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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）
# u5 T5 B& J2 T/ h S. N干细胞研究国家重大科学研究计划
7 L5 ^' m- T' E$ T“十二五”专项规划
) i$ H/ T5 ]% R& ]* @（公示稿）& u! c0 S/ D5 m+ Q/ p
中华人民共和国科学技术部; v5 h5 E( E/ h% d8 [" T8 h
2012 年4 月
z. \7 G; T. c7 M7 A4 R目录- r) U2 B. k2 ]
一、形势与需求.......................................... 1, G0 s* X9 E* p) ]8 p0 L
二、总体思路与发展目标.................................. 3
/ {, h- Y" T5 H（一）总体思路.......................................... 3
9 w2 y5 ]& B2 Q7 M* s! z0 t6 n（二）发展目标.......................................... 3, y1 H& m5 @$ }4 z1 _: w3 ?
三、主要任务............................................ 3. i3 H9 z7 O' ^# y9 ~4 L
（一）细胞重编程研究.................................... 3
, d* Z8 o6 U% z4 L（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种
, ]) q! Y8 O9 S2 x4 D; x多能干细胞的建立........................................ 4/ s5 [: M/ L% V% O+ z- v, l# {
（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5
: j5 Z! r7 c/ r; h, @9 @6 k（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 62 q! Y8 |( A: g, ~3 _& r% ^
（五）干细胞临床前研究.................................. 6
) @5 y9 o) K, v j1 S4 S, }（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
n; e% D! Q* G7 j' @# T四、保障措施............................................ 8# } @% ]2 T( }# ~/ Z- [# a
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
j- F( [5 ~2 ^, C( f* B（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9! R# z3 o% z5 |! k" y) e' p
（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9$ ~% @3 z9 X+ B9 U
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9- y% J# q/ C3 g* d- F! `6 O' E
一、形势与需求3 C0 |6 E% r3 p
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，
4 S9 ~ E' ~2 {2 J% t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- ]+ P+ R5 u4 q. k0 L K% J
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
2 W& D) M5 y6 L( i: i, v" M( 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、- [$ D _. ~5 C: s& d5 B/ d
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' j1 E {6 w+ G. }/ W! o4 D
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
- x* |% @4 S6 p$ [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 X2 b8 Z$ u. V- ?% h$ h) }究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。% w- [" e( n' K4 a% D
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公- [7 p7 E! t" 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6 N# T. n: \' T8 d
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 N" _9 T B/ Z: A8 T
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
5 n2 |% s! o$ d/ x6 Y% F c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. D/ E1 f8 Y& r; r) b0 n6 S
的投入。( s( A% ?" i# {3 Q+ F
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
! ?9 O" s6 c) U5 `; [6 v4 E8 X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，
3 W, \5 W4 S- W/ E& t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
$ V5 a7 c) y k' y' j2 W6 X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/ J0 ]) f* }; b
视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。* K! ^) O- `1 e! a% W) G7 ]0 }5 h
我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计/ l. l4 Z& _9 E' U5 T3 G
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
# Q5 k5 s9 }8 R' }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# X! e& v7 b2 }$ M# p6 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+ s0 L+ k" n. u3 z3 s* a
诱导性多能干细胞（iPS 细胞）的发育全能性；首次揭示体细胞
8 l: z y' t8 R: I+ U% O$ g. z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
3 E3 s8 v- j. E: R" }8 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5 x2 y! f- E, w0 |$ B" v
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( I' Q% {& A7 z5 c9 U' U) 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
% n* o6 a Q) R' B) |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
; N; E- E5 Q( r5 `: n9 u1 t6 _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
9 c3 D# w: f7 ~5 x9 `# O2 G( T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 Q! U3 }( j% r5 p影响力显著提升。
5 j9 s( d2 f+ o2 ]7 Y+ 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" Z* U4 a0 Z) `* }1 @$ q
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) g E, Y5 Y4 b% ^# N1 y2 ~& c
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
$ o' z$ G( ~8 h) k9 X W% C( H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
T4 {. Q8 j. {) S* T" @* B; I% D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
( k$ s& Y4 e( y: i0 A+ L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 H4 h0 A+ O. @心技术。8 @8 g5 O; ]! I; a9 P# Z7 N D* u
二、总体思路与发展目标. t9 A0 T* l5 V: T% M7 y* ~
（一）总体思路+ c* l2 i; A8 z6 m- h8 g, W' M$ W" [. P
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
7 W \: ]# J5 o5 {. g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
" K% @( G- }( }8 D: D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+ n, X# ?' ?/ W1 M) R# s
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
5 l) \& {! |8 v, R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) E( Q. P4 p) }" `7 I0 }
平提供基础理论支持。$ v4 Q8 k& U7 ^
（二）发展目标
' k* w+ J2 T& c/ A; y研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
* Z8 Y2 d1 P, _1 L+ |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9 d# P( f) _: }) o% c; 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
# R7 A6 ~( o( W" g Y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8 J4 E! Y& z3 _4 R& J; B
病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研# x# t. K9 c$ l( |
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
