药物靶标蛋白的亚细胞定位及其时空动态行为，是决定药物作用机制与调控效应的核心因素。然而，当前广泛使用的荧光蛋白标记体系仍受亮度有限、体积较大、光漂白不可逆等因素制约，难以实现活细胞中药靶蛋白的高时空分辨率、长时程可视化研究。针对这一瓶颈，复旦大学药学院王璐团队构建了一类新型可逆响应蛋白标签 ReTagX（Regenerative Tag）。该体系可在荧光淬灭后自发恢复信号，显著提升活细胞成像的持续性与抗光漂白性能，结合 STED 等超分辨显微成像技术，实现药靶蛋白在活细胞中的长期稳定可视化与单分子动态追踪。相关研究以“A bright and regenerative array tag with fluorogenic ligands for long-term live-cell nanoscopy and single-molecule tracking”为题发表于 Nature Communications。
新型 ReTagX 标签结合“开—闭环”可控荧光小分子探针，实现高信噪比、免洗的活细胞标记，并具备高效可逆结合能力，突破传统蛋白标签与共价结合荧光团所引起的光漂白及信号损失瓶颈，实现长时程稳定的荧光信号恢复。在 STED 成像中，该体系可对TOM20蛋白实现 100 分钟的长时程观测（传统共价标签 <1 分钟）。与传统共价结合标签Halo-Tag相比，ReTagX 进一步提升标记亮度与信号持续性，可将膜受体TNFR2蛋白的单分子追踪时间延长约 2.9，并在 5 分钟内保持 >80% 的轨迹。
该体系在 STED、SIM、SMLM 等多平台超分辨显微技术中均表现出卓越的长期成像与单分子示踪能力，显著拓展了活细胞内药物靶标的可视化维度，为解析药物靶标的结构—功能关系、作用机制动态演变和药效动力学过程提供可视化新平台和新方法。
论文第一作者为复旦大学药学院博士生司东娟、董郅豪以及博士后邢刚。复旦大学王璐青年研究为通讯作者，中科院生物与化学交叉研究中心陈忠文研究员以及湖南大学袁林教授为共同通讯作者。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.nature.com/articles/s41467-025-67273-8
