Circulating cytokines and growth factors are regulators of inflammation and have been implicated in autoimmune and metabolic diseases. In this genome-wide association study (GWAS) of up to 8,293 Finns we identified 27 genome-widely significant loci (p < 1.2 × 10-9) for one or more cytokines. Fifteen of the associated variants had expression quantitative trait loci in whole blood. We provide genetic instruments to clarify the causal roles of cytokine signaling and upstream inflammation in immune-related and other chronic diseases. We further link inflammatory markers with variants previously associated with autoimmune diseases such as Crohn disease, multiple sclerosis, and ulcerative colitis and hereby elucidate the molecular mechanisms underpinning these diseases and suggest potential drug targets.

Exome sequencing studies in complex diseases are challenged by the allelic heterogeneity, large number and modest effect sizes of associated variants on disease risk and the presence of large numbers of neutral variants, even in phenotypically relevant genes. Isolated populations with recent bottlenecks offer advantages for studying rare variants in complex diseases as they have deleterious variants that are present at higher frequencies as well as a substantial reduction in rare neutral variation. To explore the potential of the Finnish founder population for studying low-frequency (0.5–5%) variants in complex diseases, we compared exome sequence data on 3,000 Finns to the same number of non-Finnish Europeans and discovered that, despite having fewer variable sites overall, the average Finn has more low-frequency loss-of-function variants and complete gene knockouts. We then used several well-characterized Finnish population cohorts to study the phenotypic effects of 83 enriched loss-of-function variants across 60 phenotypes in 36,262 Finns. Using a deep set of quantitative traits collected on these cohorts, we show 5 associations (p<5×10−8) including splice variants in LPA that lowered plasma lipoprotein(a) levels (P = 1.5×10−117). Through accessing the national medical records of these participants, we evaluate the LPA finding via Mendelian randomization and confirm that these splice variants confer protection from cardiovascular disease (OR = 0.84, P = 3×10−4), demonstrating for the first time the correlation between very low levels of LPA in humans with potential therapeutic implications for cardiovascular diseases. More generally, this study articulates substantial advantages for studying the role of rare variation in complex phenotypes in founder populations like the Finns and by combining a unique population genetic history with data from large population cohorts and centralized research access to National Health Registers.

Background: Inflammatory processes contribute to the pathophysiology of multiple chronic conditions. Genetic factors play a crucial role in modulating the inflammatory load, but the exact mechanisms are incompletely understood. Methods: To add understanding to the molecular mechanisms in inflammation, we performed a genome-wide association study (GWAS) on 16 circulating cytokines and cell adhesion molecules (inflammatory phenotypes) in Northern Finland Birth Cohort 1966 (NFBC1966, N=5,284). A subsequent meta-analysis was completed for 10 phenotypes available in a GWAS of three other Finnish population cohorts adding up to 13,577 individuals in the study. Complementary association tests were performed to study the effect of the ABO blood types on soluble adhesion molecule levels. Results: We identified seven novel and confirmed six previously reported loci associating with at least one of the studied inflammatory phenotypes (p<3.1x10-9). We observed three loci associating with the concentration of soluble vascular cell adhesion molecule-1 (sVCAM-1), one of which is the ABO locus that has been previously associated with soluble E-selectin (sE-selectin) and intercellular adhesion molecule-1 (sICAM-1) levels. Results from the complementary analyses suggest that the blood type B associates primarily with the concentration of sVCAM-1 while the A1 subtype shows a robust effect on sE-selectin and sICAM-1 levels. Furthermore, the genotypes in the ABO locus associating with higher soluble adhesion molecule levels tend to associate with lower low-density lipoprotein cholesterol level and lower cardiovascular disease risk. Conclusion: The present results extend the knowledge about genetic factors contributing to the inflammatory load. Our findings suggest that two distinct mechanisms contribute to the soluble adhesion molecule levels at the ABO locus. The negative correlation between the genetic effects on soluble adhesion molecule levels and cardiovascular traits in this locus further suggests that increased soluble adhesion molecule levels per se may not be a risk factor for cardiovascular disease.