* D. z9 M# J) C! 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
! C9 b- K7 m( Y, G伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。+ j5 e6 l/ F9 K6 g4 p
三、主要任务+ x7 p$ O @2 }9 {# S
（一）细胞重编程研究+ c2 F | U- v& f: W: _3 N2 Z6 i
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得1 l# @9 Q' m0 \: z1 [
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2 R; r6 _: n0 H; Q: L' ~0 f& S
性技术难题。- U# M! S* T, ]( d* X" d5 C
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，7 C- A# r4 ]$ x/ Y, c1 M
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
1 s4 `9 p3 B) o7 i7 g$ j5 F' Z) B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
/ f9 Q) F* G' I的动态过程。
! N) l0 ^. }6 Z细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
/ F+ i, E7 B5 [. T* Z3 c编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
% q$ P- b) |% q7 B, L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。9 [. v, A# i6 m, q2 A0 {
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( G$ W' k; r) c0 Q
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 k7 g# `1 m1 t) N
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& T3 A c1 l) W) @9 @% E k E. u
性。3 s$ t% X5 w+ n. @, l$ n9 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 e) {3 d, ?* p6 |2 O" m
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6 o2 V) v( u* q6 j6 _
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) }: d5 _! t( s9 O4 Y
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。
) I. ]) T* H; X! X; B9 {（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多8 K$ [5 u$ K% J' h
能干细胞的建立, C1 t3 M% P; B% c
研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
# }. o7 u1 ]" t: b0 F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
& R0 @7 m3 T! \ ?能性干细胞系。2 Y ], {& P- w* Y' {8 l
干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物1 H0 q8 A0 `( e! m Z; w
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8 ~& c3 J# O2 O9 D8 U: i' P
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5 ^9 \& 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
- {: c3 u0 k+ f* j3 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3 f4 Q9 e! ~: s" r4 |
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 {. k7 A! `* [, I; Q
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，, V- O7 J; `2 }
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
Z2 y5 n" v; }建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化
1 n, V- r0 c$ a& Q+ g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
* ~+ H( y2 `9 Y; ^( B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
" C8 y, b+ R6 d8 u) _* x% c v' N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
- {: r3 r5 P% i7 U2 v/ L: H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
! Q" w* f7 F6 t胞。
; ?6 y0 D/ j/ C+ l' T8 N: _（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究5 I. S# x9 m0 {0 v8 O9 J T
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8 c, o2 `- K. U; 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
* _- `# f; ^7 |7 ?% X. Z% A a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。8 ?) U* G% D6 q: Q) q) }
干细胞定向分化机制研究。以胚层分化理论为基础，研究干
' z! h5 u5 ~$ q$ E/ W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% H! n# u7 @, N/ 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% G4 a& {! m/ h, V5 X( y
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
1 j& G9 m' i0 F! W干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白5 g" I/ V: h/ A+ M. n
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 A3 m/ [ {. \9 T干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理- K8 Q6 R4 M0 C" `$ {$ L# o
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，
! `" i0 `' E1 ]5 i1 r( F$ B/ v3 Z如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操# z, h n% U$ m# m# y
作等在大动物中生成人类重要组织和器官。6 o3 K1 p) I: J1 b
（四）干细胞与微环境相互作用研究
* `$ z' b2 T; i& {2 m* u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
: P0 `7 v9 ^7 q$ Y( x+ y$ C志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。
4 r% s$ P! ~, }1 r5 Z# C) 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
5 C2 |" M( J3 O! Q0 V& 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% M6 q6 Q+ _9 H5 ?( X* @0 X. `
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( k, b Y7 I$ Q
更新及分化能力的影响。
! H! D1 S2 O7 R- q+ p4 \: N% e干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段* W" h# P# b( ]. j& _! s0 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
7 ^- s% _$ g* M) C& O) \相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。
5 y, n1 E4 `1 a l. j（五）干细胞临床前研究
) p6 i) H- z3 k0 j: 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
4 ?. F0 R, \4 l* r/ b: R$ O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0 N4 R3 S1 ]# ~& |% y
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4 h8 k% l6 `8 b. L+ M
评估。0 h9 N0 J! w+ {+ p' k& `9 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
) y3 `0 f! K/ k2 w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) C" T9 [, h9 X3 o
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
5 v; j3 X' E+ [. |" H+ z5 J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8 r! z2 z# t# }1 D; x
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4 F0 z$ h3 x! W) ?$ @
丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
* E8 Q6 m- o3 ?4 A利用和共享资源。( w( ~& w) B# V
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! S( C/ h7 ?' 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* Y" U3 p3 v. w, x) l3 {
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
, O: H9 _0 Y0 L7 Y7 j$ Y0 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% q+ _" `7 @+ L1 _4 ?
