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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）
+ k) V/ V( }! T# U% ?干细胞研究国家重大科学研究计划
# k, z% M$ C2 P7 M: E3 u“十二五”专项规划( w+ H. ]& S. ^3 F
（公示稿）. e( x' @+ l9 i$ H4 ^
中华人民共和国科学技术部' N) ~9 i) p% ?" z# y L1 q% y
2012 年4 月
H/ S4 ?) H+ @) U- t0 C# y2 O. c目录/ x6 Z( X* |8 J3 Z9 K) d4 r
一、形势与需求.......................................... 1
0 q/ x: E+ r1 l5 W二、总体思路与发展目标.................................. 3
; g6 ]" P" r; I5 L6 z, Q（一）总体思路.......................................... 3
2 I( ]; }) M/ N& |3 n4 `* ~（二）发展目标.......................................... 3
) W+ T# I7 f' W% I三、主要任务............................................ 3
2 H1 h/ H. Y; r! z( t) [（一）细胞重编程研究.................................... 3
2 W, U3 i* J* r& d3 u1 l! @ x ^+ |（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
) m& j I c* w1 g1 B& I2 ]; y多能干细胞的建立........................................ 4
, w. t) j1 C9 ^- F/ z! N（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
. L1 N$ L: i; c; w8 a（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6! @" O& \) C1 C$ p
（五）干细胞临床前研究.................................. 6
( V" a& v+ u( H/ \# J* v& `; N+ e（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7* Y; j" y8 H$ A( G; w
四、保障措施............................................ 8
5 v1 p5 G5 r2 j6 {" l（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
5 [6 y `9 R1 l（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 90 R1 q/ D8 {' b1 p/ f+ ]* E* f0 z# M
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9% ^# `1 F n" ? r* u) l
（四）加强国际合作与科学普及............................ 94 B6 B8 j% V% _# i5 k: h6 a2 M+ \
一、形势与需求9 F Z* q4 X# l9 L6 Q
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，
7 W) z% [+ X) B- N. P# M( A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, z6 h9 w2 o: u% q9 i
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
- k5 G ^) ~5 F: f% i治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
% j9 I& w1 h$ x2 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; q; g" f$ B$ L$ F& w& o: 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
6 z4 @" x1 l& f" c/ w- 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( D R0 C2 d2 i* e
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。
! Q' t; C3 O0 F5 j5 T+ P干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
* Q/ C2 r9 ?1 Q! a! e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' g* o9 S# V4 _* D2 U
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
4 `* V5 ?! `" U0 c ?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
( b7 R; k+ k3 d X/ E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
& N9 o8 i1 a2 J( @/ b的投入。/ R4 i" \- e2 p+ o* a6 A" q
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 M: Y" t7 _6 P6 ~
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，
/ ~+ f' V t7 O7 M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
. q/ N8 G5 i6 s7 V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
8 p2 N% J/ D$ D视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。: K% J1 I. }+ }6 V: v/ X
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
^/ S# @- v! U7 q9 u5 h' Q9 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/ [4 n) s" ?/ H5 `) ^5 i4 y& o
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1 e/ Q6 `' T3 `' T1 Q0 P
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, m! \9 n- i% E) g. 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7 d( n4 H, k, z2 ^4 U4 e
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
( V6 i- Z& r9 [1 u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
6 q7 D. L: Y1 F, _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% Q7 o3 o' ?. V6 o
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$ d9 [# v$ [+ r" f; H U4 I
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
3 u& Z" a+ s8 T. q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" P7 }! @% h: C6 f- y% r9 K4 ~
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1 S+ U+ m. @ W( Q: M) a
影响力显著提升。
' s- k- n$ q7 ^4 @+ t: Z但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始# s) |" O7 u2 N$ {8 k3 r' [
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
D; ?% v# V# Z8 |& n) 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
. M' g1 i8 }% V$ t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 S2 j+ N, U4 }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9 a; m4 c4 C" J1 m
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) o* Y9 r. A) i0 }
心技术。! y, }" x/ q, e) N5 J
二、总体思路与发展目标
' a; G9 W5 J7 G/ z O（一）总体思路# Q9 ]9 h& j% [( m
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
/ k0 {1 H3 e/ |4 Q& H8 F' [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# Q9 o" V" i/ M: F- Y9 G
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
2 `5 N# ~; X( @8 ?" l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
: T5 f8 x- c1 f: O* y& L. I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- O6 t/ t" A' j1 ^
平提供基础理论支持。/ N6 U* S8 `, u6 a' U- Z
