Bipolar disorder is a highly heritable psychiatric disorder that features episodes of mania and depression. We performed the largest genome-wide association study to date, including 20,352 cases and 31,358 controls of European descent, with follow-up analysis of 822 sentinel variants at loci with P<1x10-4 in an independent sample of 9,412 cases and 137,760 controls. In the combined analysis, 30 loci reached genome-wide significant evidence for association, of which 20 were novel. These significant loci contain genes encoding ion channels and neurotransmitter transporters (CACNA1C, GRIN2A, SCN2A, SLC4A1), synaptic components (RIMS1, ANK3), immune and energy metabolism components. Bipolar disorder type I (depressive and manic episodes; ~73% of our cases) is strongly genetically correlated with schizophrenia whereas bipolar disorder type II (depressive and hypomanic episodes; ~17% of our cases) is more strongly correlated with major depressive disorder. These findings address key clinical questions and provide potential new biological mechanisms for bipolar disorder.

Abstract Essential tremor (ET) is a movement disorder characterized by an upper-limb postural and action tremor. It is one of the most common neurological disorders, affecting 1% of the worldwide population. Despite strong evidence for genetic factors driving the aetiology of ET, the underlying pathophysiology remains poorly understood. To understand the effects of genetic risk factors in ET on the cerebellum, the brain region thought to be affected by the disease, we built a population-scale single-cell atlas of the human cerebellar cortex comprised of over 1 million cells from 109 individuals. Using single-cell expression quantitative trait loci and mendelian randomization, we found evidence of ET-associated variants in the BACE2 locus causally linked to its downregulation in cerebellar oligodendrocytes. We highlight a genetically vulnerable population of BACE2- expressing immature oligodendrocytes, suggestive of demyelination. We also find dysfunctional processes affecting interactions between Golgi cells, Purkinje layer interneurons, and oligodendrocytes in ET. Our study suggests a crucial role for cerebellar oligodendrocytes in the pathogenesis of ET.

Objective: Over 90% of suicide attempters have a psychiatric diagnosis, however twin and family studies suggest that the genetic etiology of suicide attempt (SA) is partially distinct from that of the psychiatric disorders themselves. Here, we present the largest genome-wide association study (GWAS) on suicide attempt using major depressive disorder (MDD), bipolar disorder (BIP) and schizophrenia (SCZ) cohorts from the Psychiatric Genomics Consortium. Method: Samples comprise 1622 suicide attempters and 8786 non-attempters with MDD, 3264 attempters and 5500 non-attempters with BIP and 1683 attempters and 2946 non-attempters with SCZ. SA GWAS were performed comparing attempters to non-attempters in each disorder followed by meta-analysis across disorders. Polygenic risk scoring investigated the genetic relationship between SA and the psychiatric disorders. Results: Three genome-wide significant loci for SA were found: one associated with SA in MDD, one in BIP, and one in the meta-analysis of SA in mood disorders. These associations were not replicated in independent mood disorder cohorts from the UK Biobank and iPSYCH. Polygenic risk scores for major depression were significantly associated with SA in MDD (P=0.0002), BIP (P=0.0006) and SCZ (P=0.0006). Conclusions: This study provides new information on genetic associations and the genetic etiology of SA across psychiatric disorders. The finding that polygenic risk scores for major depression predict suicide attempt across disorders provide a possible starting point for predictive modelling and preventative strategies. Further collaborative efforts to increase sample size hold potential to robustly identify genetic associations and gain biological insights into the etiology of suicide attempt.

Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterized by the progressive death of motor neurons (MNs). MN degeneration in ALS involves both cell-autonomous and non-cell autonomous mechanisms, with glial cells playing important roles in the latter. More specifically, astrocytes with mutations in the ALS-associated gene Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) promote MN death. The mechanisms by which SOD1-mutated astrocytes reduce MN survival are incompletely understood. In order to characterize the impact of SOD1 mutations on astrocyte physiology, we generated astrocytes from human induced pluripotent stem cell (iPSC) derived from ALS patients carrying SOD1 mutations, together with control isogenic iPSCs. We report that astrocytes harbouring SOD1(A4V) and SOD1(D90A) mutations exhibit molecular and morphological changes indicative of reactive astrogliosis when compared to matching isogenic astrocytes. We show further that a number of nuclear phenotypes precede, or coincide with, reactive transformation. These include increased nuclear oxidative stress and DNA damage, and accumulation of the SOD1 protein in the nucleus. These findings reveal early cell-autonomous phenotypes in SOD1-mutated astrocytes that may contribute to the acquisition of a reactive phenotype involved in alterations of astrocyte-MN communication in ALS.

Abstract Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder caused by progressive loss of motor neurons and there is currently no effective therapy. Cytoplasmic mislocalization and aggregation of TAR DNA-binding protein 43 kDa (TDP-43) within the CNS is a pathological hallmark in sporadic ALS and prion-like propagation of pathogenic TDP-43 is thought to be implicated in disease progression. However, cell-to-cell transmission of pathogenic TDP-43 in the human CNS has not been confirmed experimentally. Here we used induced pluripotent stem cells (iPSCs)-derived cerebral organoids as recipient CNS tissue model that are anatomically relevant human brain. We injected postmortem spinal cord protein extracts individually from three non-ALS or five sporadic ALS patients containing pathogenic TDP-43 into the cerebral organoids to validate the templated propagation and spreading of TDP-43 pathology in human CNS tissue. We first demonstrated that the administration of spinal cord extracts from an ALS patient induced the formation of TDP-43 pathology that progressively spread in a time-dependent manner in cerebral organoids, suggesting that pathogenic TDP-43 from ALS functioned as seeds and propagated cell-to-cell to form de novo TDP-43 pathology. We also reported that the administration of ALS patient-derived protein extracts caused astrocyte proliferation to form astrogliosis in cerebral organoids, reproducing the pathological feature seen in ALS. Moreover, we showed pathogenic TDP-43 induced cellular apoptosis and that TDP-43 pathology correlated with genomic damage due to DNA double-strand breaks. Thus, our results provide evidence that patient-derived pathogenic TDP-43 can mimic the prion-like propagation of TDP-43 pathology in human CNS tissue. Our findings indicate that our assays with human cerebral organoids that replicate ALS pathophysiology have a promising strategy for creating readouts that could be used in future drug discovery efforts against ALS.