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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）
" s C9 C% u7 Z/ v干细胞研究国家重大科学研究计划8 ^5 q5 @# ^: i o( G
“十二五”专项规划
+ ~5 ^; o( Y1 h9 M5 @' k（公示稿）
- Y+ ~" V9 Y6 j! ^1 n中华人民共和国科学技术部
( t) @" Q" K; a. B) E* ?2012 年4 月
* J! Q H, |' a4 H: b目录
9 B9 d7 W6 M3 B/ Q3 D) I# i. ~1 b一、形势与需求.......................................... 1
- ?; ]* [% `( H二、总体思路与发展目标.................................. 3
$ x+ k2 V d2 i) \, H! R（一）总体思路.......................................... 3
( n" {% a& Q5 \# X e; ?（二）发展目标.......................................... 3
3 L$ R0 ~/ F/ g9 _9 k三、主要任务............................................ 30 s: a1 T0 B9 O( P, y; t' K
（一）细胞重编程研究.................................... 3' d+ a3 ]7 r' R+ r/ D8 Y: ?
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种/ d* e6 I7 ^0 U/ t: i
多能干细胞的建立........................................ 4
7 q8 O" v! J- {（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究................ 5& X$ r3 \7 D4 v: x3 q: T' |. u# {
（四）干细胞与微环境相互作用研究........................ 6
/ V5 ~8 t4 z& l9 j6 u2 S（五）干细胞临床前研究.................................. 6* s7 T$ R1 D7 E y/ D" G
（六）植物细胞全能性与器官发生.......................... 7
* z! `( `( ?3 M四、保障措施............................................ 8. u9 J- m) H$ g5 @; v/ ^
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划.................. 8
7 a' b0 W. J8 b! v' [: `（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合......... 9
/ k" M/ \# U: E2 {9 O9 k（三）加大创新人才培养和引进力度........................ 9( M) q8 d! E, b9 a9 T
（四）加强国际合作与科学普及............................ 9
0 b7 X) F! H1 ?1 j: H一、形势与需求
2 L. q0 m! X9 `9 g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 D4 N) ]/ Q5 s& S$ l- H v
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5 p4 v. q: ?( P; R' O
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9 u- F: M1 B( S [, A. Y$ {
治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、
% D7 ~: m p+ b0 }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+ g9 |) ]. n6 Z. Y* ^% v
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
+ V9 H) e1 o, V) T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0 o$ b/ @$ P; E% D d
究的战略部署，对构建我国国民健康体系至关重要。. e( }0 B' \0 ]
干细胞与再生医学研究已引起各国政府、科技界、企业和公
8 q2 M- S3 q, \+ I F( f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! b. i/ h8 d5 N" V7 J! N. [
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 M0 u( C9 Q0 D; g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
4 f) A8 u/ d. K" P9 ^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. o. }* B% j1 F$ [: x8 \
的投入。
, d$ l4 O0 ]! s) \ l) r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$ Z0 C# h7 w6 i
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，
7 D# W L9 b# G& W/ t: s$ m4 R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# n' e+ e; O* A, A7 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4 \- d) L0 d$ X: |6 I L+ G
视网膜黄斑变性和脊髓损伤等。
* k# {' u/ r: `. }. G: l; _我国政府对干细胞研究非常重视。“十一五”期间，973 计
! v! r( i! V1 i; @7 W, W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( O, N& f O8 G! |0 C5 [# R1 m; 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
4 A" | e6 a* g: v# 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9 ?- S; x$ V) k! 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
6 A. \) @$ f& ~' T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+ X D- B" f0 a, O' H G, o4 g
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
4 i" e% G: l2 c3 \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
/ B2 e1 N* {% T9 f% c! w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
V2 i+ K6 e/ R0 Y% o5 P$ v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5 ?% L, J/ f3 I( A( V
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
1 D: w8 `: D7 p% i( [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 d9 G/ V4 e+ g) Z影响力显著提升。
5 s; u9 A! ]1 W# H' t6 F. H5 I, \9 d但是，与欧美科技发达国家相比，我国的干细胞研究在原始
B' `9 j! e4 a( l/ T9 e. ~0 g: i. b# D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# S& k9 Q% d& `& Z
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5 y3 F3 q/ |1 ]% 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
0 Z B+ p9 t- h/ R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
6 E/ O z* m/ b: R7 b$ [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
' @& U% H" n3 ]) g5 l2 W心技术。
) k! `+ Z+ c# ]# a二、总体思路与发展目标( c- J8 P8 P/ Y0 c% F) a/ ~
（一）总体思路
$ B* g/ ] \: r8 p! d m& i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
' {/ U7 @: q8 O/ @, p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
