Regulation of stress-evoked behaviors by astrocytes in the lateral septum

Abstract

Chronic stress has been implicated in anxiety, depression, and other mental disorders. In this regard, studies on the neural mechanism mediating behavioral response to stress have been mainly progressed, but in recent years there has been a growing interest of studying astrocytes. Astrocytes not only provide homeostatic support for neurons but also play an important role in behavioral regulation by interacting with neurons. However, despite the diverse functions of astrocytes, research focusing on the role of astrocytes in stress-induced behaviors has been conducted in only a few brain regions. Using chronic social defeat stress (CSDS), an animal model for depression, we found that astrocytes in the lateral septum (LS) area exhibited a delayed response to CSDS. Specifically, molecular and morphological changes, indicating reactive astrocytes, were observed in the LS after CSDS. Raising astrocytic calcium signaling by Gq pathway activation in LS astrocytes stimulated astrocytes and nearby neurons and promoted depressive- and anxiety-like behaviors under subthreshold stress that did not alter behaviors in unmanipulated mice. In contrast, reducing calcium signaling in LS astrocytes blocked acute stress-induced neuronal activity. Notably, selective inhibition of LS astrocytes was sufficient to produce antidepressant-like effects following CSDS. These findings suggest that astrocytes in the LS may contribute to regulating stress-evoked behaviors and providing a novel therapeutic target for treating depression.|만성적인 스트레스는 불안, 우울증 및 기타 정신 장애와 관련되어 있습니다. 이에 대해 스트레스에 대한 행동 반응을 매개하는 신경 메커니즘에 대한 연구가 주로 진행되어져 왔지만, 최근 성상교세포 연구에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 성상교세포는 신경세포에 대한 항상성 지원을 제공할 뿐만 아니라 신경세포와 상호 작용하여 행동 조절에 중요한 역할을 합니다. 그러나, 성상교세포의 다양한 기능에도 불구하고, 스트레스 관련 행동에서 성상교세포의 역할에 대한 연구는 소수의 뇌 지역에서만 진행되었습니다. 우울증 연구에 사용되는 동물 모델인 만성 사회적 패배 스트레스를 사용하여, 뇌 측면 중격 지역의 성상교세포가 스트레스에 대해 지연된 반응을 보인다는 것을 발견했습니다. 반응성 성상교세포의 특징을 나타내는 분자 및 형태학적 변화가 만성 사회적 패배 스트레스 이후 측면 중격 지역에서 관찰되었습니다. 측면 중격 지역의 성상교세포에서 Gq 경로를 활성화하여 성상교세포의 칼슘 신호를 높이는 것은 성상교세포 및 신경세포의 활동을 증가시켰고, 대조군 쥐의 행동에는 영향을 주지 않는 역치 이하 스트레스가 주어졌을 때 우울 및 불안 관련 행동을 유발했습니다. 반대로, 측면 중격 지역 성상교세포에서 칼슘 신호를 감소시키면 급성 스트레스에 의해 나타나는 신경세포의 활성이 차단되었습니다. 특히, 측면 중격 지역의 성상교세포 특이적 억제는 만성 사회적 패배 스트레스 후에 항우울제 유사 효과를 나타냈습니다. 따라서 본 논문은 측면 중격 지역 내 성상교세포가 스트레스로 인해 유발되는 행동들을 조절하고 우울증 치료를 위한 새로운 접근법을 제시하는 데 기여할 수 있다는 것을 보여주고 있습니다.