Characterized primarily by a low body-mass index, anorexia nervosa is a complex and serious illness1, affecting 0.9–4% of women and 0.3% of men2–4, with twin-based heritability estimates of 50–60%5. Mortality rates are higher than those in other psychiatric disorders6, and outcomes are unacceptably poor7. Here we combine data from the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI)8,9 and the Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium (PGC-ED) and conduct a genome-wide association study of 16,992 cases of anorexia nervosa and 55,525 controls, identifying eight significant loci. The genetic architecture of anorexia nervosa mirrors its clinical presentation, showing significant genetic correlations with psychiatric disorders, physical activity, and metabolic (including glycemic), lipid and anthropometric traits, independent of the effects of common variants associated with body-mass index. These results further encourage a reconceptualization of anorexia nervosa as a metabo-psychiatric disorder. Elucidating the metabolic component is a critical direction for future research, and paying attention to both psychiatric and metabolic components may be key to improving outcomes. Genome-wide analyses identify eight independent loci associated with anorexia nervosa. Genetic correlations implicate both psychiatric and metabolic components in the etiology of this disorder, even after adjusting for the effects of common variants associated with body mass index.

Repetitive negative thinking (RNT) increases vulnerability to multiple anxiety and depressive disorders and, as a common risk factor, elevated RNT may account for the high levels of comorbidity observed between emotional disorders. The aims of this study were to (a) compare two common forms of RNT (worry and rumination) across individuals with non-comorbid anxiety or depressive disorders, and (b) to examine the relationship between RNT and comorbidity.A structured diagnostic interview and measures of rumination, worry, anxiety, and depression were completed by a large clinical sample with an anxiety disorder or depression (N=513) presenting at a community mental health clinic.Patients without (n=212) and with (n=301) comorbid diagnoses did not generally differ across the principal diagnosis groups (depression, generalised anxiety disorder, social anxiety disorder, panic disorder) on worry or rumination. As predicted, comorbidity was associated with a higher level of RNT.Cross-sectional design precluded causal conclusions and findings may not generalize to excluded anxiety disorders.Consistent with the transdiagnostic hypothesis, RNT was associated with a range of anxiety disorders and depression and with comorbidity for those with a principal depressive disorder, supporting recent evidence that RNT is a transdiagnostic process. The presence of RNT, specifically worry and rumination, should be assessed and treated regardless of diagnostic profile. Future research may show that both pure and comorbid depressed or anxious patients receive incremental benefit from transdiagnostic protocols developed to treat core pathological processes of RNT traditionally associated with separate disorders.

Genome-wide association studies have discovered hundreds of loci associated with complex brain disorders, but it remains unclear in which cell types these loci are active. Here we integrate genome-wide association study results with single-cell transcriptomic data from the entire mouse nervous system to systematically identify cell types underlying brain complex traits. We show that psychiatric disorders are predominantly associated with projecting excitatory and inhibitory neurons. Neurological diseases were associated with different cell types, which is consistent with other lines of evidence. Notably, Parkinson’s disease was genetically associated not only with cholinergic and monoaminergic neurons (which include dopaminergic neurons) but also with enteric neurons and oligodendrocytes. Using post-mortem brain transcriptomic data, we confirmed alterations in these cells, even at the earliest stages of disease progression. Our study provides an important framework for understanding the cellular basis of complex brain maladies, and reveals an unexpected role of oligodendrocytes in Parkinson’s disease. Integration of GWAS and single-cell transcriptomic data from the entire nervous system systematically identifies cell types underlying brain complex traits and provides insights into the etiology of Parkinson’s disease.

Objective The relevance of the microbe-gut-brain axis to psychopathology is of interest in anorexia nervosa (AN), as the intestinal microbiota plays a critical role in metabolic function and weight regulation. Methods We characterized the composition and diversity of the intestinal microbiota in AN, using stool samples collected at inpatient admission (T1; n = 16) and discharge (T2; n = 10). At T1, participants completed the Beck Depression and Anxiety Inventories and the Eating Disorder Examination–Questionnaire. Patients with AN were compared with healthy individuals who participated in a previous study (healthy comparison group; HCG). Genomic DNA was isolated from stool samples, and bacterial composition was characterized by 454 pyrosequencing of the 16S rRNA gene. Sequencing results were processed by the Quantitative Insights Into Microbial Ecology pipeline. We compared T1 versus T2 samples, samples from both points were compared with HCG (n = 12), and associations between psychopathology and T1 samples were explored. Results In patients with AN, significant changes emerged between T1 and T2 in taxa abundance and beta (between-sample) diversity. Patients with AN had significantly lower alpha (within-sample) diversity than did HCG at both T1 (p = .0001) and T2 (p = .016), and differences in taxa abundance were found between AN patients and HCG. Levels of depression, anxiety, and eating disorder psychopathology at T1 were associated with composition and diversity of the intestinal microbiota. Conclusions We provide evidence of an intestinal dysbiosis in AN and an association between mood and the enteric microbiota in this patient population. Future directions include mechanistic investigations of the microbe-gut-brain axis in animal models and association of microbial measures with metabolic changes and recovery indices.

