U8 Q
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( s6 p8 v7 X3 r- x# z6 v
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7 `! u8 M" C. I% L) j2 L# f
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
3 y1 W& {" ^0 @: D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 b/ v+ L7 I5 _! G0 t. Y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! F9 h0 ?+ a4 _3 }+ e
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
( s$ N7 V/ D5 U5 S# 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
+ @9 s ^# y3 N( {# ]% m. X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 ~4 A. |7 E% ^2 R/ ]$ D& o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" F: Y1 f. x7 Y1 w* E8 n1 `3 k" x4 X
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$ T+ F4 Y+ n" |2 m5 y# D6 z, d
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) @' P: A6 ^5 ?; H6 M* [- ^
影响力显著提升。* `7 x( d) \' T9 W6 Y( ^) K8 |# k4 `$ }; h
但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始- l9 V' y, L0 L
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# y! F0 ^- K4 f: D7 R
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
4 M0 O5 M- w+ o" P8 B8 |3 v! u. ^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1 G1 W) Q- G; C0 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4 ]4 B! ?% a* b4 O
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 W0 R! l9 u9 h9 E# J+ C
心技术。
Y% p, @4 \4 M0 x3 j! y$ _! Y) I二、总体思路与发展目标
& F3 r$ n& z. d6 R（一）总体思路/ A% N$ B3 w0 J5 X) [9 k0 f
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! o2 b' D5 i! g( J, h0 Q$ O
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
# X* J, H: o; \5 j }! I2 e. O9 e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
5 y; M+ x8 b6 l% y- e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; q/ C; v% q1 r9 ]' h# G
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/ t6 l( G5 V ~# L$ D1 C平提供基础理论支持。, C) t+ `( P8 t' y6 q
（二）发展目标
c% g" V+ c5 U, i研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
1 u, j9 c' {( h% l! T1 B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5 W; A5 n" f" Q# s; K
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: d/ P% \! I: |
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
! ^2 F& m/ K/ ~7 ?# w! Z病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研
+ q+ W9 {0 I: \$ f+ P( b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1 h. k, E) Q8 C) E
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
8 a5 C9 Y& y u! S* |/ ~. C伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
4 L3 e- k! R$ s9 Z" L4 Q* K三、主要任务3 E, c7 G5 l! v' ^
（一）细胞重编程研究* R J: Y( Q% t6 N5 J, E, J$ K1 x6 p6 Q. [
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得! N6 q( F) N: |$ [9 o
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 s q. }6 `$ ]+ I4 x5 w0 }性技术难题。+ F/ k/ G* F, N" W9 n
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
! F# z, |& k2 L) N( w5 D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9 G. w' `- |1 N+ i
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
/ G- G- V' N+ Z8 ~& L$ x的动态过程。3 C8 c( I. S: S
细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非4 u' R/ [+ K) V# _# ?% M
编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
6 I( H7 v% E: }. t6 i: b |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。
, V5 b$ A R5 r3 i# T2 L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
0 P0 m" } O, }$ V; f0 G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
3 @3 F: |4 l% V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
5 K1 C- A$ c- X% {性。! @' O( \$ p O5 `/ Q4 ?* H& m3 m
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
q9 [! j4 r" C- U2 [2 y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
7 o3 E8 d E1 l1 i# O/ D* ~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
) X, f* f) z+ ^- r6 r细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。3 v1 K# v/ ~9 a% |9 M
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多! J6 ]8 t1 {6 |
能干细胞的建立: c3 m5 @1 e. _- R
研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，1 X- z) A3 k" s) H2 l. h, V: e
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
5 i) I# N. @& V8 V能性干细胞系。- K9 B( I0 }' T z" H* c6 w; ]
干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物
k4 H' X4 h8 B! {6 N; X8 C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
( s0 f9 Q3 m5 d! v. x) 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
0 E7 z( U; B: w9 S8 ^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
# l9 }% o$ F1 w! A1 ~; B% v, C. e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8 \2 X% B- `0 ^8 m2 \5 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
8 v; j4 C- L; x! R1 `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，: B8 _$ L, u4 `0 O& E0 s0 d* q
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。( T$ W7 h& O) {5 L, f0 T8 m& v" U
建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化9 d% G& M4 q6 Y' G% i4 I& q
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
i3 O$ D1 {" R6 A% k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
5 T# g& }) q5 K2 j+ C5 m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
: Y, \& M) [1 n4 C4 ]* F& S0 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5 o' H, V1 A/ I$ ~
胞。* @! N* ^4 T- B, l) a+ e
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究
) q# M0 e$ T/ N- u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* n9 K8 A W0 k# @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+ k/ ~4 m% ~1 J8 J/ 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。( C+ ~# \) ~$ r6 |" B
干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干
4 n% _. w2 r8 F0 o4 K3 K4 g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; A3 `$ i1 x9 B: D
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
4 M; ?; i7 W, L% ?# A2 I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8 N4 k4 M' s+ r9 b
