在药物研发和精准医学中，深入理解药物靶点蛋白在细胞内的时空分布特征，是实现精准设计、优化治疗方案、减少脱靶副作用的关键。然而，靶蛋白常处于复杂的亚细胞微环境中，其表达位置和动态行为会随细胞周期、代谢状态或外界刺激发生变化。传统的群体平均分析和常规显微成像（受限于约200 nm分辨率），难以还原其真实的动态功能状态。
图1. GLF-MINFLUX工作原理及药靶蛋白超高时空分辨率成像研究
近日，复旦大学药学院王璐课题组、上海理工大学顾敏教授团队以及复旦大学光科学与工程系马炯研究员团队合作，在Science Advances期刊发表最新研究成果，报道了一种新型超分辨单分子成像技术——GLF-MINFLUX（Gradual Labeling with Fluorogenic Probes for MINFLUX），突破了复杂细胞环境下成像精度与标记密度的双重瓶颈，实现药靶蛋白时空分布的可视化解析。
该技术基于紫杉醇药物分子构建的MaP荧光染料与蛋白激活型“开/关”荧光策略，结合“逐步标记—定位—漂白”流程，在细胞中实现微管蛋白等药靶蛋白的高密度、精准定位。相比传统MINFLUX方法，GLF-MINFLUX在定位精度、成像效率和标记密度上分别提高了1.7倍、2.2倍和3倍，并实现了微管蛋白、线粒体TOM20蛋白等靶标的超高分辨率成像（空间精度达2.6 nm）。同时，GLF-MINFLUX可在活细胞中实现约200微秒时间分辨率和~7.8纳米空间分辨率的膜蛋白动态追踪。研究表明，在细胞膜基底面存在“限制性”和“跳跃性”扩散模式，而在丝状伪足区域则表现出更高膜流动性。这一发现为深入理解靶蛋白在不同膜区域中的动态行为和跨膜机制提供了全新视角。
GLF-MINFLUX技术为药靶蛋白在活细胞内的时空定位和动态研究提供了强有力工具，在药物靶点机制研究、细胞信号调控、靶向治疗策略开发等方面具有广泛应用前景。
本研究由上海理工大学博士后姚龙芳、复旦大学药学院博士生司东娟为共同第一作者，上海理工大学顾敏教授、复旦大学王璐青年研究员和马炯研究员为共同通讯作者。项目得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、上海市基础研究特区计划等基金支持。
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv5971
