幹細胞研究國家重大科學研究計劃“十二五”專項規劃(公示稿) 2012年06月06日
19:45來源：政府網站（中國經濟網編者按：科技部基礎研究司2012年4月20日 發佈關於國家重大科學研究計劃、科技基礎性工作專項“十二五”專項規劃的公示，其中包括幹細胞研究國家重大科學研究計劃“十二五”專項規劃公示稿）
目錄
一、形勢與需求 二、總體思路與發展目標 (一)總體思路 (二)發展目標 三、主要任務 (一)細胞重編程研究 (二)幹細胞自我更新及多能性維持的機理研究及新物種多能幹細胞的建立 (三)幹細胞定向誘導分化及其調控機制研究 (四)幹細胞與微環境相互作用研究 (五)幹細胞臨床前研究 (六)植物細胞全能性與器官發生 四、保障措施 (一)加強頂層設計，實施好專項研究計劃 (二)加強基地建設，促進項目、基地、人才結合 (三)加大創新人才培養和引進力度 (四)加強國際合作與科學普及
一、形勢與需求
幹細胞作為一類具有自我更新和多向分化潛能的細胞群體，能進一步分化成為多種類型的細胞，構成機體各種複雜的組織和器官。幹細胞及其分化產品為有效修復人體重要組織器官損傷及治愈心血管疾病、代謝性疾病、神經系統疾病、血液系統疾病、自身免疫性疾病等重要疾病提供了新的途徑。以幹細胞治療為核心的再生醫學，將成為繼藥物治療、手術治療後的另一種疾病治療途徑，從而成為新醫學革命的核心。加強幹細胞和再生醫學研究的戰略部署，對構建我國國民健康體系至關重要。
幹細胞與再生醫學研究已引起各國政府、科技界、企業和公眾的高度關注，美日等發達國家均在國家科技戰略規劃中將其作為重要發展領域，在幹細胞發育調控、幹細胞製備技術、幹細胞臨床應用等領域進行了重點部署。很多國家持續增加對幹細胞的研發投入，醫藥企業也逐漸加大對幹細胞和再生醫學研究與應用的投入。
隨著對幹細胞多能性調控分子網路及多能性維持基本規律的了解，科學家們逐漸探索出胚胎幹細胞體外培養的適宜條件，建立起包括小鼠、大鼠、恒河猴和人類的胚胎幹細胞係。美國和英國已批准部分胚胎幹細胞臨床應用研究計劃，涉及的疾病包括視網膜黃斑變性和脊髓損傷等。
我國政府對幹細胞研究非常重視。"十一五"期間， 973計劃、 863計劃和發育與生殖研究國家重大科學研究計劃大力支援幹細胞的基礎研究、關鍵技術和資源平臺建設，在幹細胞研究及轉化應用領域取得了一批標誌性成果：在世界上首次證明了小鼠誘導性多能幹細胞(iPS細胞)的發育全能性;首次揭示體細胞重編程起始的分子機制;首次成功建立大鼠和豬的誘導性多能幹細胞;發現提高誘導性多能幹細胞的轉化效率的有效途徑;鑒定了幹細胞乾性的分子標誌物等;研發了一批治療性幹細胞產品和組織工程產品;篩選和研究了一批能夠促進幹細胞自我更新、改進 iPS細胞誘導及提高幹細胞定向分化效率的小分子化合物;建立了更加適合臨床應用的人胚胎幹細胞( ES)係;發現了新的調控 ES細胞自我更新的轉錄因子。我國在幹細胞研究領域的國際影響力顯著提升。
但是，與歐美科技發達國家相比，我國的幹細胞研究在原始創新能力與標誌性成果方面仍有一些差距。針對幹細胞與再生醫學研究領域亟待解決的問題，我國幹細胞研究應力爭在幹細胞多能性維持與重編程的分子機制、幹細胞與微環境的相互作用、幹細胞定向分化與轉分化、幹細胞應用轉化研究與關鍵性技術等方面取得突破，尤其應該重點支援未來幹細胞臨床和轉化應用的核心技術。 二、總體思路與發展目標
(一)總體思路
以深化幹細胞研究和促進轉化應用為總體目標，優化整合幹細胞研究資源，培養創新能力強的高水準科研隊伍，加速幹細胞基礎和臨床前研究。實現幹細胞基本理論的突破，開發並推廣一批臨床級幹細胞產品和以幹細胞為靶點的藥物，為形成幹細胞臨床應用標準、發展幹細胞臨床治療新技術、和提高疾病的治療水準提供基礎理論支援。
