Tanycyte-derived lactate activates astrocytic HCAR1 to modulate glutamatergic signaling and POMC neuron excitability

S Sergio López (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción) R Roberto Elizondo-Vega (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción) V Vinka Azócar (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción) V Vania Sepúlveda (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción) V Valentina Opazo-Mellado (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción) W Walter Vásquez (Instituto de Neurociencias, Centro Interdisciplinario de Neurociencias de Valparaíso, Universidad de Valparaíso) J Juan C. Sáez (Instituto de Neurociencias, Centro Interdisciplinario de Neurociencias de Valparaíso, Universidad de Valparaíso) R Ricardo C. Araneda (Department of Biology, University of Maryland) M María de los Ángeles García-Robles (Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción)

Abstract

Astrocytes and tanycytes play essential roles in hypothalamic metabolic sensing, yet how glial–glial communication translates metabolic cues into neuronal activity remains poorly understood. We previously demonstrated that tanycytes release lactate and that this metabolite modulates the activity of arcuate pro-opiomelanocortin (POMC) neurons. Here, we identify the lactate receptor, HCAR1, as a key mediator of tanycytes-astrocyte-neuron signaling in the arcuate nucleus. We show that HCAR1 is highly expressed in hypothalamic astrocytes and present in a subset of NPY neurons. In primary hypothalamic cultures, L-lactate, the endogenous agonist of HCAR1, elicited increases in astrocytic cytosolic Ca 2+ and stimulated glutamate release; both effects were abolished by HCAR1 silencing using siRNA. In parallel, L-lactate and 3Cl-HBA increased connexin hemichannel activity, and hemichannel inhibition reduced glutamate release. Consistent with these in vitro observations, focal intracellular glucose delivery to a single tanycyte in acute hypothalamic slices triggered rapid Ca 2+ elevations in neighboring astrocytes, revealing functional glial–glial communication in situ. Importantly, activation of astrocytic HCAR1 enhanced NMDA receptor-dependent slow inward currents and excitability in POMC neurons, an effect reproduced by pharmacological HCAR1 agonists and abolished by astrocytic HCAR1 silencing. Together, these findings uncover a glial metabolic relay in which tanycyte-derived lactate activates astrocytic HCAR1, promotes glutamate release, and enhances POMC neuron excitability, providing a mechanistic link between cerebrospinal fluid-borne glucose fluctuations and hypothalamic control of feeding.

Article Details

Volume / Issue Vol. 123, Issue 15
Published April 14, 2026
ISSN 0027-8424
Publisher National Academy of Sciences

Authors (9)

S

Sergio López

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

R

Roberto Elizondo-Vega

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

V

Vinka Azócar

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

V

Vania Sepúlveda

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

V

Valentina Opazo-Mellado

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción

W

Walter Vásquez

Instituto de Neurociencias, Centro Interdisciplinario de Neurociencias de Valparaíso, Universidad de Valparaíso

J

Juan C. Sáez

Instituto de Neurociencias, Centro Interdisciplinario de Neurociencias de Valparaíso, Universidad de Valparaíso

R

Ricardo C. Araneda

Department of Biology, University of Maryland

M

María de los Ángeles García-Robles

Laboratorio de Biología Celular, Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción