Cell重磅發布！新技術實現哺乳動物全身單細胞精度藥物靶點測繪，癌癥治療副作用研究迎新突破

近日，國際知名期刊《Cell》發表一項名為vCATCH（體積透明輔助組織點擊化學） 的重磅新技術，成功實現了在哺乳動物全身范圍內對共價藥物作用靶點進行單細胞分辨率的精確測繪。該技術通過改進點擊化學反應條件，克服了大型組織樣本中藥物成像的深度和均勻性難題，為理解藥物療效和毒性機制提供了全新視角。

圖形摘要

突破技術瓶頸，實現全身藥物靶點可視化

確立深層組織點擊反應的原理

傳統方法難以精確顯示藥物在體內的具體作用位點，通常只能提供器官水平的粗略分布信息。vCATCH技術的創新之處在于引入了預反應銅飽和（PRCS） 和重復迭代反應（RIR） 策略。前者通過飽和組織中的銅結合位點確保點擊化學反應深度，后者通過多次刷新反應混合物實現均勻標記。研究團隊通過對小鼠全身進行vCATCH處理，結合HYBRiD組織透明化和光片熒光顯微鏡成像，首次清晰呈現出抗癌藥物阿法替尼（afatinib）和伊布替尼（ibrutinib）在動物體內的精細分布圖譜。

揭示藥物副作用潛在機制

pargyline-yne 靶點在（大腦）半球范圍的ACE分析

應用vCATCH技術，研究人員不僅驗證了兩種藥物在預期靶器官（如肺、脾）的富集，還發現了可能與副作用相關的未知結合位點。例如，伊布替尼除在血液細胞中結合外，還在肝臟、心臟組織和血管的免疫細胞上顯示結合信號，這為其可能引起心律失常和出血的副作用提供了直接線索。此外，在肝臟中，阿法替尼主要與肝細胞結合，而伊布替尼則更多結合巨噬細胞和T細胞，提示二者在同一器官內作用細胞類型的差異。

vCATCH技術以高空間分辨率揭示酪氨酸激酶抑制劑（TKI）的全身分布

推動精準藥物研發與安全評估

vCATCH技術揭示酪氨酸激酶抑制劑（TKI）的器官內分布

vCATCH技術能夠在新藥研發早期直觀評估候選藥物的靶向結合特性，幫助科學家判斷藥物是否精準作用于預期細胞，并快速識別潛在的脫靶效應。團隊已開始利用該技術探索癌癥藥物能否更選擇性靶向腫瘤細胞，并研究抗抑郁藥等藥物在大腦中的作用機制。這項技術有望成為優化藥物設計、提高療效并降低毒性的重要工具。

藥物富集組織中酪氨酸激酶抑制劑（TKI）結合情況的細胞類型鑒定

研究意義與未來展望

隨著vCATCH等技術不斷進步，科學家有望更全面揭示藥物在復雜生物系統內的作用網絡，推動腫瘤治療向更精準、安全的方向發展。此前的研究也表明，對特定靶點的深入探索，以及PROTAC、CRISPR/Cas9等新技術的應用，共同拓展了癌癥藥物的研發維度。vCATCH填補了在體藥物作用可視化空白，為未來個體化用藥和藥物毒性預測奠定了基礎。

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01365-0

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