干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白; O4 z0 O0 I8 F; k
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。
5 v4 Y6 r& _2 @& p6 B+ G6 j干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理( S4 {/ V2 ?+ p8 |$ S$ A# u
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，
. f# B2 \, a" g9 D如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
6 `6 C' F# n+ `% `& r5 S作等在大动物中生成人类重要组织和器官。3 A0 O: _% f0 c- K9 o
（四）干细胞与微环境相互作用研究0 X6 F; {6 `; u. a7 C; O+ 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
' F% ?' ~" Y" y1 r, u志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。" A$ D8 {6 b. [
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
- Z6 M$ R8 w' R- @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
0 o: W/ E* V5 @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
- F- R+ G. T1 R9 k7 E更新及分化能力的影响。2 p' E" f) y3 C- I8 |2 A8 F
干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
5 A2 ~2 t/ M( q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: t# X+ R- R# U8 m
相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。
% Y! E9 W( f& y* x3 ]: b: S* S% |（五）干细胞临床前研究1 d, M. h; b# d2 r5 b. l0 S
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5 U9 I* ]2 \8 Q8 u+ T; G% ~
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
2 m5 f% `3 a4 j3 \5 H4 I3 @7 }+ 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
2 N {: g& s- l. O: r4 ], {: R. ?评估。3 _4 l: e+ a7 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
" ]& z8 e0 ]# A) Z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$ E/ R: H% }5 M. Q0 n9 j- ^' 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
. y6 R, I* 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
: K8 Y5 c) a. p5 ~- l; f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 y/ z$ B& x2 m1 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、
7 ?2 N, p/ J9 r! j利用和共享资源。2 Q. r$ i* a+ b# @
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" p) W: o6 e3 a; K. I4 n! k
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
/ g6 X, P. Q& S6 J# U; p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
; L) e+ {0 B: L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# G" W8 Y) s+ G8 G! | e( F3 b
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。7 P. f3 T* ?; L# P, 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
$ ]) L' @& _) S; X& Z8 E8 D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
8 \* F( [3 b; @/ X+ h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 o9 [& d' i9 d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
" |8 d2 y5 Q/ v( j3 c4 e; x" g9 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
( P5 w# E" ~9 [5 N4 w案。
: [4 L6 A: |# ~4 O（六）植物细胞全能性与器官发生) P. i& L( @4 S1 f0 p
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机/ G V Y% O% V$ o# u+ w
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3 Y: N( m) V) j
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) [; K( f8 i }/ 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
: X( n$ _+ w/ r+ f' p$ \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
7 L" V7 C2 ~! t8 |4 W卵发育成完整个体的机制。$ R, A* y$ d/ E$ A+ @
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
s# E$ ^! ~- l3 K7 u m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
5 h* v: {# i% Q2 Z5 z2 j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: z& ?+ \. t! t' d- S. Z
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 A9 y# [" n1 N3 s- E4 ?精细分化图谱和调控机制。' l% T) R- w% O, q2 v5 s0 @+ u
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基, \1 |# y9 h1 }8 e1 P P
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) Q, s4 ?. v; r" E) v% u
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 |2 h. l0 E8 }: S, g和表观遗传调控方式。' s. V. M1 r+ k* e
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
! W1 M N3 i7 o" q' z+ X5 {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2 ]! u' `) y( L5 b$ Z. ?
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( C- |2 [/ x$ y, _1 n" M0 Y/ X% Q5 z
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
! a7 v r% e7 p四、保障措施
# [( q, p: Q+ q2 J0 {! N) w（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划( M% c; j! J- I; L! 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
8 `% `$ O1 l' E! Z2 W( ^筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
0 Q& t) u. Y" {8 P& |; S+ Z1 D- T3 g* J. 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
* _+ x9 }9 I4 e5 R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) T& ^% h: N5 U! F9 x( @
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 Q) ~: s% G- `' y. n( ~+ v
成果的产出。
* i9 Y# o4 f" e R8 n b5 G（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合8 g+ x: v8 N2 j& i6 H' W9 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
1 P, M& p# ]7 J' W; z! l5 I6 p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
" l( K" o, \( m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
$ E Q% h" E) t) [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
/ p+ z% T+ X% @$ T2 i' K# P' S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。) P3 B; L e; y0 y" ?
（三）加大创新人才培养和引进力度* l+ Z3 o" h7 ~; U- Y6 X
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
0 y4 X+ ^5 J( K4 K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8 K" x+ N7 U6 x7 _ C% m9 w4 F
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, I/ Y% B5 _* |4 x3 W
力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
# C) e# {/ h1 c（四）加强国际合作与科学普及; V; B: q, 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
( g/ T9 x6 ] }' c& Y; C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
$ s( Y+ b" P7 `) @% i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，1 Z' Z1 Y3 V& `* r& }
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
# I3 B4 f* W9 I* R9 }标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
4 M+ {3 D2 E+ p1 k" O7 S* L. H |
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发表于 2012-4-26 15:43
