Hypothalamic neural circuits regulate instinctive behaviors such as food seeking, the fight/flight response, socialization, and maternal care. Here, we identified microdeletions on chromosome Xq23 disrupting the brain-expressed transient receptor potential (TRP) channel 5 (TRPC5). This family of channels detects sensory stimuli and converts them into electrical signals interpretable by the brain. Male TRPC5 deletion carriers exhibited food seeking, obesity, anxiety, and autism, which were recapitulated in knockin male mice harboring a human loss-of-function TRPC5 mutation. Women carrying TRPC5 deletions had severe postpartum depression. As mothers, female knockin mice exhibited anhedonia and depression-like behavior with impaired care of offspring. Deletion of Trpc5 from oxytocin neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus caused obesity in both sexes and postpartum depressive behavior in females, while Trpc5 overexpression in oxytocin neurons in knock-in mice reversed these phenotypes. We demonstrate that TRPC5 plays a pivotal role in mediating innate human behaviors fundamental to survival, including food seeking and maternal care.

Cisplatin is a common anticancer drug, but its frequent nephrotoxicity limits its clinical use. Small GTP-binding protein GDP dissociation stimulator (smgGDS), a small GTPase chaperone protein, was considerably downregulated during cisplatin-induced acute kidney injury (CDDP-AKI), especially in renal tubular epithelial cells. SmgGDS-knockdown mice was established and found that smgGDS knockdown promoted CDDP-AKI, as demonstrated by an increase in serum creatine, blood urea nitrogen levels and the appearance of tubular patterns. RNA sequencing suggested that protein kinase RNA-like ER kinase (PERK), which bridges mitochondria-associated ER membranes, was involved in smgGDS knockdown following CDDP-AKI, and then identified that smgGDS knockdown increased phosphorylated-PERK in vivo and in vitro. Furthermore, we confirmed that smgGDS deficiency aggravated apoptosis and ER stress in vivo and in vitro. And the ER stress inhibitor 4-Phenylbutyric acid and the inhibition of PERK phosphorylation mitigated smgGDS deficiency-induced ER stress related apoptosis following cisplatin treatment, while the eIF2α phosphorylation inhibitor could not reverse the smgGDS deficiency accelerated cell death. Furthermore, the over-expression of smgGDS could reverse the ER stress and apoptosis caused by CDDP. Overall, smgGDS regulated PERK-dependent ER stress and apoptosis, thereby influencing renal damage. This study identified a target for diagnosing and treating cisplatin-induced acute kidney injury.

Obesity is a growing global health epidemic with limited effective therapeutics. Serotonin (5-HT) is one major neurotransmitter which remains an excellent target for new weight-loss therapies, but there remains a gap in knowledge on the mechanisms involved in 5-HT produced in the dorsal Raphe nucleus (DRN) and its involvement in meal initiation. Using a closed-loop optogenetic feeding paradigm, we showed that the 5-HT DRN →arcuate nucleus (ARH) circuit plays an important role in regulating meal initiation. Incorporating electrophysiology and ChannelRhodopsin-2-Assisted Circuit Mapping, we demonstrated that 5-HT DRN neurons receive inhibitory input partially from GABAergic neurons in the DRN, and the 5-HT response to GABAergic inputs can be enhanced by hunger. Additionally, deletion of the GABA A receptor subunit in 5-HT neurons inhibits meal initiation with no effect on the satiation process. Finally, we identified the instrumental role of dopaminergic inputs via dopamine receptor D2 in 5-HT DRN neurons in enhancing the response to GABA-induced feeding. Thus, our results indicate that 5-HT DRN neurons are inhibited by synergistic inhibitory actions of GABA and dopamine, which allows for the initiation of a meal.