4 t0 B6 E/ K8 _: m1 H6 d基础和临床前研究。实现干细胞基本理论的突破，开发并推广一5 j4 }: c# [& o4 |$ 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% H% y: V7 w; [: k
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
) U6 |. X0 T( e; ~0 c平提供基础理论支持。" a9 q# D" x9 C I+ \5 I
（二）发展目标4 x0 T7 y; K0 A6 x' y
研究干细胞多能性、定向分化、重编程的分子机制，探索重
9 f( ~" H+ d* I7 l) b1 H" y9 U3 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
( a. L: d+ |; t; 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: N/ [0 P& z, n1 N+ g
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
; A9 q9 N7 J0 _3 Z3 Z; r病模型及相关评估方案；针对心、肝、胰等器官的重大疾病，研
+ n2 j" z0 ~/ h1 e3 k5 s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
. c" F6 T3 X1 [7 [# c5 _3 F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# Q% M, U0 r2 U S& d7 i
伦理标准、规范化的干细胞临床治疗评价体系的建立。
8 |9 e* L" b/ U5 ~三、主要任务
% K0 v' q% q' D* P（一）细胞重编程研究- h; d) T z4 D/ \+ z: k
利用体细胞核移植（SCNT）、iPS 细胞、转分化等技术获得
. K/ ?0 ^) h- @- \; F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9 \: G: W8 p- Q8 Y+ M
性技术难题。. o4 _4 A, A/ X+ q3 N
细胞重编程过程研究。比较SCNT，iPS 等多种重编程过程，
: ]' D3 c! S9 p0 G! ], k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& g9 ~3 H0 t1 m7 }3 f: W9 D" 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/ ~; d- s+ R5 ~; Q+ C0 U
的动态过程。
& A$ y9 G9 d C4 R7 n L1 l9 A细胞重编程调控机制研究。研究基因表达、蛋白质表达、非
. s7 z/ O' I; |. ]+ W% @编码RNA、DNA 甲基化、组蛋白修饰等多个方面的关键调控点。
' H* O4 y* y( x/ S8 l$ L( L/ Y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。
3 U4 p; @3 H p r* n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' Q2 i2 Q( z, O8 G7 u! T' ^& r
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
* p7 k0 `5 E& a' s2 i5 [ |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
& l3 C i9 |. w" t. z$ X$ v: ]性。- a) y$ z+ e2 I9 V- h8 w" u
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* b2 E+ a- F$ v$ R+ }* c
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
) h4 f3 x! P, H, b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; L2 ^. }1 J! e( P3 b4 @1 h* v$ X
细胞模型，用于重要疾病的干细胞治疗与药物开发研究。# i, O6 {- C u
（二）干细胞自我更新及多能性维持的机理研究及新物种多
2 q( C* k0 `9 V5 }能干细胞的建立
. R5 P* D f, f. p研究干细胞自我更新、多能性维持的分子网络及调控机制，
) y: U9 h# s% ~6 o# j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9 c2 v6 ~* R' L7 X
能性干细胞系。+ d: X) q* `7 ]4 ^) G
干细胞自我更新及多能性维持的机理研究。利用分子生物
7 C2 c0 `6 Z! L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
$ q- Y. {1 e& n. {6 q6 S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
. R d4 Q8 F) {- N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
6 P1 h6 l8 l& v) q$ F( g3 W% t' k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1 V! U+ i& c S2 j& h9 S* k
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- b: g( W3 Q8 u$ Z+ J8 l
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，5 d3 M3 P& b- H, x) I' S. \( c
比较在进化过程中干细胞维持自我更新的进化路线等。
! K( q; z: }" ~6 W, I! q建立新型的多能性干细胞。利用mRNA、蛋白质或小分子化$ M. k+ S) B+ O9 P
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
1 I8 a' b" {1 L! 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& `0 B5 e' V9 q o
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; |8 w. _. ?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
: ^3 o& F0 |( _2 y9 V8 c: E! Z% F胞。
5 c; q2 `9 S6 t# V8 \（三）干细胞定向诱导分化及其调控机制研究, ~7 g0 o. T2 k$ |: l* w+ w
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1 ?9 N9 _6 I" p( F" w# l" V
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
* R. j/ q. l; z9 x E- N- d$ }: |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。
+ J9 }9 n5 d O% F& 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& R$ D2 O# l+ e
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8 C+ H+ Z- z/ F& G4 a& N
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
( H N9 D3 s0 D( D6 S* z! g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
) l# A: N6 T, u5 S干细胞诱导分化的数学模型；利用小分子化合物、mRNA 或蛋白
6 T5 E% K+ W+ S2 [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 i. J; Y9 }) X0 L
干细胞诱导分化为组织和器官的研究。结合材料科学、物理
) j W% n' O5 r5 p6 l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，" @" A/ U# l# w& f. y: i
如神经、视网膜、胸腺、胰岛等；结合发育生物学方法、胚胎操
' j& y( O5 T- Z0 {% S2 {) X作等在大动物中生成人类重要组织和器官。
, g0 ]( |9 W+ }: T2 R3 n（四）干细胞与微环境相互作用研究* E4 r. [+ O4 W+ W9 H' z! C6 m7 T% 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
3 X9 p+ B [) I8 b- i* k志物，探索微环境与调控干细胞增殖分化等的分子机制。1 Z: k% ?/ T r. |) X1 {
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 Q& {5 f" ~* u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
/ y* g. v3 [4 N4 F/ m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* y' m0 w; O: Y7 P4 h
更新及分化能力的影响。
) F; L9 T" k1 D) X- {5 Z干细胞的微环境研究。通过蛋白质组学、结构生物学等手段
