Abstract Decoding a biological neural network requires the structural information regarding the spatial organization, dendritic morphology, axonal projection and synaptic connection of the neurons in the network. Imaging physically sectioned nervous tissues using electron microscopy (EM) has been the only method to acquire such information. However, EM is inefficient for imaging and reconstructing large neural networks due to the low throughput and inability to target neural circuits of interest by labeling specific neuron populations genetically. Here, we present a method to image large nervous tissues from the cellular to synaptic level with high throughput using tiling light sheet microscopy combined with tissue clearing and tissue expansion techniques. We describe the method, demonstrate its capability and explore its utility for decoding large biological neural networks by studying the spinal cord locomotor neural network in genetically labeled fluorescent mice. We show our method could advance the decoding of large neural networks significantly.

Summary NALCN, a sodium leak channel mainly expressed in the central nervous systems, is responsible for the resting Na + permeability that controls neuronal excitability. Dysfunctions of the NALCN channelosome, NALCN with several auxiliary subunits, are associated with a variety of human diseases. Here, we reported the cryo-EM structure of human NALCN in complex with FAM155A, at an overall resolution of 3.1 angstrom. FAM155A forms extensive interactions with the extracellular loops of NALCN that help stabilize NALCN in the membrane. A Na + ion-binding site, reminiscent of a Ca 2+ binding site in Ca v channels, is identified in the unique EEKE selectivity filter. Despite its ‘leaky’ nature, the intracellular gate is sealed by S6 I , II-III linker and III-IV linker. Our study establishes the molecular basis of Na + permeation and voltage sensitivity, and provides important clues to the mechanistic understanding of NALCN regulation and NALCN channelosome-related diseases.

Withdrawal statement The authors have withdrawn this manuscript due to a duplicate posting of manuscript number BIORXIV/2023/570712.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.

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.