《科学》首次发现：大脑里有大量缺氧区，但运动可大幅缓解(2)
近年来，荧光蛋白工具也经历了一系列改造升级，最新研究使用的就是一种由荧光酶素和荧光蛋白组成的荧光融合蛋白（名为Green enhanced Nano-lantern，简称GeNL）。在荧光素酶的催化作用下，发光底物furimazine发生氧化反应，反应产生的能量就以光的形式释放。
为了测定钙活动，研究团队在小鼠的星形胶质细胞中表达GeNL，并通过开颅手术将底物注射至脑内。不幸的是，他们在实验中遇到了一些挫折：他们拿到的荧光蛋白产品在生产环节出了问题。在等待制造商提供新蛋白的同时，论文第一作者Felix Beinlich博士决定用这批“次品”继续进行实验，用于优化监测系统。
在实验中，Beinlich博士注意到发光的强度出现了波动。这种波动反映出什么样的生理变化？荧光酶素催化底物的反应需要氧气参与，在一定条件下，氧气浓度可以成为这个酶促反应的限速因素。因此
作者猜测，荧光强度的变化可能反映了局部的氧气水平，也就是氧分压。
接下来的小鼠实验也证实了这一猜测：在改变小鼠所处环境的氧气浓度后，作者发现生物发光强度的变化与测得的氧分压变化线性相关。因此，GeNL的生物发光强度可以成为准确测定氧分压的指标！
作者将其称作基因编码生物荧光氧指示剂。如下方视频所示，利用这款具有优秀信噪比的工具，我们第一次可以从荧光强度中，直接看清氧分压的时空动态变化。
这一看，研究团队真的看见了一个前所未见的现象：大脑中一些面积很小的特定区域会变暗，持续的时间从几秒到几分钟不等。荧光强度指示的是局部的氧分压，因此暗区意味着这些区域的氧气供应被暂时切断了。研究团队将其称作“缺氧区”（hypoxic pockets）。
在小鼠研究中，同一位置平均每7分钟就会出现一次缺氧区。
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