现在可以获得组织样本或整个器官中酶活性的三维高分辨率图像——这要归功于探针分子，这些分子在酶的激活下将荧光染料锚定在组织内。被绘制的器官通过清晰化过程变得透明。这使得在小鼠肾脏中可视化氨肽酶N活性差异和抑制剂的影响成为可能。
酶在调节生理功能中发挥着关键作用，而异常的酶活性与各种病理状况相关。酶的活性在不同器官间变化，也在单个器官的不同区域内变化。因此，获取组织中酶活性的精确成像，具有详细的空间分辨率，将会很有价值。不幸的是，缺乏合适的技术。酶活性的成像主要通过荧光探针进行。然而，荧光光线几乎无法穿透组织，因此像整个器官这样的大样本无法进行三维成像。一种称为清晰化的过程可以帮助解决这个问题。清晰化是一种传统的过程，通过不同的溶剂和试剂使组织样本高度透明，同时保持其结构。然而，在强烈洗涤过程中，像荧光探针这样的小分子也会从组织中被洗出。
由东京大学的山道新介领导的团队现在开发了一种新的方法，可以在整个清晰化的器官中进行高分辨率三维成像以观察酶的活性。作为例子，他们选择了氨肽酶N（APN），这是一种肽分裂酶，在各种生理过程中以及肿瘤的发展中起着重要作用。他们的成功归功于一种专门开发的探针分子，该分子由荧光染料（BODIPY）、一个“锚定单元”和一个氨基酸基团（丙氨酸）组成。
如果没有活跃的APN，探针将保持不变，并在组织清晰化过程中被冲洗掉。在具有活跃APN的器官区域，酶将氨基酸基团从探针上分离，激活锚定单元。该单元附着到周围的蛋白质上，牢固地将荧光探针锚定在周围的组织结构上，这样就不会被冲洗掉。这使团队能够在整个小鼠肾脏中使用荧光显微镜获取高分辨率的APN活性三维图。这些研究人员甚至能够可视化肾脏内单个管状结构中APN活性的差异。
该团队还研究了APN抑制剂的效果。他们观察到实验抗肿瘤剂阿克汀和另一种APN抑制剂之间的荧光抑制模式不同。这些差异可能源于吸收、代谢和/或药物动力学的差异。这项新的成像技术为药物开发提供了一种不偏不倚的评估方法，该方法不会忽视整个器官细胞水平上发生的小现象。
