Abstract Cortical neural circuits are complex but very precise networks of balanced excitation and inhibition (E/I). Yet, the molecular and cellular mechanisms that form the E/I balance are just beginning to emerge. Here, using conditional GABA B receptor-deficient mice we identified a GABA/TNF-related cytokine (TNFSF12)-mediated bidirectional communication pathway between Parvalbumin-positive (PV + ) fast spiking interneurons and oligodendrocyte precursor cells (OPCs) that determines the density and function of interneurons in the developing medial prefrontal cortex (mPFC). Interruption of the GABAergic signaling to OPCs resulted in reduced myelination and hypoactivity of interneurons, strong changes of cortical network activities and impaired cognitive behavior. In conclusion, glial transmitter receptors are pivotal elements in finetuning distinct brain functions.

Abstract Oligodendrocyte precursor cells (OPCs) shape brain function through intricate regulatory mechanisms. Here, we observed that OPC processes establish connections with neuronal somata, with smaller lysosomes positioned near these contact sites. Tracking lysosomes demonstrated neuronal lysosomes were attracted to and released at these contact points, eventually becoming incorporated into OPC processes, suggesting a selective, OPC-evoked release of lysosomes from neuronal soma and their ingestion by OPCs, highlighting a unique lysosome-mediated communication between neurons and OPCs. Diminished branching of OPC processes resulted in fewer neuron-OPC contacts, fostering larger lysosome accumulation in neurons, altered neuronal activity and escalated prevalence of senescent neurons during aging. A similar reduction in OPC branching and neuronal lysosome accumulation was evident in an early-stage Alzheimer’s disease mouse model. Together, these findings underscore the pivotal role of OPC processes in modulating neuronal activity through direct somatic contact and lysosome ingestion, presenting a prospective therapeutic avenue for addressing neurodegenerative diseases.