（二）发展目标
9 K! _1 a, b& F. C) j! j研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重8 j. O/ [3 v" Y3 Q: f
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- @8 O; P2 ^9 k, l: r1 Q- U
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$ Z- u9 m4 G3 {& e! ~7 m0 i; }6 E0 a3 E, f
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
* a; i; q4 b/ c! z" X( C! M" C: k病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研; f* \" U& g) x& d
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3 ?) m6 g# ]4 k& O7 X8 w2 l
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 z/ \2 h9 t2 ]7 n) v) M" r伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
; Z) k4 a8 h- |! a' r1 P2 K三、主要任务5 J6 t3 P- t: \' f0 a* V# `" O
（一）细胞重编程研究5 u( u: J& ?5 Y; Z
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得- z4 I' y3 }9 S# 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3 \/ h5 S/ ~- n% e5 N3 b
性技术难题。
$ ~- F7 x! x' z5 y; A/ H- R细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，$ L6 @+ Q* S B7 ]3 g* Q
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8 q# k% n( m) }2 o$ A: V. ?
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
1 ]8 D* p5 L! Y9 J6 O7 G }# ^的动态过程。
8 u7 _$ R; `: U D1 ]细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
/ k" T* z1 W# Z编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。! d# h# \' V: a% y* j9 G
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。
8 ~ \* \2 z7 I/ l& y# O: h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
/ t8 F5 b7 {- |' q( R9 Q$ S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0 m: q# o( n( `( e* ]0 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1 N- C# R( I3 H2 d
性。
% u( f8 G* K. M4 M/ x6 W2 ?) A, K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. h! _( B* T- ]
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 X8 E, n' I" _4 |3 w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/ A8 n$ O' r) N3 @细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。& N1 b& h( E# W: `; t
（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. G/ E+ T; D0 L: C; e: f( C能干细胞的建立
. z/ u0 Q0 O3 K- }. `, F* b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 W) {6 p! ]8 n1 | R2 B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
: r g7 x+ V7 z+ {4 _0 S能性干细胞系。
' a, O9 y2 _$ }: s5 ^ ~; N干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物
) F7 O( M& Q/ 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( `/ ?9 t4 ]$ x3 ^( p1 y
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
6 a5 n0 {: S: E4 Q" y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
( W I0 p3 o# n r% ^8 X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
+ X. ^0 c( d5 x+ X" E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
' Q0 C# h+ b' v+ G( m2 z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，
( e8 L# F3 T, E% U0 t1 }" F. r比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
+ S: @; D* H6 c+ m9 h I; s4 h3 y建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化3 o Z. _3 u6 h
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
5 A1 q4 h0 _$ L9 d; \( B: o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) V- n& b' E2 y1 z! x N3 z) w* G
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
7 m5 ^4 `5 j* E6 w# r. Y4 Z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2 s) D* c% ~5 H" f3 }8 _
胞。, T* @* _% F* Y8 |# [
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究6 u0 r+ S0 _/ A0 C; s1 x! l
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
7 `8 K# B5 \1 ~- 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) s8 ~$ y$ Z; W+ J" P" Z% r
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。
+ k* a' w/ |, O干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干( ]2 h: B) w 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
P2 ~, b9 O/ D# {7 E: [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 N6 t% I/ p. c0 k
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
9 {% t/ q, T% Z9 T' 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* T* H# {# j( E. }
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。' N/ o9 k8 I" R2 K
干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
* @4 w! z% ]' x9 P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，, t, e6 p- \! P( K7 q! z9 O& g( c
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操9 t! h8 D) [( C6 S. s9 f
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。
5 X$ {/ U* Y+ L! v（四）干细胞与微环境相互作用研究
. H* H; ~8 H% O5 C1 x: @1 D; h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
& j H# i* R0 L' [志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
2 @0 k, w9 J, Y% B# r; U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
- e6 j/ d( ~) W+ Q( Q0 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) @7 a+ m: x2 v" e5 D
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3 E8 D U- z- |( b
更新及分化能力的影响。$ Y' N q! ~/ i6 Y" 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) x4 u) b9 ?( P$ D5 b" H% y