(二)發展目標 研究幹細胞多能性、定向分化、重編程的分子機制，探索重大疾病的幹細胞治療途徑，重點突破幹細胞乾性的獲得、維持和轉化調控的機制;揭示微環境與幹細胞的相互作用規律;研製以大動物和非人靈長類為特色的用於幹細胞臨床前研究的重要疾病模型及相關評估方案;針對心、肝、胰等器官的重大疾病，研製若干具有重大臨床需求的人工組織器官;闡明幹細胞再生修復治療的機制，取得幹細胞應用領域關鍵技術重大突破;推動符合倫理標準、規範化的幹細胞臨床治療評價體系的建立。
三、主要任務
(一)細胞重編程研究
利用體細胞核移植(SCNT)、iPS細胞、轉分化等技術獲得功能細胞，解答發育生物學、幹細胞研究和再生醫學領域的關鍵性技術難題。
細胞重編程過程研究。比較SCNT，iPS等多種重編程過程，描繪出細胞重編程過程的精細圖譜;揭示參與重編程的各種信號統一協調的作用方式;建立精確的數學模型模擬分析細胞重編程的動態過程。
細胞重編程調控機制研究。研究基因表達、蛋白質表達、非編碼RNA、DNA甲基化、組蛋白修飾等多個方面的關鍵調控點。利用這些可調控步驟提高重編程效率，開發新一代重編程手段。
譜係重編程和細胞類型轉換研究。研究體細胞譜係重編程過程及其調控機制。通過細胞類型轉換獲取具有功能和能用於治療的細胞或組織;評估轉分化來源的組織和器官的安全性及有效性。
利用重編程技術建立疾病的細胞模型。利用重編程技術建立病人體細胞來源的多能幹細胞，作為疾病的體外模型;結合基因修飾及重編程技術等多種方法建立大動物和非人靈長類疾病的細胞模型，用於重要疾病的幹細胞治療與藥物開發研究。
(二)幹細胞自我更新及多能性維持的機理研究及新物種多能幹細胞的建立
研究幹細胞自我更新、多能性維持的分子網路及調控機制，取得理論突破，利用新技術建立新型多能幹細胞係和新物種的多能性幹細胞係。
幹細胞自我更新及多能性維持的機理研究。利用分子生物學、生物化學、細胞生物學等多種手段研究維持幹細胞自我更新的條件;分離鑒定幹細胞特有的包括非編碼RNA在內的多種分子標記，檢測與幹細胞自我更新相關的特有的表觀遺傳狀態;建立評估幹細胞多能性的標準;比較各種不同來源、不同發育能力幹細胞的基因及蛋白表達譜;研究轉錄後修飾等對幹細胞自我更新進行調控的途徑，尋找各個物種特有的維持自我更新的通路，比較在進化過程中乾細胞維持自我更新的進化路線等。
建立新型的多能性幹細胞。利用mRNA、蛋白質或小分子化合物誘導等多種手段建立新型的多能幹細胞。利用重編程或其他發育生物學手段在新物種中建立起穩定的多能幹細胞係;結合材料科學、生物力學開發新型材料，大規模培養幹細胞;開發新型培養系統，穩定培養能滿足臨床治療或藥物開發等需求的幹細胞。
(三)幹細胞定向誘導分化及其調控機制研究
研究幹細胞向某一特定細胞類型分化的條件，定向誘導胚胎幹細胞、iPS細胞及成體幹細胞分化為可用於細胞治療的功能細胞。結合材料學與組織工程技術研製功能性的人工組織器官。
幹細胞定向分化機制研究。以胚層分化理論為基礎，研究幹細胞誘導分化的分子機制。結合發育生物學，研究幹細胞在體內外的分化過程。揭示重要調控元件、轉錄程式、表觀遺傳網路調控幹細胞分化的機制;利用計算生物學、系統生物學等方法建立幹細胞誘導分化的數學模型;利用小分子化合物、mRNA或蛋白質，開發新型定向分化技術，將幹細胞高效誘導為功能性細胞。 幹細胞誘導分化為組織和器官的研究。結合材料科學、物理學、化學等技術誘導幹細胞分化為具有特定功能的組織和器官，如神經、視網膜、胸腺、胰島等;結合發育生物學方法、胚胎操作等在大動物中生成人類重要組織和器官。
(四)幹細胞與微環境相互作用研究
圍繞幹細胞與微環境的相互作用，發現新的幹細胞多能性標誌物，探索微環境與調控幹細胞增殖分化等的分子機制。
成體幹細胞的分離鑒定。研究成體幹細胞維持自我更新的分子機制，分離培養成體幹細胞，建立穩定的細胞係，全面檢測成體幹細胞的擴增和分化能力，比較體內外微環境對幹細胞的自我更新及分化能力的影響。
幹細胞的微環境研究。通過蛋白質組學、結構生物學等手段分離鑒定幹細胞微環境的重要組成成分;研究微環境與幹細胞的相互作用，以及調控幹細胞自我更新與分化的機制
