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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）
q+ M/ R# \7 r7 C干细胞研究国家重大科学研究计划
( h. y" d T2 m2 i9 S2 A“十二五”专项规划
" V' F7 K0 A+ _( u. L（公示稿）
, G9 Y6 y/ r! Q' O, s* ^中华人民共和国科学技术部
/ {* b0 | c( C, X( Q7 o8 D2012 年4 月/ I' p/ ~: E9 n" f
目录! \2 C# k' H* F5 ]" H9 ]. D/ ^0 L
一、形势与需求.......................................... 1
" l2 p0 G, N* U; c0 }+ j& i: \二、总体思路与发展目标.................................. 3& q5 Y8 J' _' O
（一）总体思路.......................................... 3
l( p7 d7 x- ^2 i( \（二）发展目标.......................................... 3# K4 [7 I0 |; [( V3 X0 m
三、主要任务............................................ 3
' l, T2 d% ?) j! ~' j（一）细胞重编程研究.................................... 3
$ h w; j" c4 G3 X' g# ?1 V) c; l（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种0 e4 z" q7 O% z/ e _
多能干细胞的建立........................................ 4
5 J/ [, p8 \$ [! r9 b v" N（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5' h: ^" K4 Z( w
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6' r2 t" V3 c" T1 v- o5 {- H, S+ c9 m) E
（五）干细胞临床前研究.................................. 6
0 q2 K, Y ], c |. |% x（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
1 T- x; M I) Z四、保障措施............................................ 8
' S& b+ a4 \+ [# w/ s（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8. c6 w6 H6 a. S9 W& y7 e2 h
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9$ t5 J( M& \6 E7 `; \1 ^9 ]- U
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9
$ U6 [" U! `6 T- z8 L1 |, z（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
) o( g2 W' [7 t1 z7 o一、形势与需求% i5 h' [& S. g* G# H; P& Z) X6 a
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，
, Y$ ^. R2 T4 `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8 r( H( I) a5 Q- B
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; t9 w1 ]' `# K4 U
治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、! }' @) v/ `1 s4 g+ |
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
, m$ ^3 o. j) J$ z! _; p' D1 F+ A4 ~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
% ?. c5 M) Q# {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
2 S3 \5 x; V- r7 J" d究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。
: h) G! s: d+ g7 a N {) L干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
% T# X8 Z. b1 O- _( s- o& y$ }4 p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
7 X6 E3 g0 j6 {% X, Z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
( v+ B$ L5 b |7 l" 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
; ~- V6 j5 F: s: A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' ~! Z* z8 |5 J; z5 t3 d
的投入。) f/ y" U. K. }5 d( H U! 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( j7 G' A" i% `3 _# a9 L; ^$ e
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，
" x! l5 z/ O3 K( e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) F7 N3 f k* P2 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
1 h" R# e; ?5 P. V* \9 c视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。$ v, Q2 o( }$ w3 V
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计8 K. s. J! X8 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
8 x5 H/ ?1 ^1 y n; T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+ P- x9 p0 g" K1 y
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
) E' |" @: h6 {' g3 n- T' b* x诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞& w/ h% q4 e! v) `5 S
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/ u9 ^/ h% W3 j7 T
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 Z5 G7 A9 W/ \8 D7 ]# b& z
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& m1 @% Y" d& E5 B) c
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# y1 L9 N( e$ m
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
7 K$ E; d5 a6 C! I+ g' l' M$ Z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 V6 v, `- s5 Q& A" M- o7 o
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
( x7 h- F3 P) {* B6 P2 d影响力显著提升。
$ G9 Y' o" j1 S2 v' V( v但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始& A+ u' `* D5 w1 ~9 k! g- ]
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
0 G9 I2 N0 h- ?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
' a" x3 J6 ]6 S2 S! I$ e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
: X0 J+ A e! u7 G, {" ~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 H& `$ J* n, v$ }) 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
+ s! `+ J* S1 x& F5 k& f8 F# X心技术。& ]7 J: H$ \6 p1 q" Y0 d
二、总体思路与发展目标
* w- A8 d2 d5 t7 J; j6 W0 Q（一）总体思路
