The profile of brain structural abnormalities in schizophrenia is still not fully understood, despite decades of research using brain scans. To validate a prospective meta-analysis approach to analyzing multicenter neuroimaging data, we analyzed brain MRI scans from 2028 schizophrenia patients and 2540 healthy controls, assessed with standardized methods at 15 centers worldwide. We identified subcortical brain volumes that differentiated patients from controls, and ranked them according to their effect sizes. Compared with healthy controls, patients with schizophrenia had smaller hippocampus (Cohen's d=-0.46), amygdala (d=-0.31), thalamus (d=-0.31), accumbens (d=-0.25) and intracranial volumes (d=-0.12), as well as larger pallidum (d=0.21) and lateral ventricle volumes (d=0.37). Putamen and pallidum volume augmentations were positively associated with duration of illness and hippocampal deficits scaled with the proportion of unmedicated patients. Worldwide cooperative analyses of brain imaging data support a profile of subcortical abnormalities in schizophrenia, which is consistent with that based on traditional meta-analytic approaches. This first ENIGMA Schizophrenia Working Group study validates that collaborative data analyses can readily be used across brain phenotypes and disorders and encourages analysis and data sharing efforts to further our understanding of severe mental illness.

A map of 191 single-nucleotide polymorphism (SNPs) was built across a 5-Mb segment from chromosome 13q34 that has been genetically linked to schizophrenia. DNA from 213 schizophrenic patients and 241 normal individuals from Canada were genotyped with this marker set. Two 1,400- and 65-kb regions contained markers associated with the disease. Two markers from the 65-kb region were also found to be associated to schizophrenia in a Russian sample. Two overlapping genes G72 and G30 transcribed in brain were experimentally annotated in this 65-kb region. Transfection experiments point to the existence of a 153-aa protein coded by the G72 gene. This protein is rapidly evolving in primates, is localized to endoplasmic reticulum/Golgi in transfected cells, is able to form multimers and specifically binds to carbohydrates. Yeast two-hybrid experiments with the G72 protein identified the enzyme d-amino acid oxidase (DAAO) as an interacting partner. DAAO is expressed in human brain where it oxidizes d-serine, a potent activator of N-methyl-D-aspartate type glutamate receptor. The interaction between G72 and DAAO was confirmed in vitro and resulted in activation of DAAO. Four SNP markers from DAAO were found to be associated with schizophrenia in the Canadian samples. Logistic regression revealed genetic interaction between associated SNPs in vicinity of two genes. The association of both DAAO and a new gene G72 from 13q34 with schizophrenia together with activation of DAAO activity by a G72 protein product points to the involvement of this N-methyl-d-aspartate receptor regulation pathway in schizophrenia.

Bipolar disorder (BP) is a severe psychiatric disease, with a strong genetic component, that affects 1% of the population worldwide and is characterized by recurrent episodes of mania and depression. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has been implicated in the pathogenesis of mood disorders, and the aim of the present study was to test for the presence of linkage disequilibrium between two polymorphisms in the BDNF gene and BP in 283 nuclear families. Family-based association test (FBAT) results for the dinucleotide repeat (GT)_N polymorphism at position −1040 bp showed that allele A3 was preferentially transmitted to the affected individuals (Z=2.035 and P=.042). FBAT results for the val66met SNP showed a significant association for allele G (Z=3.415 and P=.00064). Transmission/disequilibrium test (TDT) haplotype analysis showed a significant result for the 3-G allele combination (P=.000394), suggesting that a DNA variant in the vicinity of the BDNF locus confers susceptibility to BP. Given that there is no direct evidence that either of the polymorphisms we examined alters function, it is unlikely that the actual risk-conferring allele is from these two sites. Rather, the causative site is likely nearby and in linkage disequilibrium with the 3-G haplotype that we have identified.

Familial Alzheimer's disease (FAD) has been shown to be genetically heterogeneous, with a very small proportion of early onset pedigrees being associated with mutations in the amyloid precursor protein (APP) gene on chromosome 21, and some late onset pedigrees showing associations with markers on chromosome 19. We now provide evidence for a major early onset FAD locus on the long arm of chromosome 14 near the markers D14S43 and D14S53 (multipoint lod score ẑ = 23.4) and suggest that the inheritance of FAD may be more complex than had initially been suspected.

Michael Seldin and colleagues report a genome-wide association study and meta-analyses for primary biliary cirrhosis. They identify three loci newly associated with susceptibility to this autoimmune liver disease. A genome-wide association screen for primary biliary cirrhosis risk alleles was performed in an Italian cohort. The results from the Italian cohort replicated IL12A and IL12RB associations, and a combined meta-analysis using a Canadian dataset identified newly associated loci at SPIB (P = 7.9 × 10−11, odds ratio (OR) = 1.46), IRF5-TNPO3 (P = 2.8 × 10−10, OR = 1.63) and 17q12-21 (P = 1.7 × 10−10, OR = 1.38).

