干细胞及转化研究 试点专项 2018 年度项目申报指南 1. 多能干细胞的建立与干性维持 1.1 干细胞多能性的表观精密调控研究内容 : 多能性维持 多能性状态转变及细胞重编程过程中非编码 RNA RNA 新型修饰以及新型蛋白修饰对多能性的精密调控 考核指标 : 发现 5-7 种调控人干细胞多能性的 lncrna 或其它相关分子, 揭示其精确调控干细胞命运的机制 ; 明确上述分子与干细胞状态和质量的关系 ; 建立 1-2 个 lncrna 遗传示踪体系 ; 揭示 3-5 个 lncrna 表观修饰蛋白及蛋白翻译后修饰对人始发态 - 原始态胚胎干细胞转变的作用和机理 1.2 异染色质调控干细胞多能性研究内容 : 异染色质组蛋白修饰及端粒异染色质区对干细胞多能性的调控 考核指标 : 发现异染色质或转座子等影响多能干细胞命运及调控的规律, 阐明 2-3 条新机制 ; 揭示端粒等异染色质区影响转座子插入及激活的机制, 取得 3 项以上新发现 ; 解析 3-4 个调控转座子插入及激活基因组的异染色质组蛋白 调控蛋白 1
及复合体的高级结构和功能 1.3 关键亚细胞水平事件调控干细胞多能性研究内容 : 多能干细胞命运维持 自我更新和定向分化过程中的细胞器功能变化 组分重塑 代谢变化及相关新型信号 考核指标 : 阐明多能干细胞命运调控过程中内涵体 / 自噬体 / 线粒体等细胞内膜系统膜转运 线粒体离子信号 能量代谢通路及产物等 3 种以上关键亚细胞水平事件的特点 ; 发现上述事件调控细胞命运 介导新型核质作用模式的 3-5 个新机制, 明确其生物学意义 2. 组织干细胞的获得 功能和调控 2.1 组织干细胞功能亚群与疗效评估研究内容 : 间充质干细胞 造血干细胞的异质性及功能亚群的分子标记 调控机制 功能特性及疗效评价 考核指标 : 鉴定不少于 3 种干细胞功能亚群的分子标记体系和功能特征 ; 解析不少于 3 种功能亚群形成的关键调控因子和机制 ; 建立相应干细胞功能亚群的分离 鉴定与扩增体系 ; 结合非人灵长类动物模型评估上述干细胞功能亚群的治疗效果 2.2 再生中的干细胞命运调控及意义 2
研究内容 : 组织器官损伤及修复过程中, 不同细胞类群的属性转换和命运决定机制及其对组织再生的作用 考核指标 : 建立 1-2 项多谱系同步在体示踪技术 ; 建立 1-2 种人源化动物模型和 1-2 种可诱导式组织损伤模型, 能实现局部以及大面积损伤并诱导细胞属性转换 揭示微环境中细胞及相关因子调控细胞属性转换和干细胞命运的 1-2 项新机制 阐明细胞应答损伤微环境信号的 1-2 种分子机制 2.3 心脏再生和修复的新策略研究内容 : 结合心脏再生模型和微器官, 揭示心脏再生和修复的机制, 建立心脏修复的新策略 考核指标 : 筛选 5-7 个能促进心脏微器官形成 模式动物心脏再生和修复的化学小分子 关键因子和基因, 并揭示其作用机制 ; 结合非人灵长类模型, 建立 1-2 项以动员心脏干细胞 体内高效转分化或心肌移植为基础的心脏再生修复新策略 2.4 器官损伤状态下炎症微环境与间充质干细胞相互作用及演变特征研究内容 : 结合临床标本, 研究肝脏 肾脏的纤维化或硬化过程中间充质干细胞与炎症的交互作用及对疾病进程的影响 3
考核指标 : 建立 2 种以上标记和评价内源性间充质干细胞的体系, 明确间充质干细胞与炎症的交互作用及动态变化特征 ; 揭示 6-7 种以上微环境组分调控间充质干细胞演变, 以及间充质干细胞促进修复的机制 ; 形成 3 种以上治疗肾脏 肝脏纤维化或硬化的新技术 3. 干细胞定向分化及细胞转分化 3.1 干细胞异质性及命运决定的调控网络研究内容 : 干细胞早期分化中单细胞水平异质性及命运调控的关键机制 考核指标 : 从单细胞分辨率解析多能干细胞体内外分化过程中基因表达及其表观遗传学调控的异质性 ; 结合统计学发现 1-2 项调控多能干细胞分化和早期胚层发育的新机制 ; 建立重要的表观遗传修饰酶 RNA 结合蛋白和 RNA 的互作网络及调控细胞命运的一般性模型 3.2 原始生殖细胞发育和分化的调控研究内容 : 原始生殖细胞的关键调控因素及在生殖细胞特化过程中的作用 考核指标 : 建立灵长类和小鼠原始生殖细胞体外分化体系 ; 发掘 3-5 个以上精确调控灵长类和小鼠原始生殖细胞特化 干性 4
维持 自我更新 分化和命运决定等过程的新转录因子和表观 遗传调控因素 ; 结合新发现, 优化人工配子的体外获得方案, 结合生殖系统疾病模型验证人工配子功能 3.3 人血液系统细胞分化图谱研究内容 : 人正常及病变血液系统的干细胞分化图谱 考核指标 : 结合多谱系标记和单细胞分析等, 构建人正常造血系统及 2 种以上恶性血液肿瘤干细胞的单细胞水平转录组 蛋白组与功能组学分化图谱 ; 揭示 3 种以上分化节点细胞亚群的生物学功能及其调控机理 ; 建立正常及病变血液细胞的单细胞水平鉴定标准 4. 干细胞移植后体内功能建立与调控 4.1 干细胞的示踪及评价研究内容 : 大动物干细胞多模示踪技术及动态评价体系 考核指标 : 建立 3 种以上可用于大动物活体多模示踪的人多能干细胞系 ; 开发能示踪外源性和内源性干细胞及评价细胞功能的新技术各 2-3 项, 至少各 1 项可用于临床 ; 结合大动物模型, 明确 2-3 种细胞移植后的存活 迁移 体内分布和功能重建情况, 以及 1-2 种内源性干细胞的调控和动员机制 ; 新发现影响细胞治疗效果的因素 3-4 项 5