Abstract The pituitary gland is the central endocrine regulatory organ underneath the brain, producing and releasing a variety of hormones that coordinate major body functions. The physical location of the pituitary gland underneath the brain, though outside the protective blood-brain barrier, leads to a unique immune environment of the pituitary that has not been studied. Here, we defined the development, diversity, spatial niche, and origin of the pituitary gland macrophage subsets using single cell transcriptomics, fate mapping, and imaging. We identified early yolk sac precursors solely seeding pituitary gland macrophages which are maintained by proliferation. Macrophage depletion experiments unveiled the essential contribution of early macrophages in the pituitary gland’s hormonal production and in modulating the post-pubertal expression of genes related to the sexually dimorphic processes regulated by the pituitary gland. Altogether, these findings provide novel information on pituitary gland macrophages and advance our understanding of immune-endocrine system crosstalk.

Multivariate methods are known to increase the statistical power of association detection, but they have lacked essential follow-up analysis tools necessary for understanding the biology underlying these associations. We developed a novel computational workflow for multivariate GWAS follow-up analyses, including fine-mapping and identification of the subset of traits driving associations (driver traits). Many follow-up tools require univariate regression coefficients which are lacking from multivariate results. Our method overcomes this problem by using Canonical Correlation Analysis to turn each multivariate association into its optimal univariate Linear Combination Phenotype (LCP). This enables an LCP-GWAS, which in turn generates the statistics required for follow-up analyses. We implemented our method on 12 highly correlated inflammatory biomarkers in a Finnish population-based study. Altogether, we identified 11 associations, four of which (F5, ABO, C1orf140 and PDGFRB) were not detected by biomarker-specific analyses. Fine-mapping identified 19 signals within the 11 loci and driver trait analysis determined the traits contributing to the associations. A phenome-wide association study on the 19 putative causal variants from the signals in 176,899 individuals from the FinnGen study revealed 53 disease associations (p < 1x10-4). Several reported pQTLs in the 11 loci provided orthogonal evidence for the biologically relevant functions of the putative causal variants. Our novel multivariate analysis workflow provides a powerful addition to standard univariate GWAS analyses by enabling multivariate GWAS follow-up and thus promoting the advancement of powerful multivariate methods in genomics.

Cytokines are essential regulatory components of the immune system and their aberrant levels have been linked to many disease states. Despite increasing evidence that cytokines operate in concert, many of the physiological interactions between cytokines, and the shared genetic architecture that underlie them, remain unknown. Here we aimed to identify and characterise genetic variants with pleiotropic effects on cytokines - to do this we performed a multivariate genome-wide association study on a correlation network of 11 circulating cytokines measured in 9,263 individuals. Meta-analysis identified a total of 8 loci significantly associated with the cytokine network, of which two (PDGFRB and ABO) had not been detected previously. Bayesian colocalisation analysis revealed shared causal variants between the eight cytokine loci and other traits; in particular, cytokine network variants at the ABO, SERPINE2, and ZFPM2 loci showed pleiotropic effects on the production of immune-related proteins; on metabolic traits such as lipoprotein and lipid levels; on blood-cell related traits such as platelet count; and on disease traits such as coronary artery disease and type 2 diabetes.

Cerebral thrombophlebitis is an uncommon localisation that should be considered in the presence of headache, fever, focal deficit in the context of pregnancy or post partum. It is positive diagnosis is made by imaging but the etiological diagnosis remains the main issue. In this main article, we report two cases of patients treated for cerebral thrombophlebitis. From the observations made, we will discuss the different entities of this pathology with the data of the literature.

Circulating cytokines and growth factors are regulators of inflammation and have been implicated in autoimmune and metabolic diseases. In this genome-wide association study (GWAS) up to n=8,293 Finns we identified 27 loci with genome-wide association (P-value<1.2×10-9) for one or more cytokines, including 17 unidentified in previous GWASes. Fifteen of the associated SNPs had expression quantitative trait loci in whole blood. We provide strong genetic instruments to clarify the causal roles of cytokine signaling and upstream inflammation in immune-related and other chronic diseases. We further link known autoimmune disease variants including Crohn's disease, multiple sclerosis and ulcerative colitis with new inflammatory markers, which elucidate the molecular mechanisms underpinning these diseases and suggest potential drug targets.