Philippe Amouyel and colleagues report a genome-wide association study for Alzheimer's disease. They identify variants within CLU and CR1 associated with susceptibility to late-onset Alzheimer's disease. The gene encoding apolipoprotein E (APOE) on chromosome 19 is the only confirmed susceptibility locus for late-onset Alzheimer's disease. To identify other risk loci, we conducted a large genome-wide association study of 2,032 individuals from France with Alzheimer's disease (cases) and 5,328 controls. Markers outside APOE with suggestive evidence of association (P < 10−5) were examined in collections from Belgium, Finland, Italy and Spain totaling 3,978 Alzheimer's disease cases and 3,297 controls. Two loci gave replicated evidence of association: one within CLU (also called APOJ), encoding clusterin or apolipoprotein J, on chromosome 8 (rs11136000, OR = 0.86, 95% CI 0.81–0.90, P = 7.5 × 10−9 for combined data) and the other within CR1, encoding the complement component (3b/4b) receptor 1, on chromosome 1 (rs6656401, OR = 1.21, 95% CI 1.14–1.29, P = 3.7 × 10−9 for combined data). Previous biological studies support roles of CLU and CR1 in the clearance of β amyloid (Aβ) peptide, the principal constituent of amyloid plaques, which are one of the major brain lesions of individuals with Alzheimer's disease.

Background Alzheimer's disease is a common debilitating dementia with known heritability, for which 20 late onset susceptibility loci have been identified, but more remain to be discovered. This study sought to identify new susceptibility genes, using an alternative gene-wide analytical approach which tests for patterns of association within genes, in the powerful genome-wide association dataset of the International Genomics of Alzheimer's Project Consortium, comprising over 7 m genotypes from 25,580 Alzheimer's cases and 48,466 controls. Principal Findings In addition to earlier reported genes, we detected genome-wide significant loci on chromosomes 8 (TP53INP1, p = 1.4×10−6) and 14 (IGHV1-67 p = 7.9×10−8) which indexed novel susceptibility loci. Significance The additional genes identified in this study, have an array of functions previously implicated in Alzheimer's disease, including aspects of energy metabolism, protein degradation and the immune system and add further weight to these pathways as potential therapeutic targets in Alzheimer's disease.

Abstract Characterization of the genetic landscape of Alzheimer’s disease (AD) and related dementias (ADD) provides a unique opportunity for a better understanding of the associated pathophysiological processes. We performed a two-stage genome-wide association study totaling 111,326 clinically diagnosed/‘proxy’ AD cases and 677,663 controls. We found 75 risk loci, of which 42 were new at the time of analysis. Pathway enrichment analyses confirmed the involvement of amyloid/tau pathways and highlighted microglia implication. Gene prioritization in the new loci identified 31 genes that were suggestive of new genetically associated processes, including the tumor necrosis factor alpha pathway through the linear ubiquitin chain assembly complex. We also built a new genetic risk score associated with the risk of future AD/dementia or progression from mild cognitive impairment to AD/dementia. The improvement in prediction led to a 1.6- to 1.9-fold increase in AD risk from the lowest to the highest decile, in addition to effects of age and the APOE ε4 allele.

Apolipoprotein E (APOE) dependent lifetime risks (LTRs) for Alzheimer Disease (AD) are currently not accurately known and odds ratios alone are insufficient to assess these risks. We calculated AD LTR in 7351 cases and 10 132 controls from Caucasian ancestry using Rochester (USA) incidence data. At the age of 85 the LTR of AD without reference to APOE genotype was 11% in males and 14% in females. At the same age, this risk ranged from 51% for APOE44 male carriers to 60% for APOE44 female carriers, and from 23% for APOE34 male carriers to 30% for APOE34 female carriers, consistent with semi-dominant inheritance of a moderately penetrant gene. Using PAQUID (France) incidence data, estimates were globally similar except that at age 85 the LTRs reached 68 and 35% for APOE 44 and APOE 34 female carriers, respectively. These risks are more similar to those of major genes in Mendelian diseases, such as BRCA1 in breast cancer, than those of low-risk common alleles identified by recent GWAS in complex diseases. In addition, stratification of our data by age groups clearly demonstrates that APOE4 is a risk factor not only for late-onset but for early-onset AD as well. Together, these results urge a reappraisal of the impact of APOE in Alzheimer disease.

Genetic discoveries of Alzheimer's disease are the drivers of our understanding, and together with polygenetic risk stratification can contribute towards planning of feasible and efficient preventive and curative clinical trials. We first perform a large genetic association study by merging all available case-control datasets and by-proxy study results (discovery n = 409,435 and validation size n = 58,190). Here, we add six variants associated with Alzheimer's disease risk (near APP, CHRNE, PRKD3/NDUFAF7, PLCG2 and two exonic variants in the SHARPIN gene). Assessment of the polygenic risk score and stratifying by APOE reveal a 4 to 5.5 years difference in median age at onset of Alzheimer's disease patients in APOE ɛ4 carriers. Because of this study, the underlying mechanisms of APP can be studied to refine the amyloid cascade and the polygenic risk score provides a tool to select individuals at high risk of Alzheimer's disease.