$ h& w6 G" j$ K: K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' z8 v8 z+ O6 W+ {( f7 i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% n V3 K3 d3 R' Q" f# r% M1 @0 Z
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& m, |5 e, c, k- j; d) 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
1 j0 {+ A; ~, n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
- }/ Z0 M. w4 x3 E. C4 D平提供基础理论支持。/ e, R; T1 q. Q7 [) |0 U0 G3 q
（二）发展目标& V/ |1 B0 Q [3 ~3 V& y) K
研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重# c3 f5 u n/ P {8 s7 g
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 u+ P0 t% C8 \* r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
: C1 T& K* `6 S4 |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
j- N2 W8 T4 I; y+ k% t4 f$ \病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研
% @/ P* X e5 a1 G$ E* ?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
# q8 n- D) t0 X/ L. h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
3 ~# u# N) n4 R3 d/ L0 g伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
8 D, O" ?4 a$ m3 n三、主要任务
( _" j# I) Y" {* B（一）细胞重编程研究
" l% i$ F; f: T利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
; K- P# v, h+ R9 c9 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; l! s6 M+ }0 Q: x( @
性技术难题。
& K$ N! I5 L3 h! A+ w% q j细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，/ e6 o" i6 R5 o5 ^! K& l3 `$ G
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" h5 R1 W/ |; z: {# h0 a3 s
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3 n! g7 o9 k) _7 h" Q Z! M1 N6 G
的动态过程。9 v$ i8 K" u1 ~* a* h
细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
9 X1 O# e+ O' H( p/ F9 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! }8 Q9 d9 O" W! Y2 n& J S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。
2 t2 }4 |' Q! S: X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
7 a* [3 k8 g! P; S3 Y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
6 m* ^1 d" A2 r/ \7 K- w* }6 `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( q0 F6 i% I( f1 s
性。6 u2 l3 Q$ S9 U' 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
) Z% \4 k& k0 W5 U9 _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# f1 W# u2 F3 j1 F& n
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# e* A/ c( _3 D6 U7 t4 B: o( l5 W
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。9 b# n/ s' u; X# E' j% ~2 N0 o
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多
7 o% z: G7 Q+ h% Q" C* |能干细胞的建立
2 g3 m! Y! S0 j! [. S研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
+ A' d5 s0 l: Z# E! ^, L: Y" 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% J @$ T: X4 B, w$ v+ z
能性干细胞系。- x/ V8 h+ J7 H
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 Y- t) p) S0 s+ @2 {3 ?% @( 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- i9 x, J" i& F% \9 ]
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
! ^3 S# |; r# U' z) F' P! q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
8 H, e) ]4 l4 i/ \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
+ m5 K5 S9 E8 t+ _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, B3 Y7 c1 S1 ?
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，6 x) U1 f& X) E$ b- V2 C S
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
/ J/ M# J. L! q9 J! s2 A建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化 s; t, U5 P8 h9 b2 D a. ?
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- l7 V7 s1 i) J: M
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
, l) ^: }$ F6 R0 w; K! ] I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; r0 l! c* K/ p( r+ 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4 x3 G' P( u! q C$ W/ B
胞。 m4 t+ N" x" l5 B' c7 C
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究" e& l/ f+ x( |6 ~' ? 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
Y: R, O7 X, W5 E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( j# a4 w& |9 s' }7 N
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。 t% C: |; \$ D4 x4 e
干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干
8 q, Y) j. E8 y* [; O8 _# P9 {! |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
, j i1 w x' |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/ {+ ^/ f% {/ v' E! ~7 k2 Q: j! J
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: o- y; b O4 m- z; p
干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白
1 V2 ~: r4 h4 W8 R+ G4 q0 ?# x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。+ s0 X; U+ r6 B
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% o$ c" I) ` N+ a
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，% ]# `) G) k0 `. a# I% A. ?
