We describe a strategy for developing hydrophilic chemical cocktails for tissue delipidation, decoloring, refractive index (RI) matching, and decalcification, based on comprehensive chemical profiling. More than 1,600 chemicals were screened by a high-throughput evaluation system for each chemical process. The chemical profiling revealed important chemical factors: salt-free amine with high octanol/water partition-coefficient (logP) for delipidation, N-alkylimidazole for decoloring, aromatic amide for RI matching, and protonation of phosphate ion for decalcification. The strategic integration of optimal chemical cocktails provided a series of CUBIC (clear, unobstructed brain/body imaging cocktails and computational analysis) protocols, which efficiently clear mouse organs, mouse body including bone, and even large primate and human tissues. The updated CUBIC protocols are scalable and reproducible, and they enable three-dimensional imaging of the mammalian body and large primate and human tissues. This strategy represents a future paradigm for the rational design of hydrophilic clearing cocktails that can be used for large tissues.

Abstract Whole-organ/body three-dimensional (3D) staining and imaging have been enduring challenges in histology. By dissecting the complex physicochemical environment of the staining system, we developed a highly optimized 3D staining imaging pipeline based on CUBIC. Based on our precise characterization of biological tissues as an electrolyte gel, we experimentally evaluated broad 3D staining conditions by using an artificial tissue-mimicking material. The combination of optimized conditions allows a bottom-up design of a superior 3D staining protocol that can uniformly label whole adult mouse brains, an adult marmoset brain hemisphere, an ~1 cm 3 tissue block of a postmortem adult human cerebellum, and an entire infant marmoset body with dozens of antibodies and cell-impermeant nuclear stains. The whole-organ 3D images collected by light-sheet microscopy are used for computational analyses and whole-organ comparison analysis between species. This pipeline, named CUBIC-HistoVIsion, thus offers advanced opportunities for organ- and organism-scale histological analysis of multicellular systems.

Abstract Germinomas frequently cause hydrocephalus, and ventriculoperitoneal shunts (VPS) have been commonly used for their management. Although VPS can potentially serve as a route for peritoneal dissemination of germinomas, the abdominal imaging characteristics of this rare yet important complication remain unknown. In this article, we report the computed tomography imaging findings of diffuse peritoneal dissemination of intracranial germinoma.

Abstract Neuronal intranuclear inclusion disease (NIID) is a neurodegenerative disease characterized by eosinophilic hyaline intranuclear inclusions in the neurons, glial cells, and other somatic cells. Although CGG repeat expansions in NOTCH2NLC have been identified in most East Asian patients with NIID, the pathophysiology of NIID remains unclear. Intranuclear inclusions are the pathological hallmark of NIID. Previously, immunohistochemistry has revealed that intranuclear inclusions are ubiquitin-, p62-, and SUMO-1-positive, suggesting the possible alteration of the ubiquitin-proteasomal protein degradation system in the nuclei with inclusions. However, the molecular mechanisms within these nuclei remain unclear. Herein, we analyzed the proteomic profile of nuclei with p62-positive inclusions in NIID with CGG repeat expansion in NOTCH2NLC to discover the proteins involved in the NIID pathophysiology. We used fluorescence-activated cell sorting and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) to quantify each protein identified in the nuclei with p62-positive inclusions. The distribution of increased proteins in the autopsy brain samples from three NIID patients was confirmed via immunofluorescence. Overall, 526 proteins were identified, of which 243 were consistently quantified using MS. A 1.4-fold increase was consistently observed for 20 proteins in nuclei with p62-positive inclusions compared to those without. Fifteen proteins identified with medium or high confidence in the LC-MS/MS analysis were further evaluated. Gene ontology enrichment analysis showed enrichment of several terms, including poly(A) RNA binding, nucleosomal DNA binding, and protein binding. Immunofluorescence studies confirmed that the fluorescent intensities of increased RNA-binding proteins identified by proteomic analysis, namely hnRNP A3, hnRNP A2/B1, and hnRNP C1/C2, were higher in the nuclei with p62-positive inclusions than those without; however, they were not confined to the intranuclear inclusions. We identified several increased proteins in nuclei with p62-positive inclusions. These data can form the basis for understanding the pathophysiology of NIID.

Summary: Symptomatic neuroma represents a debilitating complication after major limb amputation. The regenerative peripheral nerve interface (RPNI) has emerged as a reproducible and practical surgery aimed at mitigating the formation of painful neuroma. Although previous animal studies revealed axonal sprouting, elongation, and synaptogenesis of proximal nerve stump within the muscle graft in RPNI, there is a lack of reports confirming these physiological reactions at the histopathological level in human samples. This report presents a case of below-knee amputation with RPNI due to foot gangrene resulting from polyarteritis nodosa. Subsequently, an above-knee amputation was necessitated due to the exacerbation of polyarteritis nodosa, providing the opportunity for histopathological examination of the RPNI site. The examination revealed sprouting, elongation, and existence of neuromuscular junction of the tibial nerve within the grafted muscle. To the best of our knowledge, this is the first report demonstrating axonal sprouting, elongation, and possibility of synaptogenesis of the nerve stump within the grafted muscle in a human sample.