“细胞学说”指出“所有生命体皆由细胞组成”，“细胞是生命的基本单元”以及“所有细胞都由此前的细胞变化而来”等核心概念，成为现代生物学的重要基石。然而，细胞的类型如何定义、细胞的过去现在和未来如何精确解码—这些细胞的“谱系信息”在漫长的科学研究长河中，一直是科学中的重要和基本问题并没有得到很好的解答。捕获细胞谱系的多维信息，尤其是探究其在时间、空间维度的精确动态变化，是探索生命奥秘、解析发育程式、治愈疾病、延缓衰老的基础；对细胞谱系的精准操控，是基于细胞治疗、器官重建的未来再生医学应用之不可或缺的前提。本实验室围绕细胞的时空动态谱系问题，主要开展以下研究：
研究方向一：单细胞多组学与谱系示踪技术解析细胞谱系的功能分群与异质性
结合单细胞多组学测序、单细胞谱系示踪、生物信息学、人工智能以及类器官等手段重点关注胚胎与组织中特定功能细胞的动态变化与细胞谱系决定的调控机制。
研究方向二：原位空间多组学技术解析空间功能特异的细胞调控特征
发展和利用高通量、高分辨率的空间多组学技术，研究组织功能实现的细胞基础，揭示原位、动态、多维度的细胞命运决定与调控网络。
研究方向三：新型多能干细胞用于体外器官重建与功能修复
基于细胞谱系的新发现，实现谱系再造、损伤修复与器官的体外重建。
主要学术成果
聚焦细胞的时空动态谱系研究，以技术与数据驱动生物学新发现。开发了多种空间组学原创技术，绘制了小鼠着床后胚胎三个胚层建立过程高分辨率的时空动态分子图谱，揭示了多能干细胞的发育调控网络，解析了小鼠大脑的时空动态谱系发育过程，发现了新型的组织干细胞可用于体外器官重建与组织修复。发表研究论文及综述七十余篇，引用超过3000多次，通讯作者论文发表在Nature、Nature Methods、Nature Genetics、Annals of the Rheumatic Disease、Nature Communications、Cell Reports等，研究成果获选“2019年度中国生命科学十大进展”、“2019年度中国生物信息学十大进展”及“2019年度中国生物信息学十大应用”。