Abstract Background Care management of Parkinson’s disease (PD) patients currently remains symptomatic, especially because diagnosis relying on the expression of the cardinal motor symptoms is made too late. Detecting PD earlier therefore represents a key step for developing therapies able to delay or slow down its progression. Methods We investigated metabolic markers in three different animal models of PD, mimicking different phases of the disease assessed by behavioral and histological evaluation, and in 2 cohorts of de novo PD patients (n = 95). Serum and brain tissue samples were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy and data submitted to advanced multivariate statistics. Results Our translational strategy reveals common metabolic dysregulations in serum of the different animal models and PD patients. Some of them were mirrored in the tissue samples, possibly reflecting pathophysiological mechanisms associated with PD development. Interestingly, some metabolic dysregulations appeared before motor symptom emergence, and could represent early biomarkers of PD. Finally, we built a composite biomarker with a combination of 6 metabolites. This biomarker discriminated animals mimicking PD from controls, even from the first, non-motor signs and very interestingly, also discriminated PD patients from healthy subjects. Conclusion From our translational study which included three animal models and two PD patient cohorts, we propose a promising composite biomarker exhibiting a high level of predictivity for PD diagnosis in its early phase, before motor symptoms appearance. Fundings ANR, DOPALCOMP, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Grenoble Alpes University.

A novel POLARIS gene-based analysis approach was employed to compute gene-based polygenic risk score (PRS) for all individuals in the latest HRC imputed GERAD (N cases=3332 and N controls=9,832) data using the International Genomics of Alzheimer's Project summary statistics (N cases=13676 and N controls= 27322, excluding GERAD subjects) to identify the SNPs and weight their risk alleles for the PRS score. SNPs were assigned to known, protein coding genes using GENCODE (v19). SNPs are assigned using both 1) no window around the gene and 2) a window of 35kb upstream and 10kb downstream to include transcriptional regulatory elements. The overall association of a gene is determined using a logistic regression model, adjusting for population covariates. Three novel gene wide significant genes were determined for the POLARIS gene-based analysis using a gene window; PPARGC1A, RORA and ZNF423. The ZNF432 gene resides in an Alzheimer's disease (AD) specific protein network which also includes other AD-related genes. The PPARGC1A gene has been linked to energy metabolism and the generation of amyloid beta plaques and the RORA has strong links with genes which are differentially expressed in the hippocampus. We also demonstrate no enrichment for genes in either loss of function intolerant or conserved noncoding sequence regions.

Late-onset Alzheimers disease (LOAD, onset age > 60 years) is the most prevalent dementia in the elderly, and risk is partially driven by genetics. Many of the loci responsible for this genetic risk were identified by genome-wide association studies (GWAS). To identify additional LOAD risk loci, we performed the largest GWAS to date (89,769 individuals), analyzing both common and rare variants. We confirm 20 previous LOAD risk loci and identify four new genome-wide loci (IQCK, ACE, ADAM10, and ADAMTS1). Pathway analysis of these data implicates the immune system and lipid metabolism, and for the first time tau binding proteins and APP metabolism. These findings show that genetic variants affecting APP and Abeta processing are not only associated with early-onset autosomal dominant AD but also with LOAD. Analysis of AD risk genes and pathways show enrichment for rare variants (P = 1.32 x 10-7) indicating that additional rare variants remain to be identified.

Circulating ceramide levels are abnormally elevated in age-dependent pathologies such as cardiovascular diseases, obesity and Alzheimer's disease. Nevertheless, the potential impact of age on plasma ceramide levels has not yet been systematically examined. In the present study, we quantified a focused panel of plasma ceramides and dihydroceramides in a cohort of 164 subjects (84 women) 19 to 80 years of age. After adjusting for potential confounders, multivariable linear regression analysis revealed a positive association between age and ceramide (d18:1/24:0) (β (SE) = 5.67 (2.38); p = .0198) and ceramide (d18:1/24:1) (β (SE) = 2.88 (.61); p < .001) in women, and between age and ceramide (d18:1/24:1) in men (β (SE) = 1.86 (.77); p = .0179). In women of all ages, but not men, plasma ceramide (d18:1/24:1) was negatively correlated with plasma estradiol (r = -0.294; p = .007). Finally, in vitro experiments in human cancer cells expressing estrogen receptors showed that incubation with estradiol (10 nM, 24 h) significantly decreased ceramide accumulation. Together, the results suggest that aging is associated with an increase in circulating ceramide levels, which in post-menopausal women may be at least partially dependent on lower estradiol levels.