针对不同物种动物模型的标准化评估体系。/ H( ?+ n- Y, o
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技
8 A0 ?0 a y: c: p2 m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. W0 f Z, _! I1 [3 ^5 m% 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1 Q6 w1 e% o0 r
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
3 F' C- W" s$ p$ ^ p2 b5 H& |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; B# [+ ?+ a, K) H' X; r
案。
0 _$ U9 J( R* M+ e) X7 R4 Q8 ?7 k; \（六）植物细胞全能性与器官发生4 d1 q- b M+ W' P1 Q% C% ^
系统研究激素、温度、光照等调控细胞脱分化和再分化的机
0 K& s% Y1 I* o ~- R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5 v2 m0 C8 L& {2 _8 [: [/ A$ K
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( s% |; q# j }( s, K/ {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
/ E6 }& j% A/ _- L" X3 q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/ {0 j" v( {/ H( s4 |5 x1 f$ V( J
卵发育成完整个体的机制。
* ~, X& D+ j; V0 z# X. P" ?* |植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
# |4 _ L: o6 R- d. l/ V& Y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
* O+ |5 }4 m x. J' n 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
" U6 R$ i- G C. [. K3 c6 ^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
- ~) ~4 m) b) ]精细分化图谱和调控机制。" a7 f* T2 f. c2 n, h: 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
1 v4 e. C8 q5 B1 A5 _, A. c: x& f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- p7 z7 f. T7 C/ k5 w' @5 m% N1 z9 i
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2 n$ V; E2 H8 I7 a# S0 O' w
和表观遗传调控方式。7 s! I6 {) A7 ?+ d y$ k6 s2 w* t
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
- E6 v/ Z% Z- x f# X& {' M, @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# V. N: Y [% 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/ I9 _; J- N) z1 g
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。
9 L% S( r. A" i5 c四、保障措施
2 m: u S3 L. a（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划
2 ~2 m7 W, ?6 K9 U& V K1 R, w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
1 M3 l) q+ h; [4 X筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
3 K' `/ V7 P4 s# U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) @0 L3 N; B' b- F* b
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
/ ~ J) C5 \" F# ]) ?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2 v( _. E+ b. Z' M' i) @$ ^% F
成果的产出。
, d! E4 f" I0 T（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合' }$ p+ ~: a" W S/ M# m% i6 @- s
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
" x+ W3 `3 Y, x9 Z R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
% z/ l X3 ] j8 @% g2 B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
2 Q) l4 P# U! X/ d% ]6 \- j0 c/ K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4 N1 a# n/ n C8 l! ?
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。! ^0 W' x X7 s5 R9 V& X# v
（三）加大创新人才培养和引进力度" e( B* S, l+ Z2 h1 G
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 S6 u: s0 Y& \2 V% M) m, B% W& c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
2 ~8 C9 a9 ?# R" `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) S( V: f" o+ ^力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。
' [5 Z$ M, m: h' e（四）加强国际合作与科学普及 ]$ c: _3 N/ y" u
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- R4 @. b6 a1 @ z* Z8 ~3 K
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5 P) I( }3 b( M
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，
# }3 D w i% @, \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6 ^9 g5 D# r" t- U
标和任务之一，促进全民科学素养的提高。* T9 w, R( f2 y. C0 u$ S* B7 q
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发表于 2012-4-26 15:43
