多能干细胞是由Till和McCulloch等在60年代初,应用脾集落形成细胞定量法,首先在小鼠体内证明的。他们给经射线照射的小鼠输入同系鼠骨髓细胞,在10~14天后在脾内形成可见的结节,它是由单一骨髓细胞发育分化而成的细胞集落,称之为脾集落形成单位(colony forming unit-spleen,CFU-S)。集落数与输入的细胞数成正比,它可分化发育为红细胞、粒细胞及巨核细胞。CFU-S长期以来用体内集落法进行检测。
在70年代后Johnson和Metcalf等应用鼠胎肝细胞体外培养法,证明具有CFU-S性质的干细胞可在体外培养成功,这是在研究干细胞方法学上的重大改进。