" h0 _8 h' S8 H2 H, \& N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, i$ X. M; x/ g: D. R
相互作用，以及调控干细胞自我更新与分化的机制。2 }2 J' A( Y# E& e# `% Z& }; A" t
（五）干细胞临床前研究9 ^" E3 K4 r' Y% ]' f. b
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
2 r0 z6 ~ K) v; S8 |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 u% r8 e2 ]% Z. h( O3 n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1 |) e B( I$ k
评估。
* ~0 y& J" n5 z r临床级干细胞的建立和建库。利用干细胞基础研究成果、结
( B4 q2 _0 o0 D2 s7 J l- K! i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
+ o5 L1 j4 J; [/ n5 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7 x: n1 E( }: L& A/ V2 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4 r# O \% z; M; k0 F0 h$ P$ \4 Z4 \
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 g" G: O: N% k: \7 M. p/ A" O0 U$ Z丰富资源；建立国家级临床干细胞库，以便更好的储存、管理、
& z. _* ~3 u! b# D. ]* j利用和共享资源。
1 M6 ?& v* t) [# p# n; _9 o& h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8 \' e9 }! z4 v% s$ h' h
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' B. q6 W* a- c; X. o2 t0 R, Y& ~
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
$ z8 s+ B+ i! J/ @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
& l8 \6 d1 I/ ~; o6 J: K针对不同物种动物模型的标准化评估体系。$ O: K6 X& [3 ` m$ j8 l3 q5 B
干细胞治疗的安全性和有效性评估。结合细胞体内示踪技. q5 K# M* c1 W: 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
5 D, j' M" p& m1 t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
+ L/ d1 V# {+ L0 l9 F2 ~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 x9 S1 w s! M9 ^; `9 `
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
1 r- l- i$ C- r: U6 l5 w% `8 Q+ W案。
. c* T+ M2 t: Z; j) w6 _（六）植物细胞全能性与器官发生
2 Q, U3 I5 [4 j. r; f, S0 D4 }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 Y2 i7 _$ _# V' A8 e3 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/ [' w7 B' U! W* x7 c3 h/ ~ {
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% O4 y! x2 A, \! 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
5 I1 k/ l; e; Y) l# B; O. [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
; u4 I( t9 N; i4 A8 s% V卵发育成完整个体的机制。2 p' p- D4 b5 O5 o9 R8 R( O
植物干细胞和发育。结合分子生物学、生物化学、功能基因
6 B7 {8 K5 Q' E3 G D; Z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* l3 h0 S p$ W
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' d: N! ~# n) j4 ?
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7 ?! S) Y/ `; U! x2 J7 b: o
精细分化图谱和调控机制。2 I; ~, ~0 |$ Q* T" X6 ?& M/ D4 ?8 |
植物干细胞维持和分化的调控机制。利用表观遗传学、全基3 C" M( `+ Q+ @8 C
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
: E: m2 |. V$ ^( g) s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 a+ ~, ^ W9 i0 B& c9 x+ U! [和表观遗传调控方式。
9 k L& x1 @' ~) X% N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
3 S- F% j8 P6 X/ V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
; S, U/ Z1 y' ?5 E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2 Q) ^! S, ^/ J9 q
了解植物愈伤、抗逆等应激现象的调控机制。- j' u: w6 f$ H0 @5 s
四、保障措施* J+ U1 a, l) h0 w( z N5 c
（一）加强顶层设计，实施好专项研究计划; k* X) b6 D' U* H5 O# e" Z
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( f1 G" F' a2 K
筹协调，充分发挥“国家干细胞研究指导协调委员会”的作用，
; F) U- v0 _0 b% 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" Z7 [3 H3 W3 V) r- f. q$ {
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
# {3 q9 D' V# 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
& ]5 D+ c5 @ _成果的产出。 ^ V: J" e/ I9 ^
（二）加强基地建设，促进项目、基地、人才结合" u7 Z2 A' K3 \1 t5 l; 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
9 l" v+ E8 l" N4 J" m4 ~9 g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 w/ W, `( i' o6 Z9 _7 s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$ w0 D$ q, _ K0 K& i5 P8 ?
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8 b* d# |" l: f4 \$ }# ?
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。8 r. M& ^4 {( {# g+ P. J) X' T
（三）加大创新人才培养和引进力度
7 E- |$ V( k- n5 d4 D+ P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 W- u. u! Z9 V( o+ H. e
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
& N o5 K0 ^- U: s: R& W0 p7 |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( r4 c, I) J* u' _
力度，建设国际一流水平的干细胞与再生医学研究团队。5 n2 a3 A8 z! y5 ?4 s, k- a
（四）加强国际合作与科学普及 \0 O( ?( c7 F% x
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4 h# e; }& w3 a
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* f: S9 Y- ~8 \: 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，) v. ^4 R& N. `2 Z8 ^4 d; u; n3 h" q3 ^
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
8 r% n. s* [" ] i标和任务之一，促进全民科学素养的提高。5 L0 Y, l2 D# D9 X0 V5 B
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发表于 2012-4-26 15:43
