ABSTRACT Deficits in fragile X mental retardation 1 protein lead to fragile X syndrome (FXS) with mental retardation and social activity disorder. Until now, the neuronal circuits that mediate the social impairments of FXS were mostly unclear. Accidently, we found fewer c-fos expression in RSG of KO than WT mice after social behavior test. Inactivation of RSG neurons decreased social novelty but not the sociability of naive mice. Interestingly, although the RSG neurons of KO mice had higher background activity, fewer social contact-related Ca 2+ neurons were observed during social interaction test via one-photon Ca 2+ imaging in freely-behaving mice. Strikingly, enhancing the activity of RSG neurons rescued the abnormal social novelty in KO mice. Further studies proved that the innervations from the subiculum and ACC to RSG contributes to the social behavior. Take together, we found that abnormal activity in the retrosplenial granular cortex (RSG) led to social novelty deficits in Fmr1 -knockout (KO) mice. Moreover, selective manipulation of RSG neurons may be an effective strategy to treat the social deficits in FXS. One Sentence Summary Deletion of FMRP leads to lower social-related neuronal activity in the RSG; this causes social novelty deficits in Fmr1 -KO mice.

Abstract Nerve injury in the somatosensory pathway may induce maladaptive changes at the transcriptional or protein level, contributing to the development and maintenance of neuropathic pain. In contrast to the retrosplenial cortex (RSC), which processes nociceptive information and exhibits structural and molecular changes after nerve injury, detailed transcriptional changes in the RSC are not yet known. Here we confirm the involvement of the RSC in regulating pain sensation and observe that the same peripheral stimulation activates more retrosplenial neurons after nerve injury; reducing the activities of CaMKII α + splenial cells relieves peripheral pain hypersensitivity after nerve injury. Using a single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) approach, we identified cell-type-specific gene expression changes after nerve injury, and the gene set enrichment analysis results revealed suppressed ion homeostasis in CaMKII α + neurons. Furthermore, examination of the expression of genes encoding ligand-gated ion channels showed a decrease in Gabar1a but an increase in Gria1 in CaMKII α + neurons; consistently, we confirmed the unbalanced excitatory/inhibitory synaptic transmission by using the electrophysiological recording approach. Moreover, micro-infusion of 1-Naphthyl acetyl spermine in the RSC to reduce excitatory synaptic transmission alleviated peripheral pain hypersensitivity. Our data confirm the involvement of the RSC in pain regulation and provide information on cell type-dependent transcriptomic changes after nerve injury, which will contribute to the understanding of the mechanisms mediating neuropathic pain.