Brainstorming diseases Consistent classification of neuropsychiatric diseases is problematic because it can lead to misunderstanding of etiology. The Brainstorm Consortium examined multiple genome-wide association studies drawn from more than 200,000 patients for 25 brain-associated disorders and 17 phenotypes. Broadly, it appears that psychiatric and neurologic disorders share relatively little common genetic risk. However, different and independent pathways can result in similar clinical manifestations (e.g., psychosis, which occurs in both schizophrenia and Alzheimer's disease). Schizophrenia correlated with many psychiatric disorders, whereas the immunopathological affliction Crohn's disease did not, and posttraumatic stress syndrome was also largely independent of underlying traits. Essentially, the earlier the onset of a disorder, the more inheritable it appeared to be. Science , this issue p. eaap8757

The CNV analysis group of the Psychiatric Genomic Consortium analyzes a large schizophrenia cohort to examine genomic copy number variants (CNVs) and disease risk. They find an enrichment of CNV burden in cases versus controls and identify 8 genome-wide significant loci as well as novel suggestive loci conferring either risk or protection to schizophrenia. Copy number variants (CNVs) have been strongly implicated in the genetic etiology of schizophrenia (SCZ). However, genome-wide investigation of the contribution of CNV to risk has been hampered by limited sample sizes. We sought to address this obstacle by applying a centralized analysis pipeline to a SCZ cohort of 21,094 cases and 20,227 controls. A global enrichment of CNV burden was observed in cases (odds ratio (OR) = 1.11, P = 5.7 × 10−15), which persisted after excluding loci implicated in previous studies (OR = 1.07, P = 1.7 × 10−6). CNV burden was enriched for genes associated with synaptic function (OR = 1.68, P = 2.8 × 10−11) and neurobehavioral phenotypes in mouse (OR = 1.18, P = 7.3 × 10−5). Genome-wide significant evidence was obtained for eight loci, including 1q21.1, 2p16.3 (NRXN1), 3q29, 7q11.2, 15q13.3, distal 16p11.2, proximal 16p11.2 and 22q11.2. Suggestive support was found for eight additional candidate susceptibility and protective loci, which consisted predominantly of CNVs mediated by nonallelic homologous recombination.

Sven van der Lee, Julie Williams, Gerard Schellenberg and colleagues identify rare coding variants in PLCG2, ABI3 and TREM2 associated with Alzheimer's disease. These genes are highly expressed in microglia and provide additional evidence that the microglia-mediated immune response contributes to the development of Alzheimer's disease. We identified rare coding variants associated with Alzheimer's disease in a three-stage case–control study of 85,133 subjects. In stage 1, we genotyped 34,174 samples using a whole-exome microarray. In stage 2, we tested associated variants (P < 1 × 10−4) in 35,962 independent samples using de novo genotyping and imputed genotypes. In stage 3, we used an additional 14,997 samples to test the most significant stage 2 associations (P < 5 × 10−8) using imputed genotypes. We observed three new genome-wide significant nonsynonymous variants associated with Alzheimer's disease: a protective variant in PLCG2 (rs72824905: p.Pro522Arg, P = 5.38 × 10−10, odds ratio (OR) = 0.68, minor allele frequency (MAF)cases = 0.0059, MAFcontrols = 0.0093), a risk variant in ABI3 (rs616338: p.Ser209Phe, P = 4.56 × 10−10, OR = 1.43, MAFcases = 0.011, MAFcontrols = 0.008), and a new genome-wide significant variant in TREM2 (rs143332484: p.Arg62His, P = 1.55 × 10−14, OR = 1.67, MAFcases = 0.0143, MAFcontrols = 0.0089), a known susceptibility gene for Alzheimer's disease. These protein-altering changes are in genes highly expressed in microglia and highlight an immune-related protein–protein interaction network enriched for previously identified risk genes in Alzheimer's disease. These genetic findings provide additional evidence that the microglia-mediated innate immune response contributes directly to the development of Alzheimer's disease.

Liability to alcohol dependence (AD) is heritable, but little is known about its complex polygenic architecture or its genetic relationship with other disorders. To discover loci associated with AD and characterize the relationship between AD and other psychiatric and behavioral outcomes, we carried out the largest genome-wide association study to date of DSM-IV-diagnosed AD. Genome-wide data on 14,904 individuals with AD and 37,944 controls from 28 case–control and family-based studies were meta-analyzed, stratified by genetic ancestry (European, n = 46,568; African, n = 6,280). Independent, genome-wide significant effects of different ADH1B variants were identified in European (rs1229984; P = 9.8 × 10–13) and African ancestries (rs2066702; P = 2.2 × 10–9). Significant genetic correlations were observed with 17 phenotypes, including schizophrenia, attention deficit–hyperactivity disorder, depression, and use of cigarettes and cannabis. The genetic underpinnings of AD only partially overlap with those for alcohol consumption, underscoring the genetic distinction between pathological and nonpathological drinking behaviors. Different functional variants in ADH1B (and elsewhere) in Europeans and Africans strongly affect risk for alcohol dependence. Dependence only partly genetically correlates with consumption, with strong correlations to other psychiatric disorders.

