学科专业评审组:农林养殖组
项目名称:多能性干细胞发育分化调控技术及应用
提名单位: 杨凌农业高新技术产业示范区管理委员会
提名等级:一等奖
提名单位意见: 多能性干细胞是生物学前沿领域,在过去20年里获得了快速发展,在基础研究和应用转化上成果丰硕,对推动我国生物育种和保障人民健康起到了重要作用。本项目针对我国家畜和人类多能干细胞种子细胞资源匮乏、基础与应用研究薄弱导致的家畜种质创新力不足等问题,围绕家畜和人类多能性干细胞的发育分化调控的核心科学问题开展系统性攻关:解析关键基因及相关信号通路参与调节多能性干细胞与雄性生殖干细胞增殖与分化的机制,揭示内质网自噬引起的多能性干细胞的作用机制;明确多种基因及转录因子对多能性干细胞自我更新以及分化的影响;探究雄性生殖干细胞治疗繁殖障碍疾病和代谢性重大疾病及其机理;利用条件诱导、病毒载体注射及基因编辑等方式构建多种用于研究干细胞发育的动物模型,积累了大量干细胞发育相关的重要表型与分子数据,为干细胞发育研究领域提供关键技术支持。该项目所创建的细胞及相关技术在陕西、天津、河南、宁夏等15个省(市、自治区)推广落地,应用单位超过20多家,近5年累计新增产值2.6亿元,经济和社会效益突出。获批发明专利8项,其中4项已完成成果转化;在PNAS、Cell Death and Differentiation、Journal of Biological Chemistry等高水平期刊发表论著30余篇,该项目成果在我国干细胞育种和细胞制药产业的可持续发展中发挥了重要作用,对我国农业和生物医学经济发展做出了巨大贡献。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:华进联
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人系统提出项目总体思路和技术路线,对项目创新成果(1)~(4)均做出重要贡献,主导开展多能性干细胞分离培养、超级增强子调控机制、巨噬细胞和雄性生殖细胞定向分化、基因编辑与克隆繁育等关键技术研发,推动获得CD163-MSTN双基因敲除猪,揭示DMRT1、UCHL1等因子在睾丸稳态维持和抗感染中的作用,并组织建立多类干细胞疾病模型和治疗评价体系。同时,积极推进成果与企业需求对接,促进相关技术在细胞制备、外泌体应用、药物筛选和健康产品研发等领域推广应用。证明材料见附件1-1~1-5、2-1~2-4、3-1~3-5、4-1~4-11、5-1~5-2。
    曾获国家科技奖励情况:获陕西省科学技术奖一等奖2项,二等奖2项。厅局级一等奖4项。
  2. 姓名:李娜
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第二完成人对项目创新成果(1)~(4)均做出重要贡献,围绕多能性干细胞向雄性生殖细胞分化及生殖系统抗感染机制开展了系统研究,主导建立胚胎干细胞向生殖细胞定向诱导与功能评价体系,为解析生殖细胞发育分化规律及开展基因功能研究提供了重要技术平台;以多能性干细胞和生殖干细胞为种子细胞,结合基因编辑和动物模型,参与筛选并验证DMRT1、UCHL1等关键转录调控因子在生殖干细胞命运调控、睾丸稳态维持和感染损伤防御中的作用,推动相关研究由细胞分化技术向抗病机制解析和种质创新延伸。证明材料见附件1-2、2-1~2-3、5-1~5-2。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省科学技术二等奖1项。
  3. 姓名:吴晓龙
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第三完成人对项目创新成果(1)~(3)做出重要贡献,在第一完成人的指导下,创建多能干细胞高效分化为巨噬细胞的体系,为抗病育种和动物疾病模型等等奠定了基础,形成了由多能性维持、谱系诱导、细胞成熟到功能评价的较完整技术流程,为研究免疫细胞分化提供了稳定的体外模型,同时为干细胞介导的抗病育种提供了优质的种子细胞。证明材料见附件2-1~2-2。
    曾获国家科技奖励情况:无
  4. 姓名:张炬庆
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第四完成人对项目创新成果(1)~(3)做出重要贡献,鉴定了人、小鼠和猪多能性相关超级增强子,构建了跨物种多能性超级增强子调控图谱,证实BRD4是维持多能性相关超级增强子活性及其功能的关键调控分子,并发现SOX2、PIM1和FGFR1三个在胎盘哺乳动物中高度保守的超级增强子。相关研究从顺式调控元件和表观转录调控层面揭示了多能性干细胞自我更新与分化命运决定的新机制,为解析不同物种多能性维持规律及优化动物干细胞培养体系提供了理论依据。证明材料见附件2-1~2-2、5-2。
    曾获国家科技奖励情况:无
  5. 姓名:廖明帜
    排名:5
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第五完成人对项目创新成果(1)~(3)做出重要贡献,长期围绕动物生殖发育与干细胞多能性维持的基因调控机制开展研究,将超级增强子预测、转录组测序、单细胞转录组及多组学整合分析引入家畜干细胞研究。同时,推动项目形成“实验验证与计算分析双驱动”的技术模式,提升了多能性调控机制解析、干细胞质量评价及相关技术应用推广的系统性和可靠性。证明材料见附件2-1~2-2、5-1。
    曾获国家科技奖励情况:杨凌示范区科学技术奖一等奖,奶山羊雄性生殖干细胞的发育与分化,2016年
  6. 姓名:张仕强
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第六完成人对项目创新成果(1)~(2)做出重要贡献,对小鼠、猪的多能干细胞建立、维持和巨噬细胞分化进行了系统研究,从组学层面证实诱导细胞的组织驻留巨噬细胞特征,为其替代原代肺泡巨噬细胞开展ASFV、PRRSV等宿主—病原互作研究提供依据。证明材料见附件2-1~2-2、5-1。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:涂琴