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
1 n* w" H" J/ B1 n- r2 C相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。5 D5 f4 r0 R% ?( j( q
（五）干细胞临床前研究
; c; P6 O2 B% k+ d0 b* g& m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 P) l ]# R7 H' F# U; L* g& J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 x, O. e z3 j) D/ [, l( a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
9 }: G5 e" x! l评估。; U! [+ n; W* V* E* i7 s, B
临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结. ?8 g* ?! t) g* U& R
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
Q$ w1 h5 y% k" ]- {" u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8 `; c6 V+ T0 t+ A
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; L N# w' @/ v7 T# u5 T
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5 o% i/ f4 ^6 k5 o/ z6 f5 ^
丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
& w8 V* s+ Y6 W: u3 J利用和共享资源。
5 u( i5 D3 i8 w! K2 Q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6 k4 I u) u7 i0 {& q( e
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 ~) v6 i7 |6 w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; U0 |! |3 w6 c! `3 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$ }, I9 U+ R% h/ ]8 W3 x" v
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。8 C* q1 h8 |9 K& ?7 } [
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 Q# f. m- ?6 h# b, X, l
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9 c. y) b0 g% X
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; g3 E4 H; E/ a6 m7 g( 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% g4 m5 X7 ~9 ^7 m) W9 T* N
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
6 j% N v# U4 `* x2 e% a案。
7 q" `% {6 a7 S0 d（六）植物细胞全能性与器官发生
1 L" f5 h) Q I0 _6 K系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
: J. d' S$ Z. z) z3 N. C f5 a9 `& x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
( p+ K, Y! @& f" Y/ I! _+ V7 {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$ ?" [/ S) a5 I
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$ z4 s9 U5 g4 X* D" W, J
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+ J8 q. N& {. o2 d' S( D* x
卵发育成完整个体的机制。
& V0 x6 f- S) ?! P! j植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因. i. f7 v1 G9 R( I
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! z, `1 u* W$ k% t9 k; d/ C! U
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3 I9 ^7 a* a: |7 z, l6 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
' k/ j O5 K0 K精细分化图谱和调控机制。2 A, I9 F8 v1 e7 H0 G, _$ B
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基( v7 \2 n. E5 |
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( l: y1 Y; X0 l) Y3 P% b
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3 K* Q( i$ L" }+ x$ a
和表观遗传调控方式。
% r5 Z7 P) ]" z- ]6 _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1 |& c. @ s7 \1 @9 ]! ~4 m) 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
" I0 D( q: X5 B7 i Q2 h3 @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
* ^8 K; ^! b8 G4 V了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
/ M6 u/ y" |( S3 E; v四、保障措施
4 m' Q' p, A; u6 H（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划! d. I6 `" y8 u. n( s
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
. X8 @3 J. p% }' W6 N; h2 m0 e筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
- H+ e2 p, \7 k' @& c; K. U( c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1 k _8 c# k* f+ X: x( `# E% Z
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
! X: R( I8 T9 p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 A! \" p D4 b4 T2 N2 Z
成果的产出。0 p8 h# S" T2 c1 k4 ]9 M% g4 z. C
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合- I" A6 o# B8 [ I# |! Y& o
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& t a* C: [- E! J8 o
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5 x: c+ l t8 \5 J u8 ^% P0 V# ]
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 L/ Z" c; k( a
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/ v: g+ u! K# T8 \& c+ k ]3 D6 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。: Y9 i; n; w2 Q G6 k; D; P2 S
（三）加大创新人才培养和引进力度
; v% h/ L$ X, q9 o- r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% v2 N: Y4 l2 f( t+ u7 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: p5 J I/ @4 x* k& l. E! H, h
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
, h' h+ F8 t5 i3 P. F1 b7 y+ h力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
- z1 y* d; e4 w; n+ `（四）加强国际合作与科学普及0 y# E- Q( ^. S1 h
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) W) r' g$ {9 C0 `% m: L. I! Z9 e
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# O& f# x7 }. C: b6 N4 J
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，
; g+ r* A1 L3 C/ d# M2 y4 O+ w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1 F! |: y8 O4 [: N
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。
5 @) S0 Z! m D |
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发表于 2012-4-26 15:43
