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Science ; 383(6690): 1471-1478, 2024 Mar 29.
Artigo em Inglês | MEDLINE | ID: mdl-38547288

RESUMO

Consciousness is lost within seconds upon cessation of cerebral blood flow. The brain cannot store oxygen, and interruption of oxidative phosphorylation is fatal within minutes. Yet only rudimentary knowledge exists regarding cortical partial oxygen tension (Po2) dynamics under physiological conditions. Here we introduce Green enhanced Nano-lantern (GeNL), a genetically encoded bioluminescent oxygen indicator for Po2 imaging. In awake behaving mice, we uncover the existence of spontaneous, spatially defined "hypoxic pockets" and demonstrate their linkage to the abrogation of local capillary flow. Exercise reduced the burden of hypoxic pockets by 52% compared with rest. The study provides insight into cortical oxygen dynamics in awake behaving animals and concurrently establishes a tool to delineate the importance of oxygen tension in physiological processes and neurological diseases.


Assuntos
Córtex Cerebral , Circulação Cerebrovascular , Hipóxia Encefálica , Medições Luminescentes , Saturação de Oxigênio , Oxigênio , Animais , Camundongos , Córtex Cerebral/irrigação sanguínea , Córtex Cerebral/diagnóstico por imagem , Córtex Cerebral/metabolismo , Oxigênio/sangue , Oxigênio/metabolismo , Pressão Parcial , Hipóxia Encefálica/sangue , Hipóxia Encefálica/diagnóstico por imagem , Hipóxia Encefálica/metabolismo , Vasodilatação , Medições Luminescentes/métodos , Luciferases/genética , Luciferases/metabolismo , Proteínas Recombinantes de Fusão/genética , Proteínas Recombinantes de Fusão/metabolismo , Proteínas de Fluorescência Verde/genética , Proteínas de Fluorescência Verde/metabolismo , Hipercapnia/sangue , Hipercapnia/diagnóstico por imagem , Hipercapnia/metabolismo
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