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第七完成人对项目创新成果(4)做出重要贡献,在干细胞细胞复合功能水凝胶一体化制备工艺研发与糖尿病慢性创面诊疗应用做出重要贡献,针对糖尿病创面高糖、高氧化应激、易感染、炎症迁延的临床痛点,制备ROS/葡萄糖双响应自修复导电复合水凝胶体系,创新将脂肪干细胞来源外泌体与功能组分动态交联复合,攻克干细胞活性载体易流失、病灶靶向释放难、敷料贴合性差等技术瓶颈,为糖尿病难愈创面提供兼具智能响应、长效干细胞活性递送、多重协同修复的新型生物材料解决方案,支撑项目再生医学转化应用体系搭建。证明材料见附件1-4。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省科学技术二等奖,基于微流控芯片的生物分析化学新方法研究,2017年
  8. 姓名:杨学义
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:洛阳师范学院
    对本项目技术创造性贡献:第八完成人对项目创新成果(4)做出重要贡献,围绕干细胞培养与组织工程应用开展创新研究,建立皮肤表皮干细胞分离纯化及无血清培养技术,完善干细胞稳定获取与体外扩增方法。进一步建立组织工程化角膜上皮植片和真皮等同物构建技术,推动干细胞发育分化研究向组织修复与再生医学应用拓展,形成完整的干细胞培养与组织工程应用技术体系。证明材料见附件3-5和4-7。
    曾获国家科技奖励情况:1.2006年“冻存角膜缘干细胞构建角膜上皮及移植的研究”获陕西省科技进步奖一等奖。 2.博士学位论文获陕西省优秀博士学位论文,并获2007年全国优秀百篇博士论文提名。
  9. 姓名:艾力·艾尔肯
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第九完成人对项目创新成果(4)做出重要贡献,负责多能性干细胞体外培养与分化相关关键实验,优化分化诱导条件,完成样本收集与分子检测;参与实验数据整理分析,协助完善多能性干细胞发育分化调控技术方案,为项目开展提供实验支撑。证明材料见附件1-1、1-4。
    曾获国家科技奖励情况:新疆维吾尔自治区科技进步一等奖(排名6)
  10. 姓名:贺鑫
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第十完成人对项目创新成果(4)做出重要贡献,积极推进成果与企业需求对接,促进相关技术在细胞制备、外泌体应用、药物筛选和健康产品研发等领域推广应用,对本项目主要科技创新的形成及成果转化发挥了重要作用。证明材料见附件1-6。
    曾获国家科技奖励情况:无
  11. 姓名:杨藩
    排名:11
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第十一完成人对项目创新成果(1)做出重要贡献,提出并设计了DUX-miR-344-ZMYM2/LSD1-MERVL调控轴的在干细胞发育分化调控中中科学假说和整体研究方案,为干细胞分离培养奠定了良好的理论基础。主持完成了与浙江寿仙谷植物药研究院有限公司的技术开发合作项目,有效推动干细胞发育分化调控技术的应用。证明材料见附件2-1、4-5。
    曾获国家科技奖励情况:无
  12. 姓名:雷安民
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第十二完成人对项目创新成果(1)做出重要贡献,围绕生殖细胞发育与动物繁育,推动干细胞发育分化研究成果向胚胎工程和种质繁育领域拓展应用。开展异体卵泡寄养、优良种质评价等研究,探索利用体内卵泡微环境促进卵母细胞成熟与胚胎发育的新途径,为提高优良种质资源利用和高效繁育提供技术基础。证明材料见附件2-1。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省科学技术二等奖1项。
  13. 姓名:彭莎
    排名:13
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:第十三完成人对项目创新成果(1)做出重要贡献,完成猪胰腺干细胞向胰岛素分泌细胞定向分化及分子机制解析工作,首次发现叶酸可同步提升猪胰腺干细胞增殖与胰岛分化效率,系统建立叶酸时序诱导工艺。解析了SerpinB1推动细胞周期进展的分子机制,解决分化过程细胞凋亡、扩增不足瓶颈,多层次试验完整验证两套内外源调控通路的生物学功能,构建了完整的猪胰腺干细胞向功能性胰岛细胞分化分子调控网络,形成标准化高效诱导工艺。证明材料见附件2-4、5-1。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省科学技术二等奖2项(2016,2018)
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西北农林科技大学
    单位贡献:西北农林科技大学作为第一完成单位,全面负责该项目的总体方案设计与统筹实施,围绕“家畜和人类多能性干细胞的发育分化调控”的核心科学问题开展系统性攻关,已成功构建适配家畜良种选育、人类及宠物重大疾病防控的重要研究模型和技术平台,细胞株和相关模型被国内多家研发机构使用,配套技术体系与衍生产品已成功在15个省(市、自治区)推广应用。

  2. 单位名称:洛阳师范学院
    单位贡献:参与该项目中的细胞培养与推广应用部分,为推动本项目相关技术体系和衍生产品的落地转化与实际应用做出了突出贡献。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处