渦蟲是一種可用於研究組織再生的模式生物，其體內遍佈具有多能性的成體幹細胞，但現時渦蟲體內的多能成體幹細胞群還需要進一步鑒定。之前的研究中，科學家們使用Hoechst 33342染料用流式細胞術富集出X1作為成體幹細胞，但Hoechst33342染料阻斷了幹細胞的細胞週期，導致X1細胞無法用於渦蟲體內移植等實驗。雷凱博士近年開發了利用低毒性SiR-DNA染料分選幹細胞的科技，分選得到的細胞SirNeoblasts具有增殖活性，從而豐富了研究渦蟲成體多能幹細胞的方法，具有增殖活性的SirNeoblasts顯然更適合在功能上研究細胞命運和再生問題。不過，X1和SirNeoblasts是否是同一類細胞還未在單細胞水准上進行驗證。
近日，西湖大學生命科學學院雷凱實驗室在Cell Regeneration上發表了題為“Canonical and early lineage-specific stem cell types identified in planarian SirNeoblasts”的研究論文，研究團隊使用單細胞測序科技對SirNeoblasts細胞進行分析並鑒定出其細胞類型，隨後將其和X1細胞單細胞數據綜合分析，發現兩者之間大部分譜系祖細胞數量占比類似。此外，本研究還通過SirNeoblasts單細胞轉錄組，對渦蟲成體幹細胞有一些新的發現。
西湖大學生命科學學院雷凱課題組科研助理牛凱萌為本文的第一作者，西湖大學生命科學學院特聘研究員雷凱為通訊作者。
單細胞測序科技的發展日新月异，X1群體的細胞類型在2018年被揭開，但是SirNeolbasts的細胞類型還尚未可知。該研究以此為出發點，通過單細胞測序科技研究了SirNeoblasts的細胞類型，並且將其和X1的細胞數據進行了比較，發現兩者非常接近。接著，又在單細胞數據的基礎上構建了不同細胞譜系的擬時序發育路徑，以及通過對第一次聚類找到的可能的多能幹細胞群體進行二次聚類，找到了更早期的譜系祖細胞。最後，研究團隊還找到了一些新的多能幹細胞標籤基因，並通過體內實驗進行了功能驗證。
該研究在單細胞層面證實了SirNeoblasts和傳統的X1在細胞類型上的高度相似性，這為以後SirNeoblasts在渦蟲細胞移植和轉基因技術開發等方面打下了理論基礎。研究團隊更精細地解析了渦蟲早期細胞譜系發育路徑以及相關標籤基因表達譜，鑒定出的gcm+tgs-1+細胞也可以讓我們更好地研究渦蟲成體幹細胞的本質，有助於推動研究組織再生和細胞命運决定等重要科學問題。