Short abstract Habituation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis to repeated homotypic stressors is crucial for the organism’s well-being. Many physiological and psychological disorders are associated with HPA axis dysfunction. Here, we show that glucocorticoid receptors in CRF neurons of the hypothalamic paraventricular nucleus are essential for HPA habituation. By increasing inhibitory tone onto CRF neurons, glucocorticoid receptors led to essential cellular modulation and hypothalamic-pituitary-adrenal axis activation dampening, when re-exposed to the same stressor.

Abstract The stress response is an essential mechanism that strives to maintain homeostasis, and its disruption is implicated in several psychiatric disorders. As a cellular response to stressors, autophagy is activated to regulate homeostasis through protein degradation and recycling. Secretory autophagy is a recently described pathway where autophagosomes fuse with the plasma membrane rather than lysosomes. In this study, we demonstrate that glucocorticoid-mediated stress enhances secretory autophagy, via the stress-responsive co-chaperone FK506-binding protein 51. We identified the matrix metalloproteinase 9 (MMP9) as one of the stress-induced secreted proteins. Using cellular assays and in vivo microdialysis, we further found that stress-enhanced MMP9 secretion increases the cleavage of pro-brain derived neurotrophic factor (proBDNF) to its mature form. BDNF is essential for adult synaptic plasticity and its pathway is associated with major depression and posttraumatic stress disorder. These findings unravel a novel mechanistic link between stress, stress adaptation and the development of psychiatric disorders, with possible therapeutic implications.

High levels of proinflammatory cytokines induce neurotoxicity and catalyze inflammation-driven neurodegeneration, but the specific release mechanisms from microglia remain elusive. We demonstrate that secretory autophagy (SA), a non-lytic modality of autophagy for secretion of vesicular cargo, regulates neuroinflammation-mediated neurodegeneration via SKA2 and FKBP5 signaling. SKA2 inhibits SA-dependent IL-1β release by counteracting FKBP5 function. Hippocampal Ska2 knockdown in mice hyperactivates SA resulting in neuroinflammation, subsequent neurodegeneration and complete hippocampal atrophy within six weeks. The hyperactivation of SA increases IL-1β release, initiating an inflammatory feed-forward vicious cycle including NLRP3-inflammasome activation and Gasdermin D (GSDMD)-mediated neurotoxicity, which ultimately drives neurodegeneration. Results from protein expression and co-immunoprecipitation analyses of postmortem brains demonstrate that SA is hyperactivated in Alzheimer's disease. Overall, our findings suggest that SKA2-regulated, hyperactive SA facilitates neuroinflammation and is linked to Alzheimer's disease, providing new mechanistic insight into the biology of neuroinflammation.