We evaluated the early impact of COVID-19 on people with self-reported eating disorders.Participants in the United States (US, N = 511) and the Netherlands (NL, N = 510), recruited through ongoing studies and social media, completed an online survey that included both quantitative measures and free-text responses assessing the impact of COVID-19 on situational circumstances, eating disorder symptoms, eating disorder treatment, and general well-being.Results revealed strong and wide-ranging effects on eating disorder concerns and illness behaviors that were consistent with eating disorder type. Participants with anorexia nervosa (US 62% of sample; NL 69%) reported increased restriction and fears about being able to find foods consistent with their meal plan. Individuals with bulimia nervosa and binge-eating disorder (US 30% of sample; NL 15%) reported increases in their binge-eating episodes and urges to binge. Respondents noted marked increases in anxiety since 2019 and reported greater concerns about the impact of COVID-19 on their mental health than physical health. Although many participants acknowledged and appreciated the transition to telehealth, limitations of this treatment modality for this population were raised. Individuals with past histories of eating disorders noted concerns about relapse related to COVID-19 circumstances. Encouragingly, respondents also noted positive effects including greater connection with family, more time for self-care, and motivation to recover.COVID-19 is associated with increased anxiety and poses specific disorder-related challenges for individuals with eating disorders that require attention by healthcare professionals and carers.

Eating disorders and substance use disorders frequently co-occur. Twin studies reveal shared genetic variance between liabilities to eating disorders and substance use, with the strongest associations between symptoms of bulimia nervosa (BN) and problem alcohol use (genetic correlation [rg], twin-based=0.23-0.53). We estimated the genetic correlation between eating disorder and substance use and disorder phenotypes using data from genome-wide association studies (GWAS). Four eating disorder phenotypes (anorexia nervosa [AN], AN with binge-eating, AN without binge-eating, and a BN factor score), and eight substance-use-related phenotypes (drinks per week, alcohol use disorder [AUD], smoking initiation, current smoking, cigarettes per day, nicotine dependence, cannabis initiation, and cannabis use disorder) from eight studies were included. Significant genetic correlations were adjusted for variants associated with major depressive disorder (MDD). Total sample sizes per phenotype ranged from ~2,400 to ~537,000 individuals. We used linkage disequilibrium score regression to calculate single nucleotide polymorphism-based genetic correlations between eating disorder and substance-use-related phenotypes. Significant positive genetic associations emerged between AUD and AN (rg=0.18; false discovery rate q=0.0006), cannabis initiation and AN (rg=0.23; q<0.0001), and cannabis initiation and AN with binge-eating (rg=0.27; q=0.0016). Conversely, significant negative genetic correlations were observed between three non-diagnostic smoking phenotypes (smoking initiation, current smoking, and cigarettes per day) and AN without binge-eating (rgs=-0.19 to -0.23; qs<0.04). The genetic correlation between AUD and AN was no longer significant after co-varying for MDD loci. The patterns of association between eating disorder- and substance-use-related phenotypes highlights the potentially complex and substance-specific relationships between these behaviors.

Abstract This study represents the first large-scale investigation of rare (<1% population frequency) copy number variants (CNVs) in anorexia nervosa (AN). Large, rare CNVs are reported to be causally associated with anthropometric traits, neurodevelopmental disorders, and schizophrenia, yet their role in the genetic basis of AN is unclear. Using genome-wide association study (GWAS) array data from the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI), which included 7414 AN case and 5044 controls, we investigated the association of 67 well-established syndromic CNVs and 178 pleiotropic disease-risk dosage-sensitive CNVs with AN. To identify novel CNV regions (CNVRs) that increase the risk of AN, we conducted genome-wide association studies with a focus on rare CNV-breakpoints (CNV-GWAS). We found no net enrichment of rare CNVs, either deletions or duplications, in AN, and none of the well-established syndromic or pleiotropic CNVs had a significant association with AN status. However, the CNV-GWAS found 21 nominally associated CNVRs that contribute to AN risk, covering protein-coding genes implicated in synaptic function, metabolic/mitochondrial factors, and lipid characteristics, like the CD36 (7q21.11) gene, which transports long-chain fatty acids into cells. CNVRs intersecting genes previously related to neurodevelopmental traits include deletions of NRXN1 intron 5 (2p16.3), IMMP2L (7q31.1), and PTPRD (9p23). Overall, given that our study is well powered to detect the CNV burden level reported for schizophrenia, we can conclude that rare CNVs have a limited role in the etiology of AN, as reported for bipolar disorder. Our nominal associations for the 21 discovered CNVRs are consistent with AN being a metabo-psychiatric trait, as demonstrated by the common genetic architecture of AN, and we provide association results to allow for replication in future research.

