密苏里州堪萨斯城——钓鱼并经常使用蚯蚓作为诱饵的人可能熟悉蚯蚓被切成两半后再生头部或尾部的能力。然而，虽然令人印象深刻，但与涡虫Schmidtea mediterranea相比，蚯蚓的再生能力只是儿戏。本种，类型扁虫的，可以再生从微小的组织片段的整个动物如微不足道作为二百七十九分之一个动物。

这是怎么发生的?哪些细胞类型有助于这种惊人的再生能力?除了显然很重要的干细胞之外，还有多少其他细胞类型对于调节这一过程很重要，它们有什么作用?

斯托尔斯医学研究所 Sánchez Alvarado 实验室成员于 2021 年 9 月 2 日在Nature Cell Biology 上发表的最新研究为这些复杂问题提供了一些早期答案。

“众所周知，伤口诱导表皮和伤口诱导肌肉在再生中发挥不同的作用，但我们想了解大局，”主要作者、该实验室的博士后科学家 Blair Benham-Pyle 博士解释说。斯托尔斯研究所执行董事兼首席科学官和霍华德休斯医学研究所研究员亚历杭德罗桑切斯阿尔瓦拉多博士。

“这是第一项明确发现Schmidtea mediterranea 的所有三个胚层(肌肉、表皮和肠道)对截肢都有转录反应的研究，并且伤口部位附近和远离伤口部位的组织都有助于再生能力，”Benham-Pyle 说。

“以前再生有点像一个黑匣子——我们知道一些重要的基因，我们可以研究一些基因在截肢和再生过程中如何在全球范围内发生改变，但我们不知道单个细胞类型如何跨越动物正在改变他们的行为或功能。这就是这个实验让我们能够表征的东西。”

“梦想中的实验，” Benham-Pyle 描述道，他们最终完成的是“随着时间的推移，在再生动物的所有不同细胞类型中，在单细胞水平上表征基因表达。”

起初，研究人员考虑使用大规模 RNA 测序进行实验，因为基于液滴的单细胞测序——其中每个细胞都封装在带有条形码的脂滴中，然后裂解以使用该条形码标记所有 mRNA——是在本实验所需的规模上不可行。但在 2017 年初，桑切斯·阿尔瓦拉多 (Sánchez Alvarado)偶然发现了一份刚刚发布到bioRxiv的预印本报告了一种名为 SplitSeq 的新单细胞测序方法。Benham-Pyle 与 Sánchez Alvarado 审查并讨论了预印本工作的优点后，他们决定试一试。经过多次尝试、多次优化以及分子生物学和细胞计数技术中心团队的故障排除，Benham-Pyle 成功地为斯托尔斯研究所带来了一种新的单细胞测序技术。