重要发现者包括William A. Mills III、Ukpong B. Eyo等团队，成果以"Microglial cyclooxygenase-1 modulates cerebral capillary basal tone in vivo in mice"于2025年发表在《Nature Communications》。

技术原理
01双光子成像技术：穿透深度与分辨率突破
传统激光散斑对比成像（LSCI）因分辨率限制（>100μm）无法区分毛细血管级变化。本研究采用双光子激发显微技术，利用近红外脉冲激光（波长870nm）激发荧光染料，实现200μm深层脑组织成像，分辨率达亚微米级（0.5μm）。

其物理原理在于：
非线性激发：双光子吸收效应仅在激光焦点处发生，显著降低光损伤；
光学切片能力：通过Z轴层扫精准定位毛细血管（<10μm）与周围细胞的空间关系。

022Phatal靶向消融技术：单细胞精度操控
基于双光子激发的光化学消融技术（2Phatal）实现微米级空间特异性。
光敏剂加载：Hoechst33342标记细胞核，775nm激光激活局部氧化应激；、能量精准控制：20秒ROI扫描（100μs/像素）选择性消除目标小胶质细胞，相邻细胞不受影响。

03多光谱标记联用：细胞身份精准鉴定、通过四通道荧光multiplexing技术同步解析细胞身份与功能。
分子标记组合：CX3CR1-eGFP（髓系细胞）+P2RY12（小胶质细胞）+CD206（巨噬细胞）；
血管动态监测：TRITC-葡聚糖（70kDa）标记血管腔，Rhodamine示踪红细胞流速。

重要发现
01小胶质细胞与血管的精准定位
通过分子标记技术（CX3CR1-eGFP小鼠模型）结合免疫荧光染色，研究区分了小胶质细胞（P2RY12⁺/CD206⁻）与血管周巨噬细胞（PVMs，P2RY12⁻/CD206⁺）。

关键数据：小胶质细胞65%分布于毛细血管，而PVMs主要位于小动脉（64%），毛细血管覆盖率仅1%。双光子成像进一步证实小胶质细胞直接接触周细胞（pericytes）和内皮细胞，为其调控血管功能提供结构基础。

02光学成像技术驱动的功能验证
全局性消除实验：使用PLX3397药物清除CSF1R⁺髓系细胞后，激光散斑对比成像（LSCI）显示毛细血管直径与红细胞通量（red blood cell flux）显著下降50%。
双光子靶向消融（2Phatal）：特异性消除毛细血管关联小胶质细胞（CAM）后，局部毛细血管体积显著缩小，而相邻无CAM区域无变化，证明其调控的局部性。

03临床应用探索阶段（2020至今）
2025：本研究整合双光子成像、2Phatal与基因操作（TMEM119creRT2），首次实现毛细血管级神经血管功能闭环解析。

04应用场景
阿尔茨海默病（AD）毛细血管收缩机制解析。
病理关联：AD患者早期即出现毛细血管收缩，但机制不明；
技术验证：通过双光子成像发现AD模型小鼠中，小胶质细胞COX1表达下降40%，毛细血管直径缩小30%。
治疗意义：靶向小胶质细胞COX1可逆转毛细血管收缩，为改善AD脑血流不足提供新策略。

挑战与展望
01临床转化障碍
穿透深度限制：双光子技术对>500μm深部脑区（如海马）成像仍困难；
运动伪影干扰：呼吸与心跳导致微米级位移，需开发实时运动补偿算法；
人脑适配性：人颅骨厚度阻碍光学穿透，亟待开发非侵入式近红外II区成像。

02未来研究方向
多组学技术联用：空间转录组+双光子成像，解析COX1下游前列腺素信号通路；
微型化设备开发：植入式双光子探针（<1mm³）实现自由活动动物长期监测；
临床前试验：小胶质细胞特异性COX1激活剂（如纳米载体递送）验证AD模型疗效。

论文信息
声明：本文仅用作学术目的。

Mills WA 3rd, Savory NA, Lopez-Ortiz AO, Lentferink DH, González Ibáñez F, Agochi P, Rastegar E, Gupta A, Gupta D, Suram A, Isakson BE, Tremblay MÈ, Eyo UB. Microglial cyclooxygenase-1 modulates cerebral capillary basal tone in vivo in mice. Nat Commun. 2025 Jul 1;16(1):5704.

DOI:10.1038/s41467-025-60753-x.