Ruth Loos and colleagues report results of a large genome-wide association study for body mass index. They identify 18 new loci associated with this trait, some of which map near key hypothalamic regulators of energy balance. Obesity is globally prevalent and highly heritable, but its underlying genetic factors remain largely elusive. To identify genetic loci for obesity susceptibility, we examined associations between body mass index and ∼2.8 million SNPs in up to 123,865 individuals with targeted follow up of 42 SNPs in up to 125,931 additional individuals. We confirmed 14 known obesity susceptibility loci and identified 18 new loci associated with body mass index (P < 5 × 10−8), one of which includes a copy number variant near GPRC5B. Some loci (at MC4R, POMC, SH2B1 and BDNF) map near key hypothalamic regulators of energy balance, and one of these loci is near GIPR, an incretin receptor. Furthermore, genes in other newly associated loci may provide new insights into human body weight regulation.

The MAGIC investigators report results of a large genome-wide association study meta-analysis to identify common variants influencing fasting glucose homeostasis. They further show that several of the newly discovered loci influencing glycemic traits are also associated with risk of type 2 diabetes. Levels of circulating glucose are tightly regulated. To identify new loci influencing glycemic traits, we performed meta-analyses of 21 genome-wide association studies informative for fasting glucose, fasting insulin and indices of beta-cell function (HOMA-B) and insulin resistance (HOMA-IR) in up to 46,186 nondiabetic participants. Follow-up of 25 loci in up to 76,558 additional subjects identified 16 loci associated with fasting glucose and HOMA-B and two loci associated with fasting insulin and HOMA-IR. These include nine loci newly associated with fasting glucose (in or near ADCY5, MADD, ADRA2A, CRY2, FADS1, GLIS3, SLC2A2, PROX1 and C2CD4B) and one influencing fasting insulin and HOMA-IR (near IGF1). We also demonstrated association of ADCY5, PROX1, GCK, GCKR and DGKB-TMEM195 with type 2 diabetes. Within these loci, likely biological candidate genes influence signal transduction, cell proliferation, development, glucose-sensing and circadian regulation. Our results demonstrate that genetic studies of glycemic traits can identify type 2 diabetes risk loci, as well as loci containing gene variants that are associated with a modest elevation in glucose levels but are not associated with overt diabetes.

Cecilia Lindgren and colleagues report results of a large-scale genome-wide association study for waist-to-hip ratio, a measure of body fat distribution. They identify 13 new loci associated with this trait, several of which show stronger effects in women than in men. Waist-hip ratio (WHR) is a measure of body fat distribution and a predictor of metabolic consequences independent of overall adiposity. WHR is heritable, but few genetic variants influencing this trait have been identified. We conducted a meta-analysis of 32 genome-wide association studies for WHR adjusted for body mass index (comprising up to 77,167 participants), following up 16 loci in an additional 29 studies (comprising up to 113,636 subjects). We identified 13 new loci in or near RSPO3, VEGFA, TBX15-WARS2, NFE2L3, GRB14, DNM3-PIGC, ITPR2-SSPN, LY86, HOXC13, ADAMTS9, ZNRF3-KREMEN1, NISCH-STAB1 and CPEB4 (P = 1.9 × 10−9 to P = 1.8 × 10−40) and the known signal at LYPLAL1. Seven of these loci exhibited marked sexual dimorphism, all with a stronger effect on WHR in women than men (P for sex difference = 1.9 × 10−3 to P = 1.2 × 10−13). These findings provide evidence for multiple loci that modulate body fat distribution independent of overall adiposity and reveal strong gene-by-sex interactions.

Richard Watanabe and colleagues of the MAGIC consortium report meta-analyses of genome-wide association studies to glucose levels two hours after an oral glucose challenge. They identify variants in GIPR associated with glucose and insulin responses. Glucose levels 2 h after an oral glucose challenge are a clinical measure of glucose tolerance used in the diagnosis of type 2 diabetes. We report a meta-analysis of nine genome-wide association studies (n = 15,234 nondiabetic individuals) and a follow-up of 29 independent loci (n = 6,958–30,620). We identify variants at the GIPR locus associated with 2-h glucose level (rs10423928, β (s.e.m.) = 0.09 (0.01) mmol/l per A allele, P = 2.0 × 10−15). The GIPR A-allele carriers also showed decreased insulin secretion (n = 22,492; insulinogenic index, P = 1.0 × 10−17; ratio of insulin to glucose area under the curve, P = 1.3 × 10−16) and diminished incretin effect (n = 804; P = 4.3 × 10−4). We also identified variants at ADCY5 (rs2877716, P = 4.2 × 10−16), VPS13C (rs17271305, P = 4.1 × 10−8), GCKR (rs1260326, P = 7.1 × 10−11) and TCF7L2 (rs7903146, P = 4.2 × 10−10) associated with 2-h glucose. Of the three newly implicated loci (GIPR, ADCY5 and VPS13C), only ADCY5 was found to be associated with type 2 diabetes in collaborating studies (n = 35,869 cases, 89,798 controls, OR = 1.12, 95% CI 1.09–1.15, P = 4.8 × 10−18).