4.2 人特定神经元亚型获得及移植研究内容 : 特定谱系人神经元亚型获得及长期安全性和有效性评价 考核指标 : 结合与疾病治疗相关的特定神经元亚型及其关键调控因子, 建立 3 种以上神经谱系报告系统和谱系示踪系统 ; 建立人多能干细胞向 3 种以上特定功能神经细胞亚型的高效分化体系及质控标准 ; 结合灵长类模型, 揭示特定神经元亚型对神经修复和重建的意义 5. 基于干细胞的组织和器官功能修复 5.1 基于干细胞的器官芯片研究内容 : 基于干细胞的肝 肾或胰等人器官芯片及应用 考核指标 : 基于干细胞, 建立 2 种以上具备生物传感和关键功能的重要人体类器官 ; 建立 2 种以上的单个人体器官芯片系统, 实现类器官仿生 3D 动态培养和多维度 高通量筛选 ; 建立 1-2 种复合性人体器官芯片系统, 模拟人体器官相互作用, 并进行验证 5.2 基于工程化微环境的干细胞规模化培养系统 研究内容 : 结合微环境仿生建立干细胞规模化扩增和分化 体系, 规模化 自动化 智能化制备功能细胞 6
考核指标 : 遴选适合干细胞培养的新型材料, 针对造血干等 3 类干细胞, 确定干细胞规模化扩增的物理学和生物学条件 ; 明确干细胞大规模培养过程中多能干细胞的性状及其特点, 揭示胞外信号感应体系 转录 表观遗传 代谢和功能等至少 4 个方面的适应性变化及调控机制 ; 建立 2-3 类干细胞规模化扩增的技术参数 操作规范和质量控制标准, 扩增干细胞, 满足临床应用要求 ; 建立一体化实现规模化诱导分化和功能细胞获取的技术系统, 实现自动化 智能化 5.3 干细胞来源外泌体调控重要组织及器官功能修复研究内容 : 干细胞外泌体对溃疡创面 脑与脊髓等的修复及机制 考核指标 : 分析 3 类以上干细胞外泌体的成分, 揭示外泌体形成与分泌的机制 ; 发现 2-3 种外泌体在体内作用的靶细胞及靶细胞的应答机制, 阐明其促进组织细胞再生 逆转细胞衰老的机制 ; 评价其用于治疗的安全性和有效性 ; 建立规模化生产性能稳定的干细胞外泌体的技术体系, 形成行业标准规范 ; 获得 1-2 个临床研究备案批件 6. 干细胞资源库 6.1 干细胞制剂及应用的标准化 7
研究内容 : 依托临床级人多能干细胞资源库建立干细胞制剂关键技术及标准 考核指标 : 建立快速获得 HLA 单倍型纯合多能干细胞的新技术 ; 建立临床级多能干细胞分化及其他途径获得神经细胞 心肌细胞 间充质干细胞及血液细胞等 4 类细胞的标准化方案和质控标准, 能为临床研究及多中心试验提供具有可比性的所需细胞类型 ; 实现规模化扩增, 形成 4 种干细胞制剂 ; 针对神经 生殖系统的 2-3 种疾病, 建立干细胞治疗这些疾病的标准化方案 ; 按国际 ISO 规范建立细胞存储 生产和应用的相关标准, 完成细胞存储及制备的国家标准 5-10 项 7. 利用动物模型进行干细胞临床前评估 7.1 干细胞的质量及评价研究内容 : 干细胞基因组稳定性及其对神经干细胞质量和功能的影响 利用基因编辑及修饰提升干细胞质量 考核指标 : 结合灵长类模型和人多能干细胞分化, 发现 5 种以上调控基因组稳定性和细胞应答的关键因子 ; 阐明 3 种以上神经干细胞特异的基因组稳定性维持机制和应答特征 ; 揭示 1-3 个关于基因组稳定性影响干细胞质量和分化的新机制, 并通过调控基因组稳定性获得临床级干细胞及其分化细胞 建立系列基因敲除 敲入等基因编辑及修饰的人多能干细胞系 结 8
合脑卒中 中枢神经创伤 神经退行性变等 3 类人的重大神经 疾病的非人灵长类模型, 评价细胞质量以及体内功能重建 8. 干细胞临床研究研究内容 : 针对脑外伤 心血管 肾的某一种重大疾病, 利用临床级干细胞产品进行细胞治疗的临床研究 考核指标 : 针对每种疾病, 研制不少于 1 项干细胞产品并通过国家认可的机构认证 ; 针对每种疾病进行系统的安全性和有效性评价, 并获得可支持进入临床研究阶段的临床前研究数据 ; 在通过伦理评价的基础上, 开展示范性的干细胞临床研究, 建立干细胞 前体细胞或功能细胞移植治疗重大疾病的 3 种以上标准化方案 特别要求 : 干细胞临床研究必须在国家卫生计生委和食品药品监管总局公布的备案干细胞临床研究机构中开展 8.1 脑外伤后的干细胞精准移植治疗临床研究 8.2 心血管系统某种疾病的干细胞治疗临床研究 8.3 某种肾疾病的干细胞治疗临床研究 9