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操2 u7 G) p! t/ ~$ A$ }) g
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。
6 ?/ r" f" `- _. m X1 x2 f（四）干细胞与微环境相互作用研究
* }7 R {$ T9 J6 m# {) d3 \7 i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% M, s, u a$ q志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
& d# |( ]' k0 O3 n9 E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: Y+ Z0 x( u$ D
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
! t( x; h7 [. I+ O% 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# E8 w* G0 T! ]4 V
更新及分化能力的影响。8 D3 ^% F1 N* u2 f) T2 D
干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
( [! k* x4 z$ a- X) d5 ?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
F+ A1 I. q2 u8 ^' [3 j相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。
' w: h) A7 }: G) p ]* B2 a3 }6 N% B（五）干细胞临床前研究! i1 H( `4 J9 R
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
! Q4 ^5 n0 n" N; Q" r7 ~1 j3 @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
4 i y s6 F& A: q6 C' U7 S$ x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
$ B: G! S8 T" g, J* ~4 X评估。
: ^8 H0 i) d# o临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结. e5 ]( n/ e' f2 H- v6 c
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& x8 ^1 K, \: A+ W
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9 z0 Z, b4 T/ s0 _
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) H2 ~" z4 e7 m9 t) W6 ^. 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, m$ f2 T; m' N: Q. o7 D. s9 [+ S; C
丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
9 A4 G! z& ?" F5 H- _利用和共享资源。$ D L" t! k" N
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% z y0 ^5 C# V6 ^
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
4 k; L- Q: U; P/ w% Q: r% i! v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
' Z' [. G* W" q7 k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* A9 h u1 I. p- a7 @* @* A* D
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。6 j. z z! c' `! C7 T( o& Q
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技; m% p/ S$ y7 H
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
. ?+ `1 }! K9 d( H* d- L! 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
8 k- H v* O, G( P' F 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
! a$ w3 m G# ]3 ?8 F8 ?$ a* P7 G0 a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$ x1 I2 S* a# ]" Z6 |( [; ~2 Z
案。
2 t9 r/ {9 S# x. ?! v（六）植物细胞全能性与器官发生3 |. m; @8 Q5 d) S
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机- f5 D8 v2 G7 t" J6 K; p7 y
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" J& _- R8 H) f [
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
0 Z" f' a* n2 d8 _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! ?- n" r& [9 H5 ?
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8 K( S9 f5 [2 }
卵发育成完整个体的机制。
8 Y6 g0 X) z0 A8 A: Z植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
$ ^0 j; O- S+ [. j2 E6 A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" x8 N4 i0 ]( `! P4 W4 {
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
8 n5 i- ?0 C0 ]7 w( ]3 T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
9 e' @5 R! @ S精细分化图谱和调控机制。6 c/ C$ y7 f! I4 ]2 f" 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' U; E, d. O. z1 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" j* ~5 ]* |1 Y) F
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
) z$ j: x9 M5 h3 j5 K和表观遗传调控方式。3 `3 C$ D0 q* z" @9 c$ g
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$ L4 m% A/ H" R9 l6 t7 l9 _! L/ 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+ h# L( e* x0 N8 ?* @
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9 O- r( d2 F. |+ y: q
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。# F; o5 l q, ]1 @6 Q! H: F/ L
四、保障措施) A: l4 t2 }3 i% _- S9 M
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
' F9 Q7 y' U+ H2 U7 z9 t5 m" v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
! w3 W! M d8 W1 \( x, j- 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，, G) C# z+ y$ B! i3 j( y2 n& `
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
, J0 o# Z3 ?$ C: U! ^& |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$ G9 e" a# m: C; d
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
! V" B$ r4 s: D8 t6 L, i成果的产出。+ H$ `; v1 E& G; E/ V, x1 }
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合7 o6 o7 |' j. r& z) o* A
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# ^! p! Z, D$ [" l; ^
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. S- A5 `9 P! e; p2 f& r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9 F5 R- S. t% B: c! H4 z: E; Z
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
* z6 }$ Q" Q% k5 E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。
, z/ R# B8 I l$ D0 I8 J（三）加大创新人才培养和引进力度+ v3 o$ N$ s! d
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1 L, Y7 c4 h6 o! [ K! T2 d& `( 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
) _' U* {: Y% L- \* G+ f& \! C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
$ |6 T$ H9 J" `; t3 Y2 @5 F力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
% e9 d* G* j/ x（四）加强国际合作与科学普及
# H) u3 a) a: V3 o7 i5 X; }9 f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: s9 ]6 Z- ] B) o$ i
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
6 q- ^6 `( _) I0 G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，
7 U: g* @+ t- B2 U2 B$ C5 e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
! e0 h1 L: B$ _0 C标和任务之一，促进全民科学素养的提高。+ ?( Z, x- Y, H5 M& E6 ^# N$ t
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发表于 2012-4-26 15:43