。(五)幹細胞臨床前研究 以臨床級幹細胞建係與建庫為基礎，規模化培養擴增並定向誘導分化幹細胞，分離、鑒定和純化特定功能細胞;選取理想疾病模型，進行標準化的細胞移植、功能評價及致畸與致瘤等風險評估。
臨床級幹細胞的建立和建庫。利用幹細胞基礎研究成果、結合生物製品相關規定和臨床應用的實際需求建立統一、規範、明確的臨床級幹細胞標準;依據標準，結合化學生物學、細胞生物學、材料學等技術開發安全無污染的幹細胞培養方法;建立不同方法、不同來源的多樣化的臨床級幹細胞係，為臨床前研究提供豐富資源;建立國家級臨床幹細胞庫，以便更好的儲存、管理、利用和共用資源。
重要疾病動物模型的建立。針對人類重要疾病如神經退行性疾病、代謝類疾病、心血管疾病等，利用並優化已有的動物模型建立方法，如自然篩選、藥物誘導和基因修飾等，建立新型疾病動物模型，重點發展大動物和非人靈長類動物的疾病模型;制定針對不同物種動物模型的標準化評估體系。
幹細胞治療的安全性和有效性評估。結合細胞體內示蹤技術、分子成像技術和新的臨床醫療手段，建立和完善幹細胞植入後細胞存活率、移植物與宿主的整合情況、功能改善狀況、致畸和致瘤風險評估等方面的系統監測指標;依據這些技術和指標對幹細胞臨床治療進行系統評價，建立可行的幹細胞移植治療方案。
(六)植物細胞全能性與器官發生
系統研究激素、溫度、光照等調控細胞脫分化和再分化的機制，植物細胞全能性的遺傳與進化機理，細胞全能性和器官分化的激素調控，植物生長點的維持、再生和器官發生的遺傳與表觀機制，植物無融合生殖的機制，植物遺傳轉化的新技術等，研究植物如何由單個體細胞發育成完整植株機理，促進揭示體內受精卵發育成完整個體的機制。
植物幹細胞和發育。結合分子生物學、生物化學、功能基因組學和體外培養技術、體內示蹤技術，分離和鑒定不同物種、不同部位中存在的植物幹細胞;揭示幹細胞在植物器官發生和發育過程中的功能和起作用的關鍵基因;闡明幹細胞在器官發生中的精細分化圖譜和調控機制。
植物幹細胞維持和分化的調控機制。利用表觀遺傳學、全基因組學和生物資訊學等方法系統研究環境因素、激素和遺傳因子在植物幹細胞維持和分化中的統一協調關係，挖掘新的調控基因和表觀遺傳調控方式。
植物細胞去分化和再分化的調控機制。以植物細胞特有的去分化和再分化應激形式為模型，研究在體細胞去分化和再分化的分子調控網路，揭示環境因素和遺傳物質相互作用的關係，深入了解植物愈傷、抗逆等應激現象的調控機制。
四、保障措施
(一)加強頂層設計，實施好專項研究計劃
繼續實施幹細胞研究重大科學研究計劃，加強頂層設計與統籌協調，充分發揮“國家幹細胞研究指導協調委員會”的作用，協調我國幹細胞基礎和應用研究工作,面向國家重大戰略需求和世界科學前沿，進一步強化重大科學目標導向，完善項目首席科學家負責制及鼓勵創新的評價機制，促進系統性、原創性重大成果的產出。
(二)加強基地建設，促進項目、基地、人才結合
繼續加強幹細胞研究基地建設，充分發揮國家重點實驗室等基地的科研平臺作用，促進項目、基地與人才緊密結合;強化科技資源開放共用機制，促進科技資源的合理配置和高效利用;鼓勵科研機構與臨床單位合作，注重建設幹細胞臨床研究基地和臨床轉化基地。設立試點單元，推動幹細胞轉化研究和規範化應用。
(三)加大創新人才培養和引進力度
充分利用各種高層次人才計劃，培養和造就一批具有國際視野、能夠引領幹細胞科學技術發展的高水準領軍人才，創新體制機制、優化政策環境、強化保障措施，加大海外優秀人才的引進力度，建設國際一流水準的幹細胞與再生醫學研究團隊。
(四)加強國際合作與科學普及
吸納優秀外國科學家和海外優秀華人學者以多種方式參與幹細胞研究重大科學研究計劃實施，支援我國科學家參與國際合作和在國際組織中任職，鼓勵提出國際合作計劃。重視科學普及，弘揚科學精神，將科學普及工作作為重大科學研究計劃實施的目標和任務之一，促進全民科學素養的提高。
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