Recent advances have suggested that direct induction of neural stem cells (NSCs) could provide an alternative to derivation from somatic tissues or pluripotent cells. Here we show direct derivation of stably expandable NSCs from mouse fibroblasts through a curtailed version of reprogramming to pluripotency. By constitutively inducing Sox2, Klf4, and c-Myc while strictly limiting Oct4 activity to the initial phase of reprogramming, we generated neurosphere-like colonies that could be expanded for more than 50 passages and do not depend on sustained expression of the reprogramming factors. These induced neural stem cells (iNSCs) uniformly display morphological and molecular features of NSCs, such as the expression of Nestin, Pax6, and Olig2, and have a genome-wide transcriptional profile similar to that of brain-derived NSCs. Moreover, iNSCs can differentiate into neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. Our results demonstrate that functional NSCs can be generated from somatic cells by factor-driven induction.

Deletions within the neurexin 1 gene (NRXN1; 2p16.3) are associated with autism and have also been reported in two families with schizophrenia. We examined NRXN1, and the closely related NRXN2 and NRXN3 genes, for copy number variants (CNVs) in 2977 schizophrenia patients and 33 746 controls from seven European populations (Iceland, Finland, Norway, Germany, The Netherlands, Italy and UK) using microarray data. We found 66 deletions and 5 duplications in NRXN1, including a de novo deletion: 12 deletions and 2 duplications occurred in schizophrenia cases (0.47%) compared to 49 and 3 (0.15%) in controls. There was no common breakpoint and the CNVs varied from 18 to 420 kb. No CNVs were found in NRXN2 or NRXN3. We performed a Cochran–Mantel–Haenszel exact test to estimate association between all CNVs and schizophrenia (P = 0.13; OR = 1.73; 95% CI 0.81–3.50). Because the penetrance of NRXN1 CNVs may vary according to the level of functional impact on the gene, we next restricted the association analysis to CNVs that disrupt exons (0.24% of cases and 0.015% of controls). These were significantly associated with a high odds ratio (P = 0.0027; OR 8.97, 95% CI 1.8–51.9). We conclude that NRXN1 deletions affecting exons confer risk of schizophrenia.

We conducted a genome-wide association study for nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate (NSCL/P) in 401 affected individuals and 1,323 controls, with replication in an independent sample of 793 NSCL/P triads. We report two new loci associated with NSCL/P at 17q22 (rs227731, combined P = 1.07 x 10(-8), relative risk in homozygotes = 1.84, 95% CI 1.34-2.53) and 10q25.3 (rs7078160, combined P = 1.92 x 10(-8), relative risk in homozygotes = 2.17, 95% CI 1.32-3.56).

Lithium is a first-line treatment in bipolar disorder, but individual response is variable. Previous studies have suggested that lithium response is a heritable trait. However, no genetic markers of treatment response have been reproducibly identified.Here, we report the results of a genome-wide association study of lithium response in 2563 patients collected by 22 participating sites from the International Consortium on Lithium Genetics (ConLiGen). Data from common single nucleotide polymorphisms (SNPs) were tested for association with categorical and continuous ratings of lithium response. Lithium response was measured using a well established scale (Alda scale). Genotyped SNPs were used to generate data at more than 6 million sites, using standard genomic imputation methods. Traits were regressed against genotype dosage. Results were combined across two batches by meta-analysis.A single locus of four linked SNPs on chromosome 21 met genome-wide significance criteria for association with lithium response (rs79663003, p=1·37 × 10(-8); rs78015114, p=1·31 × 10(-8); rs74795342, p=3·31 × 10(-9); and rs75222709, p=3·50 × 10(-9)). In an independent, prospective study of 73 patients treated with lithium monotherapy for a period of up to 2 years, carriers of the response-associated alleles had a significantly lower rate of relapse than carriers of the alternate alleles (p=0·03268, hazard ratio 3·8, 95% CI 1·1-13·0).The response-associated region contains two genes for long, non-coding RNAs (lncRNAs), AL157359.3 and AL157359.4. LncRNAs are increasingly appreciated as important regulators of gene expression, particularly in the CNS. Confirmed biomarkers of lithium response would constitute an important step forward in the clinical management of bipolar disorder. Further studies are needed to establish the biological context and potential clinical utility of these findings.Deutsche Forschungsgemeinschaft, National Institute of Mental Health Intramural Research Program.