With the exception of APOE epsilon4 allele, the common genetic risk factors for sporadic Alzheimer's Disease (AD) are unknown.We completed a genome-wide association study on 381 participants in the ADNI (Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative) study. Samples were genotyped using the Illumina Human610-Quad BeadChip. 516,645 unique Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) were included in the analysis following quality control measures. The genotype data and raw genetic data are freely available for download (LONI, http://www.loni.ucla.edu/ADNI/Data/). Two analyses were completed: a standard case-control analysis, and a novel approach using hippocampal atrophy measured on MRI as an objectively defined, quantitative phenotype. A General Linear Model was applied to identify SNPs for which there was an interaction between the genotype and diagnosis on the quantitative trait. The case-control analysis identified APOE and a new risk gene, TOMM40 (translocase of outer mitochondrial membrane 40), at a genome-wide significance level of < or =10(-6) (10(-11) for a haplotype). TOMM40 risk alleles were approximately twice as frequent in AD subjects as controls. The quantitative trait analysis identified 21 genes or chromosomal areas with at least one SNP with a p-value < or =10(-6), which can be considered potential "new" candidate loci to explore in the etiology of sporadic AD. These candidates included EFNA5, CAND1, MAGI2, ARSB, and PRUNE2, genes involved in the regulation of protein degradation, apoptosis, neuronal loss and neurodevelopment. Thus, we identified common genetic variants associated with the increased risk of developing AD in the ADNI cohort, and present publicly available genome-wide data. Supportive evidence based on case-control studies and biological plausibility by gene annotation is provided. Currently no available sample with both imaging and genetic data is available for replication.Using hippocampal atrophy as a quantitative phenotype in a genome-wide scan, we have identified candidate risk genes for sporadic Alzheimer's disease that merit further investigation.

The direct estimation of heritability from genome-wide common variant data as implemented in the program Genome-wide Complex Trait Analysis (GCTA) has provided a means to quantify heritability attributable to all interrogated variants. We have quantified the variance in liability to disease explained by all SNPs for two phenotypically-related neurobehavioral disorders, obsessive-compulsive disorder (OCD) and Tourette Syndrome (TS), using GCTA. Our analysis yielded a heritability point estimate of 0.58 (se = 0.09, p = 5.64e-12) for TS, and 0.37 (se = 0.07, p = 1.5e-07) for OCD. In addition, we conducted multiple genomic partitioning analyses to identify genomic elements that concentrate this heritability. We examined genomic architectures of TS and OCD by chromosome, MAF bin, and functional annotations. In addition, we assessed heritability for early onset and adult onset OCD. Among other notable results, we found that SNPs with a minor allele frequency of less than 5% accounted for 21% of the TS heritability and 0% of the OCD heritability. Additionally, we identified a significant contribution to TS and OCD heritability by variants significantly associated with gene expression in two regions of the brain (parietal cortex and cerebellum) for which we had available expression quantitative trait loci (eQTLs). Finally we analyzed the genetic correlation between TS and OCD, revealing a genetic correlation of 0.41 (se = 0.15, p = 0.002). These results are very close to previous heritability estimates for TS and OCD based on twin and family studies, suggesting that very little, if any, heritability is truly missing (i.e., unassayed) from TS and OCD GWAS studies of common variation. The results also indicate that there is some genetic overlap between these two phenotypically-related neuropsychiatric disorders, but suggest that the two disorders have distinct genetic architectures.

Focal segmental glomerulosclerosis is a kidney disease that is manifested as the nephrotic syndrome. It is often resistant to glucocorticoid therapy and progresses to end-stage renal disease in 50 to 70% of patients. Genetic studies have shown that familial focal segmental glomerulosclerosis is a disease of the podocytes, which are major components of the glomerular filtration barrier. However, the molecular cause in over half the cases of primary focal segmental glomerulosclerosis is unknown, and effective treatments have been elusive.

Abstract Cortical thickness, surface area and volumes (MRI cortical measures) vary with age and cognitive function, and in neurological and psychiatric diseases. We examined heritability, genetic correlations and genome-wide associations of cortical measures across the whole cortex, and in 34 anatomically predefined regions. Our discovery sample comprised 22,822 individuals from 20 cohorts within the Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE) consortium and the United Kingdom Biobank. Significant associations were replicated in the Enhancing Neuroimaging Genetics through Meta-analysis (ENIGMA) consortium, and their biological implications explored using bioinformatic annotation and pathway analyses. We identified genetic heterogeneity between cortical measures and brain regions, and 161 genome-wide significant associations pointing to wnt/β-catenin, TGF-β and sonic hedgehog pathways. There was enrichment for genes involved in anthropometric traits, hindbrain development, vascular and neurodegenerative disease and psychiatric conditions. These data are a rich resource for studies of the biological mechanisms behind cortical development and aging.