Philippe Froguel and colleagues report an association of variants near the gene encoding melatonin receptor 2 with fasting glucose levels and risk of type 2 diabetes. The association suggests a possible link between circadian rhythm and glucose homeostasis. In genome-wide association (GWA) data from 2,151 nondiabetic French subjects, we identified rs1387153, near MTNR1B (which encodes the melatonin receptor 2 (MT2)), as a modulator of fasting plasma glucose (FPG; P = 1.3 × 10−7). In European populations, the rs1387153 T allele is associated with increased FPG (β = 0.06 mmol/l, P = 7.6 × 10−29, N = 16,094), type 2 diabetes (T2D) risk (odds ratio (OR) = 1.15, 95% CI = 1.08–1.22, P = 6.3 × 10−5, cases N = 6,332) and risk of developing hyperglycemia or diabetes over a 9-year period (hazard ratio (HR) = 1.20, 95% CI = 1.06–1.36, P = 0.005, incident cases N = 515). RT-PCR analyses confirm the presence of MT2 transcripts in neural tissues and show MT2 expression in human pancreatic islets and beta cells. Our data suggest a possible link between circadian rhythm regulation and glucose homeostasis through the melatonin signaling pathway.

Martin Tobin and colleagues present genome-wide association studies for pulmonary function as part of the SpiroMeta consortium. Pulmonary function measures are heritable traits that predict morbidity and mortality and define chronic obstructive pulmonary disease (COPD). We tested genome-wide association with forced expiratory volume in 1 s (FEV1) and the ratio of FEV1 to forced vital capacity (FVC) in the SpiroMeta consortium (n = 20,288 individuals of European ancestry). We conducted a meta-analysis of top signals with data from direct genotyping (n ≤ 32,184 additional individuals) and in silico summary association data from the CHARGE Consortium (n = 21,209) and the Health 2000 survey (n ≤ 883). We confirmed the reported locus at 4q31 and identified associations with FEV1 or FEV1/FVC and common variants at five additional loci: 2q35 in TNS1 (P = 1.11 × 10−12), 4q24 in GSTCD (2.18 × 10−23), 5q33 in HTR4 (P = 4.29 × 10−9), 6p21 in AGER (P = 3.07 × 10−15) and 15q23 in THSD4 (P = 7.24 × 10−15). mRNA analyses showed expression of TNS1, GSTCD, AGER, HTR4 and THSD4 in human lung tissue. These associations offer mechanistic insight into pulmonary function regulation and indicate potential targets for interventions to alleviate respiratory disease.