Anorexia nervosa (AN) is a complex and serious eating disorder, occurring in ~1% of individuals. Despite having the highest mortality rate of any psychiatric disorder, little is known about the aetiology of AN, and few effective treatments exist. Global efforts to collect large sample sizes of individuals with AN have been highly successful, and a recent study consequently identified the first genome-wide significant locus involved in AN. This result, coupled with other recent studies and epidemiological evidence, suggest that previous characterizations of AN as a purely psychiatric disorder are over-simplified. Rather, both neurological and metabolic pathways may also be involved. In order to elucidate more of the system-specific aetiology of AN, we applied transcriptomic imputation methods to 3,495 cases and 10,982 controls, collected by the Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium (PGC-ED). Transcriptomic Imputation (TI) methods approaches use machine-learning methods to impute tissue-specific gene expression from large genotype data using curated eQTL reference panels. These offer an exciting opportunity to compare gene associations across neurological and metabolic tissues. Here, we applied CommonMind Consortium (CMC) and GTEx-derived gene expression prediction models for 13 brain tissues and 12 tissues with potential metabolic involvement (adipose, adrenal gland, 2 colon, 3 esophagus, liver, pancreas, small intestine, spleen, stomach). We identified 35 significant gene-tissue associations within the large chromosome 12 region described in the recent PGC-ED GWAS. We applied forward stepwise conditional analyses and FINEMAP to associations within this locus to identify putatively causal signals. We identified four independently associated genes; RPS26, C12orf49, SUOX, and RDH16. We also identified two further genome-wide significant gene-tissue associations, both in brain tissues; REEP5, in the dorso-lateral pre-frontal cortex (DLPFC; p=8.52x10-07), and CUL3, in the caudate basal ganglia (p=1.8x10-06). These genes are significantly enriched for associations with anthropometric phenotypes in the UK BioBank, as well as multiple psychiatric, addiction, and appetite/satiety pathways. Our results support a model of AN risk influenced by both metabolic and psychiatric factors.

Background: Genetic factors contribute to anorexia nervosa (AN); and the first genome-wide significant locus has been identified. We describe methods and procedures for the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI), an international collaboration designed to rapidly recruit 13,000 individuals with AN as well as ancestrally matched controls. We present sample characteristics and the utility of an online eating disorder diagnostic questionnaire suitable for large-scale genetic and population research. Methods: ANGI recruited from the United States (US), Australia/New Zealand (ANZ), Sweden (SE), and Denmark (DK). Recruitment was via national registers (SE, DK); treatment centers (US, ANZ, SE, DK); and social and traditional media (US, ANZ, SE). All cases had a lifetime AN diagnosis based on DSM-IV or ICD-10 criteria (excluding amenorrhea). Recruited controls had no lifetime history of disordered eating behaviors. To assess the positive and negative predictive validity of the online eating disorder questionnaire (ED100K-v1), 109 women also completed the Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID), Module H. Results: Blood samples and clinical information were collected from 13,364 individuals with lifetime AN and from controls. Online diagnostic phenotyping was effective and efficient; the validity of the questionnaire was acceptable. Conclusions: Our multi-pronged recruitment approach was highly effective for rapid recruitment and can be used as a model for efforts by other groups. High online presence of individuals with AN rendered the Internet/social media a remarkably effective recruitment tool in some countries. ANGI has substantially augmented Psychiatric Genomics Consortium AN sample collection. ANGI is a registered clinical trial: clinicaltrials.gov NCT01916538; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01916538?cond=Anorexia+Nervosa&draw=1&rank=3.

Genome-wide association studies (GWAS) have discovered hundreds of loci associated with complex brain disorders, and provide the best current insights into the etiology of these idiopathic traits. However, it remains unclear in which cell types these variants are active, which is essential for understanding etiology and subsequent experimental modeling. Here we integrate GWAS results with single-cell transcriptomic data from the entire mouse nervous system to systematically identify cell types underlying psychiatric disorders, neurological diseases, and brain complex traits. We show that psychiatric disorders are predominantly associated with cortical and hippocampal excitatory neurons, as well as medium spiny neurons from the striatum. Cognitive traits were generally associated with similar cell types but their associations were driven by different genes. Neurological diseases were associated with different cell types, which is consistent with other lines of evidence. Notably, we found that Parkinson’s disease is not only genetically associated with cholinergic and monoaminergic neurons (which include dopaminergic neurons from the substantia nigra) but also with neurons from the enteric system and oligodendrocytes. Using post-mortem brain transcriptomic data, we confirmed alterations in these cells, even at the earliest stages of disease progression. Our study provides an important framework for understanding the cellular basis of complex brain maladies, and reveals an unexpected role of oligodendrocytes in Parkinson’s disease.