기능성 파골세포를 질환의 온전한 맥락 내에서 생체 내(intravital) 형광 이미징으로 관찰하는 것은 미시적 수준에서의 복잡한 생물학을 이해하는 데 귀중한 통찰을 제공하며, 파골세포 관련 골 질환에 대한 치료적 접근법 개발을 촉진한다. 그러나 다광자 여기 시스템이 심부 조직 이미징의 해상도를 향상시키는 이점을 제공함에도 불구하고, 적절한 형광 프로브를 사용하여 심부 골 병변 내에서의 파골세포 활성에 대해 조사한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 세 가지 서로 다른 마우스 골 질환 모델에서 파골세포 활성을 생체 내 추적(intravital tracking)한 결과를 보고한다. 우리는 카텝신 K(Cathepsin K, CatK)에 반응하는 2광자 형광성 프로브(two-photon fluorogenic probe) (CatKP1)를 사용하였으며, 이는 활성화된 CatK가 존재할 때 현저한 형광 신호의 turn-on 반응을 보였다. CatKP1을 활용하여, 마우스를 희생하지 않으면서 약물학적 중재를 통해 완화되는 것을 확인하면서, 뒷다리 장골(hindlimb long bones)에서 파골세포 활성의 유의미한 증가를 성공적으로 모니터링하였다. 따라서 본 연구 결과는 병적인 파골세포의 행동을 규명하고 새로운 치료 전략을 탐색하는 데 있어 CatKP1이 유용한 도구임을 보여준다.