我所孙超团队通过研究，成功获得首个药用植物单细胞转录组图谱-长春花叶片的单细胞转录组图谱，揭示了长春碱生物合成途径在叶片中的空间分布规律，为研究植物药和中药有效成分的生物合成、转运和储存机制开辟了新途径。相关成果以“Single-cell RNA sequencing provides a high-resolution roadmap for understanding the multicellular compartmentation of specialized metabolism”为题，于2022年12月15日 发表于《自然》系列刊《自然植物》（Nature Plants），这是国内中医药研究领域学者首次以通讯作者在Nature Plants上发表论文。成都中医药大学首席教授陈士林与中国医学科学院药用植物研究所孙超研究员为论文共同通讯作者。

长春花是研究单萜吲哚生物碱合成的模式药用植物，能够合成130多种单萜吲哚生物碱。长春花也是临床抗癌药物长春碱和长春新碱的唯一植物来源，在药用植物研究领域备受关注。本文作者利用单细胞转录组测序和分析流程，构建了高质量的长春花叶片单细胞转录组图谱，并定位途径基因转录本的空间分布。该途径具有区室化现象，起始于内部韧皮部相关薄壁细胞，中间步骤多发生在表皮细胞中，后期的反应多发生在异形细胞中。此外，作者还发现多个细胞特异性的转运蛋白可能参与了单萜吲哚生物碱的转运过程。此研究对植物次生代谢空间分布的研究提供了有力工具，也为分子育种和转运蛋白合成生物学研究提供了潜在靶点。

该研究极大地推动了本草基因组学的发展，将药用植物有效成分生物合成研究从一维线性拓展到三维空间，从组织器官深入到单细胞水平，大大提升了我们对有效成分的合成、转运和储存机制的研究能力。这将为药用植物的分子育种和合成生物学研究提供更多的潜在靶点。

该研究受到CAMS医学科学创新基金的支持。