Withdrawal statement The authors have withdrawn this manuscript due to a duplicate posting of manuscript number BIORXIV/2023/570712. Therefore, the authors do not wish this work to be cited as reference for the project. If you have any questions, please contact the corresponding author. The correct preprint can be found at doi: 10.1101/2023.12.07.570712.

Ischemic stroke produces the highest adult disability. Despite successful recanalization, no-reflow, or the futile restoration of the cerebral perfusion after ischemia, is a major cause of brain lesion expansion. However, the vascular mechanism underlying this hypoperfusion is largely unknown, and no approach is available to actively promote optimal reperfusion to treat no-reflow. Here, by combining two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) and a mouse middle cerebral arteriolar occlusion (MCAO) model, we found myogenic vasomotion deficits correlated with post-ischemic cerebral circulation interruptions and no-reflow. Transient occlusion-induced transient loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) permanently impaired mitochondria-endoplasmic reticulum (ER) contacts and abolished Ca2+ oscillation in smooth muscle cells (SMCs), the driving force of myogenic spontaneous vasomotion. Furthermore, tethering mitochondria and ER by specific overexpression of ME-Linker in SMCs restored cytosolic Ca2+ homeostasis, remotivated myogenic spontaneous vasomotion, achieved optimal reperfusion, and ameliorated neurological injury. Collectively, the maintaining of arteriolar myogenic vasomotion and mitochondria-ER contacts in SMCs, are of critical importance in preventing post-ischemic no-reflow.

Cerebral endothelial cells (ECs) fate and cellular sources for pericyte regeneration after stroke are unclear. by genetic tracing, we identified ECs undergoing cell-fate changing, likely through TGFβ-mediated transdifferentiation, into pericytes. Some of the migrating pericytes induced by stroke are derived from detached ECs. The EC-transformed pericytes can integrate into vasculature again, suggesting ischemic brains can recycle ECs from unfunctional vessels to replenish lost pericytes as an innate self-maintenance program sustaining repair phenomena.

Abstract How mature neurons survive under homeostasis is a question of utmost importance and is known to be different from developing neurons. However, the understanding of this regard remains largely unknown. Here, based on the relationship between the sympathetic cervical ganglia (SCG) and the arterial networks of projecting and targeting organs, we report that the secretome of cerebral, but not peripheral, arterial smooth muscles (SMC) was required for the survival of sympathetic neurons. Among the secretome, we further identified that netrin-4, encoded by the ntn-4 gene, only entered neurons and not glia and played a crucial role both in vitro and in vivo. This was demonstrated with three independent lines of tamoxifen-inducible SMC-specific conditional knockout mice (cKO). Notably, in cKO mice, the local supply of exogenous netrin-4 confined to SCG selectively rescued neuronal necroptosis, which otherwise consistently occurred in a specific subgroup of SCG neurons that innervate cerebral SMCs. Mechanistically, we demonstrated that cerebral netrin-4 was endocytosed at the neurovascular interface and retrogradely long transported to peripheral soma in SCG, where it differentially regulated mRNA translations. This regulation suppressed vacuolization and neuronal necrosis, both of which took place spontaneously in cKO mice. The former is immediately followed by the latter when we injured axons using two-photon laser ablation. The findings revealed a new principle of neurovascular interactions vital for mature neuron survival, implying that under circumstances of cerebral SMC insufficient secretion, such as natural aging, may initiate mature neuronal loss due to uncontrolled vacuolization.

We present a versatile tiling light sheet microscope with advanced multicolor 3D imaging ability to image cleared tissues rapidly at cellular to subcellular spatial resolutions. The microscope is capable to adjust the spatial resolution and imaging speed conveniently based on needs, and it aligns semi-automatically to ensure the optimal imaging result regardless the imaging conditions and user skills. We demonstrate the microscope by imaging mouse organs and human tissue cleared by different methods.

ABSTRACT Vascular smooth muscle cells (vSMCs) are one of the essential cell types in blood vessel walls. A significant vSMC phenotype characteristic is that they collectively wrap around the outer layer of the healthy blood vessels with spindle-like morphology and help maintain the vascular tones and regulate the blood flow. Both physiological and biomedical research are impeded by the standard 2D cell culture approaches which do not create in vivo like microenvironment. Here, we systematically investigated the vSMCs culturing within 3D printed geometrical constraints and on printed microfilaments. Based on these models, we demonstrate a simple bioprinting approach for fast manufacturing vessel architectures with micro-grooved surfaces for vSMCs alignment. We validated that the vSMCs cultured on the printed vessel with microfilaments (VWMF) present a more physiologically relevant morphological phenotype and gene expression profile, and they are considerably more active in wound healing and ischemia than conventional planarly cultured vSMCs.