Abstract Oxytocin increases the salience of both positive and negative social contexts and it is thought that these diverse actions on behavior are mediated in part through circuit-specific action. This hypothesis is based primarily on manipulations of oxytocin receptor function, leaving open the question of whether different populations of oxytocin neurons mediate different effects on behavior. Here we inhibited oxytocin synthesis in a social stress-sensitive population of oxytocin neurons specifically within the medioventral bed nucleus of the stria terminalis (BNSTmv). Oxytocin knock-down prevented stress-induced increases in social vigilance and decreases in social approach. Viral tracing of BNSTmv oxytocin neurons revealed fibers in regions controlling defensive behaviors including lateral hypothalamus, anterior hypothalamus, and anteromedial BNST (BNSTam). Oxytocin infusion into BNSTam in stress naïve mice increased social vigilance and reduced social approach. These results show that a population of extra-hypothalamic oxytocin neurons play a key role in controlling stress-induced social anxiety behaviors.

Abstract Angelman Syndrome (AS) is a genetic neurodevelopmental disorder characterized by developmental delay, lack of speech, seizures, intellectual disability, and walking and balance disorders. Recently, motor ability became an interesting outcome measure in AS, as it is broad including ataxia, hypotonia, delayed and abnormal walking and postural movements and affects nearly every individual with AS. We predict that gait presents a strong opportunity for rigorous, reliable, and quantitative metrics with direct translation to evaluate pharmacological, dietary, and genetic therapies. Numerous motoric deficits have been identified clinically. In this study, we used an innovative, automated gait analysis as well as gold standard motor behavioral assays to further delineate components of motor, coordination, balance, and gait impairments in an AS mouse model across development. Our study demonstrated marked global motoric deficits in AS mice, corroborating many previous reports. Uniquely, this is the first report of nuanced and pertinent aberrations in quantitative spatial and temporal components of gait between AS and wildtype littermate controls, that are analogous in AS individuals. These metrics were followed longitudinally to observe the progression of maladaptive gait in AS, a clinical phenotype. This has not been reported previously and contributes a substantial novel metric for therapeutic development. Taken together, these findings demonstrate the robust translational value in the study of nuanced motor outcomes, i.e., gait, for AS, as well as similar genetic syndromes, in the endeavor of therapeutic screening. Lay Abstract Motor behaviors, like ambulation, gross and fine motor skills, coordination and balance, are easily quantifiable and readily translational between humans and preclinical rodent models for neurodevelopmental and neurodegenerative disorders, than other domains of behavior. To that end, we investigated gait across development in a mouse model for Angelman Syndrome and elucidated onset, progression, and decline of motor deficits in innovative, nuanced, and clinically relevant manner.

Abstract One of the causal mechanisms underlying neurodevelopmental disorders (NDDs) is chromatin modification, and genes that regulate chromatin modify and control events regulating the formation of neural connections. AT-Rich Interactive Domain 1B (ARID1B) , a chromatin modifier, has been shown to be reduced in autism spectrum disorder (ASD) and to affect rare and inherited genetic variation in a broad set of NDDs. For this work, a novel preclinical mouse model of Arid1b deficiency was created and molecularly validated to characterize and define neuroanatomical, behavioural and transcriptional phenotypes. Brains of adult Arid1b +/- mice had a smaller cerebellum along with a larger hippocampus and corpus callosum. In addition, a notable sex dependence was observed throughout development; males had an early emergence of the neuroanatomical phenotype around postnatal day 7, whereas females had a delayed emergence of the phenotype around postnatal day 40. Behavioural assays relevant to NDD were conducted during neonatal development and adulthood to evaluate general health, anxiety-like, motor, cognitive, and social behaviours in Arid1b +/- mice. During neonatal development, Arid1b +/- mice exhibited robust impairments in ultrasonic vocalizations (USVs) and metrics of developmental growth. As adults, Arid1b +/- mice showed low motor skills in open field exploration and normal three chambered approach. Arid1b +/- mice had learning and memory deficits in novel object recognition but surprisingly not in visual discrimination and reversal touchscreen tasks. Social interactions in the male-female social dyad with USVs revealed social deficits on some but not all parameters. No repetitive behaviours were observed. This study represents a full investigation of Arid1b +/- haploinsufficiency throughout development and highlights the importance of examining both sexes throughout development in NDDs.

Abstract Background Angelman Syndrome (AS) is a rare neurodevelopmental disorder for which there is currently no cure or effective therapeutic. Since the genetic cause of AS is known to be dysfunctional expression of the maternal allele of ubiquitin protein ligase E3A ( UBE3A ), several genetic animal models of AS have been developed. Both the Ube3a maternal deletion mouse and rat models of AS reliably demonstrate behavioral phenotypes of relevance to AS and therefore offer suitable in vivo systems in which to test potential therapeutics. One promising candidate treatment is insulin-like growth factor-2 (IGF-2), which has recently been shown to ameliorate behavioral deficits in the mouse model of AS and improve cognitive abilities across model systems. Methods We used both the Ube3a maternal deletion mouse and rat models of AS to evaluate the ability of IGF-2 to improve electrophysiological and behavioral outcomes. Results Acute systemic administration of IGF-2 had an effect on electrophysiological activity in the brain and on a metric of motor ability, however the effects were not enduring or extensive. Additional metrics of motor behavior, learning, ambulation, and coordination were unaffected and IGF-2 did not improve social communication, seizure threshold, or cognition. Limitations The generalizability of these results to humans is difficult to predict and it remains possible that dosing schemes (i.e., chronic or subchronic dosing), routes, and/or post-treatment intervals other than that used herein may show more efficacy. Conclusions Despite a few observed effects of IGF-2, our results taken together indicate that IGF-2 treatment does not profoundly improve behavioral deficits in mice or rat models of AS. These findings shed cautionary light on the potential utility of acute systemic IGF-2 administration in the treatment of AS.