Cell重磅发布！新技术实现哺乳动物全身单细胞精度药物靶点测绘，癌症治疗副作用研究迎新突破

近日，国际知名期刊《Cell》发表一项名为vCATCH（体积透明辅助组织点击化学） 的重磅新技术，成功实现了在哺乳动物全身范围内对共价药物作用靶点进行单细胞分辨率的精确测绘。该技术通过改进点击化学反应条件，克服了大型组织样本中药物成像的深度和均匀性难题，为理解药物疗效和毒性机制提供了全新视角。

图形摘要

突破技术瓶颈，实现全身药物靶点可视化

确立深层组织点击反应的原理

传统方法难以精确显示药物在体内的具体作用位点，通常只能提供器官水平的粗略分布信息。vCATCH技术的创新之处在于引入了预反应铜饱和（PRCS） 和重复迭代反应（RIR） 策略。前者通过饱和组织中的铜结合位点确保点击化学反应深度，后者通过多次刷新反应混合物实现均匀标记。研究团队通过对小鼠全身进行vCATCH处理，结合HYBRiD组织透明化和光片荧光显微镜成像，首次清晰呈现出抗癌药物阿法替尼（afatinib）和伊布替尼（ibrutinib）在动物体内的精细分布图谱。

揭示药物副作用潜在机制

pargyline-yne 靶点在（大脑）半球范围的ACE分析

应用vCATCH技术，研究人员不仅验证了两种药物在预期靶器官（如肺、脾）的富集，还发现了可能与副作用相关的未知结合位点。例如，伊布替尼除在血液细胞中结合外，还在肝脏、心脏组织和血管的免疫细胞上显示结合信号，这为其可能引起心律失常和出血的副作用提供了直接线索。此外，在肝脏中，阿法替尼主要与肝细胞结合，而伊布替尼则更多结合巨噬细胞和T细胞，提示二者在同一器官内作用细胞类型的差异。

vCATCH技术以高空间分辨率揭示酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的全身分布

推动精准药物研发与安全评估

 vCATCH技术揭示酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的器官内分布

vCATCH技术能够在新药研发早期直观评估候选药物的靶向结合特性，帮助科学家判断药物是否精准作用于预期细胞，并快速识别潜在的脱靶效应。团队已开始利用该技术探索癌症药物能否更选择性靶向肿瘤细胞，并研究抗抑郁药等药物在大脑中的作用机制。这项技术有望成为优化药物设计、提高疗效并降低毒性的重要工具。

药物富集组织中酪氨酸激酶抑制剂（TKI）结合情况的细胞类型鉴定

研究意义与未来展望

随着vCATCH等技术不断进步，科学家有望更全面揭示药物在复杂生物系统内的作用网络，推动肿瘤治疗向更精准、安全的方向发展。此前的研究也表明，对特定靶点的深入探索，以及PROTAC、CRISPR/Cas9等新技术的应用，共同拓展了癌症药物的研发维度。vCATCH填补了在体药物作用可视化空白，为未来个体化用药和药物毒性预测奠定了基础。

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01365-0（转化医学网360zhyx.com）

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