Glycated hemoglobin (HbA₁(c)), used to monitor and diagnose diabetes, is influenced by average glycemia over a 2- to 3-month period. Genetic factors affecting expression, turnover, and abnormal glycation of hemoglobin could also be associated with increased levels of HbA₁(c). We aimed to identify such genetic factors and investigate the extent to which they influence diabetes classification based on HbA₁(c) levels.We studied associations with HbA₁(c) in up to 46,368 nondiabetic adults of European descent from 23 genome-wide association studies (GWAS) and 8 cohorts with de novo genotyped single nucleotide polymorphisms (SNPs). We combined studies using inverse-variance meta-analysis and tested mediation by glycemia using conditional analyses. We estimated the global effect of HbA₁(c) loci using a multilocus risk score, and used net reclassification to estimate genetic effects on diabetes screening.Ten loci reached genome-wide significant association with HbA(1c), including six new loci near FN3K (lead SNP/P value, rs1046896/P = 1.6 × 10⁻²⁶), HFE (rs1800562/P = 2.6 × 10⁻²⁰), TMPRSS6 (rs855791/P = 2.7 × 10⁻¹⁴), ANK1 (rs4737009/P = 6.1 × 10⁻¹²), SPTA1 (rs2779116/P = 2.8 × 10⁻⁹) and ATP11A/TUBGCP3 (rs7998202/P = 5.2 × 10⁻⁹), and four known HbA₁(c) loci: HK1 (rs16926246/P = 3.1 × 10⁻⁵⁴), MTNR1B (rs1387153/P = 4.0 × 10⁻¹¹), GCK (rs1799884/P = 1.5 × 10⁻²⁰) and G6PC2/ABCB11 (rs552976/P = 8.2 × 10⁻¹⁸). We show that associations with HbA₁(c) are partly a function of hyperglycemia associated with 3 of the 10 loci (GCK, G6PC2 and MTNR1B). The seven nonglycemic loci accounted for a 0.19 (% HbA₁(c)) difference between the extreme 10% tails of the risk score, and would reclassify ∼2% of a general white population screened for diabetes with HbA₁(c).GWAS identified 10 genetic loci reproducibly associated with HbA₁(c). Six are novel and seven map to loci where rarer variants cause hereditary anemias and iron storage disorders. Common variants at these loci likely influence HbA₁(c) levels via erythrocyte biology, and confer a small but detectable reclassification of diabetes diagnosis by HbA₁(c).

OBJECTIVE Proinsulin is a precursor of mature insulin and C-peptide. Higher circulating proinsulin levels are associated with impaired β-cell function, raised glucose levels, insulin resistance, and type 2 diabetes (T2D). Studies of the insulin processing pathway could provide new insights about T2D pathophysiology. RESEARCH DESIGN AND METHODS We have conducted a meta-analysis of genome-wide association tests of ∼2.5 million genotyped or imputed single nucleotide polymorphisms (SNPs) and fasting proinsulin levels in 10,701 nondiabetic adults of European ancestry, with follow-up of 23 loci in up to 16,378 individuals, using additive genetic models adjusted for age, sex, fasting insulin, and study-specific covariates. RESULTS Nine SNPs at eight loci were associated with proinsulin levels (P &lt; 5 × 10−8). Two loci (LARP6 and SGSM2) have not been previously related to metabolic traits, one (MADD) has been associated with fasting glucose, one (PCSK1) has been implicated in obesity, and four (TCF7L2, SLC30A8, VPS13C/C2CD4A/B, and ARAP1, formerly CENTD2) increase T2D risk. The proinsulin-raising allele of ARAP1 was associated with a lower fasting glucose (P = 1.7 × 10−4), improved β-cell function (P = 1.1 × 10−5), and lower risk of T2D (odds ratio 0.88; P = 7.8 × 10−6). Notably, PCSK1 encodes the protein prohormone convertase 1/3, the first enzyme in the insulin processing pathway. A genotype score composed of the nine proinsulin-raising alleles was not associated with coronary disease in two large case-control datasets. CONCLUSIONS We have identified nine genetic variants associated with fasting proinsulin. Our findings illuminate the biology underlying glucose homeostasis and T2D development in humans and argue against a direct role of proinsulin in coronary artery disease pathogenesis.

Genome-wide association studies have revealed that common noncoding variants in MTNR1B (encoding melatonin receptor 1B, also known as MT(2)) increase type 2 diabetes (T2D) risk(1,2). Although the strongest association signal was highly significant (P < 1 × 10(-20)), its contribution to T2D risk was modest (odds ratio (OR) of ∼1.10-1.15)(1-3). We performed large-scale exon resequencing in 7,632 Europeans, including 2,186 individuals with T2D, and identified 40 nonsynonymous variants, including 36 very rare variants (minor allele frequency (MAF) <0.1%), associated with T2D (OR = 3.31, 95% confidence interval (CI) = 1.78-6.18; P = 1.64 × 10(-4)). A four-tiered functional investigation of all 40 mutants revealed that 14 were non-functional and rare (MAF < 1%), and 4 were very rare with complete loss of melatonin binding and signaling capabilities. Among the very rare variants, the partial- or total-loss-of-function variants but not the neutral ones contributed to T2D (OR = 5.67, CI = 2.17-14.82; P = 4.09 × 10(-4)). Genotyping the four complete loss-of-function variants in 11,854 additional individuals revealed their association with T2D risk (8,153 individuals with T2D and 10,100 controls; OR = 3.88, CI = 1.49-10.07; P = 5.37 × 10(-3)). This study establishes a firm functional link between MTNR1B and T2D risk.