Background and Aims: SYNGAP1 disorder is a prevalent genetic form of Autism Spectrum Disorder and Intellectual Disability (ASD/ID) and is caused by de novo or inherited mutations in one copy of the SYNGAP1 gene. In addition to ASD/ID, SYNGAP1 disorder is associated with comorbid symptoms including treatment-resistant-epilepsy, sleep disturbances, and gastrointestinal distress. Mechanistic links between these diverse symptoms and SYNGAP1 variants remain obscure, therefore, our goal was to generate a zebrafish model in which this range of symptoms can be studied. Methods: We used CRISPR/Cas9 to introduce frameshift mutations in the syngap1a and syngap1b zebrafish duplicates (syngap1ab) and validated these stable models for Syngap1 loss-of-function. Because SYNGAP1 is extensively spliced, we mapped splice variants to the two zebrafish syngap1a and b genes and identified mammalian-like isoforms. We then quantified locomotory behaviors in zebrafish syngap1ab larvae under three conditions that normally evoke different arousal states in wild type larvae: aversive, high-arousal acoustic, medium-arousal dark, and low-arousal light stimuli. Results: We show that CRISPR/Cas9 indels in zebrafish syngap1a and syngap1b produced loss-of-function alleles at RNA and protein levels. Our analyses of zebrafish Syngap1 isoforms showed that, as in mammals, zebrafish Syngap1 N- and C-termini are extensively spliced. We identified a zebrafish syngap1 α1-like variant that maps exclusively to the syngap1b gene. Quantifying locomotor behaviors showed that syngap1ab larvae are hyperactive compared to wild type but to differing degrees depending on the stimulus. Hyperactivity was most pronounced in low arousal settings, with overall movement increasing with the number of mutant syngap1 alleles. Conclusions: Our data support mutations in zebrafish syngap1ab as causal for hyperactivity associated with elevated arousal that is especially pronounced in low-arousal environments.

Neural mechanisms of ongoing nociceptive processing in the human brain remain largely obscured by the dual challenge of accessing neural dynamics and safely applying sustained painful stimuli. Recently, pain-related neural processing has been measured using fMRI resting state functional connectivity (FC) in chronic pain patients. However, ongoing pain-related processing in normally pain-free humans remains incompletely understood. Therefore, differences between chronic pain patients and controls may be due to comorbidities with chronic pain. Decreased FC among regions of the descending pain modulation network (DPMN) are associated with presence and severity of chronic pain disorders. We aimed to determine if the presence of prolonged tonic pain would lead to disruption of the DPMN. High (10%) concentration topical capsaicin was combined with a warm thermode applied to the leg to create a flexible, prolonged tonic pain model to study the FC of brain networks in otherwise healthy, pain-free subjects in two separate cohorts (n=18; n=32). We contrasted seed-based FC during prolonged tonic pain with a pain-free passive task. In seed-based FC analysis prolonged tonic pain led to enhanced FC between the anterior middle cingulate cortex (aMCC) and the somatosensory leg representation. Additionally, FC was enhanced between the pregenual anterior cingulate cortex (pACC), right mediodorsal thalamus and the posterior parietal cortex bilaterally. Further, in the seed-driven PAG network, positive FC with the left DLPFC became negative FC during prolonged tonic pain. These data suggest that some altered DPMN FC findings in chronic pain could partially be explained by the presence of ongoing pain.

Abstract Introduction Resting state functional connectivity (FC) is widely used to assess functional brain alterations in patients with chronic pain. However, reports of FC changes accompanying tonic pain in pain-free persons is rare. A brain network disrupted during chronic pain is a network we term the Descending Pain Modulatory Network (DPMN). Here, we evaluate the effect of tonic pain on FC of this network: anterior cingulate cortex (ACC), amygdala (AMYG), periaqueductal gray (PAG), and parabrachial nuclei (PBN). Methods In 50 pain-free participants (30F), we induced tonic pain using a capsaicin-heat pain model. We used functional MRI to measure resting BOLD signal during pain-free rest where participants experienced warmth and tonic pain where participants experienced the same temperature thermode combined with capsaicin. We evaluated FC from ACC, AMYG, PAG, and PBN with correlation of self-report pain intensity with FC during both states. We hypothesized tonic pain would disrupt FC dyads within the DPMN. We used partial correlation to determine FC correlated with pain intensity and BOLD signal. Results Of hypothesized FC dyads, PAG and subgenual ACC was weakly disrupted during tonic pain (F=3.34; p=0.074; pain-free>pain d=0.25). sgACC-PAG FC became positively related to pain intensity (R=0.38; t=2.81; p=0.007). Right PBN-PAG FC during pain-free rest positively correlated with subsequently experienced pain (R=0.44; t=3.43; p=0.001). During tonic pain, FC of this connection was abolished (paired t=-3.17; p=0.0026). During pain-free rest, FC between left AMYG and right superior parietal lobule and caudate nucleus were positively correlated with subsequent pain. During tonic pain, FC between left AMYG and right inferior temporal and superior frontal gyri negatively correlated with pain. Subsequent pain positively correlated with right AMYG FC and right claustrum; left and right primary visual cortex; right middle temporal gyrus and right temporo-occipitoparietal junction. Finally, subsequent pain positively correlated with PAG FC and left cerebellum, left dorsolateral prefrontal, right posterior cingulate cortex and paracentral lobule, inferior parietal lobule, medial precuneus and PBN. Conclusion We demonstrate 1) tonic pain weakly disrupts of sgACC-PAG FC; 2) sgACC-PAG tonic pain FC positively correlates with pain; 3) right PBN-PAG FC predicts subsequent pain and is abolished during tonic pain. Finally, we reveal PAG- and right AMYG-anchored networks which predict intensity of tonic pain. Our findings suggest specific connectivity patterns within the DPMN at rest predict experienced pain and are modulated by tonic pain. These nodes and their functional modulation may reveal new therapeutic targets for neuromodulation and biomarkers to guide interventions. Highlights Parabrachial-periaqueductal gray (PAG) functional connectivity (FC) predicts pain Subgenual anterior cingulate cortex-PAG FC correlates with pain during tonic pain PAG- and amydalocortical networks at rest predict tonic pain intensity Resting FC of PAG supports cortical targets of neuromodulation to control pain

Abstract Low grade endometrial stromal sarcoma (LGESS) typically presents as a solid intracavitary or intramural uterine mass. On imaging, LGESS is usually seen as an endometrial or myometrial solid mass. Cystic change is unusal and may lead to a differential diagnosis of an ovarian mass as was seen in the present case. Here we present a case of a 38 year old woman who presented with a cystic ovarian mass clinically and radiologically. Per-operatively, it was found to be a multiloculated cystic mass, filled with serosanguinous fluid, in the uterine fundus. Histopathological examination showed a tumor mass composed of mainly spindle cells arranged in fascicular pattern showing marked myxoid degeneration and cystic areas. On immunohistochemistry(IHC), tumor cells showed positivity for CD 10, ER, PR, SMA and desmin while HMB45 was negative. Based on histopathological and IHC, a diagnosis of LGESS was made. Most cases of cystic uterine masses have a benign course but, LGESS exhibits a relatively poorer outcome and a risk of metastasis. Hence, we present this case for its unusual presentation which mimics an ovarian mass but has worse prognosis.