To identify common variants influencing body mass index (BMI), we analyzed genome-wide association data from 16,876 individuals of European descent. After previously reported variants in FTO, the strongest association signal (rs17782313, P = 2.9 × 10−6) mapped 188 kb downstream of MC4R (melanocortin-4 receptor), mutations of which are the leading cause of monogenic severe childhood-onset obesity. We confirmed the BMI association in 60,352 adults (per-allele effect = 0.05 Z-score units; P = 2.8 × 10−15) and 5,988 children aged 7–11 (0.13 Z-score units; P = 1.5 × 10−8). In case-control analyses (n = 10,583), the odds for severe childhood obesity reached 1.30 (P = 8.0 × 10−11). Furthermore, we observed overtransmission of the risk allele to obese offspring in 660 families (P (pedigree disequilibrium test average; PDT-avg) = 2.4 × 10−4). The SNP location and patterns of phenotypic associations are consistent with effects mediated through altered MC4R function. Our findings establish that common variants near MC4R influence fat mass, weight and obesity risk at the population level and reinforce the need for large-scale data integration to identify variants influencing continuous biomedical traits.

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.

Obesity is a heritable trait and a risk factor for many common diseases such as type 2 diabetes, heart disease, and hypertension. We used a dense whole-genome scan of DNA samples from the Framingham Heart Study participants to identify a common genetic variant near the INSIG2 gene associated with obesity. We have replicated the finding in four separate samples composed of individuals of Western European ancestry, African Americans, and children. The obesity-predisposing genotype is present in 10% of individuals. Our study suggests that common genetic polymorphisms are important determinants of obesity.

Mice deficient in the lipid sensor GPR120 develop obesity, glucose intolerance and fatty liver when fed a high-fat diet, and a loss-of-function variant in the GPR120 gene strongly contributes to increased obesity in human. The G-protein-coupled receptor GPR120 is a receptor for free fatty acids, and is involved in homeostasis mechanisms such as fat-cell generation and the regulation of appetite. Here it is shown that without GPR120, mice on a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver. In humans, GPR120 expression in adipose tissue is shown to be significantly elevated in obesity. The authors also identify a mutation that inhibits GPR120 signalling activity and is associated with an increased risk for obesity in Europeans. Free fatty acids provide an important energy source as nutrients, and act as signalling molecules in various cellular processes1,2,3,4. Several G-protein-coupled receptors have been identified as free-fatty-acid receptors important in physiology as well as in several diseases3,5,6,7,8,9,10,11,12,13. GPR120 (also known as O3FAR1) functions as a receptor for unsaturated long-chain free fatty acids and has a critical role in various physiological homeostasis mechanisms such as adipogenesis, regulation of appetite and food preference5,6,14,15,16. Here we show that GPR120-deficient mice fed a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver with decreased adipocyte differentiation and lipogenesis and enhanced hepatic lipogenesis. Insulin resistance in such mice is associated with reduced insulin signalling and enhanced inflammation in adipose tissue. In human, we show that GPR120 expression in adipose tissue is significantly higher in obese individuals than in lean controls. GPR120 exon sequencing in obese subjects reveals a deleterious non-synonymous mutation (p.R270H) that inhibits GPR120 signalling activity. Furthermore, the p.R270H variant increases the risk of obesity in European populations. Overall, this study demonstrates that the lipid sensor GPR120 has a key role in sensing dietary fat and, therefore, in the control of energy balance in both humans and rodents.

Background Obesity is a major health problem. Although heritability is substantial, genetic mechanisms predisposing to obesity are not very well understood. We have performed a genome wide association study (GWA) for early onset (extreme) obesity. Methodology/Principal Findings a) GWA (Genome-Wide Human SNP Array 5.0 comprising 440,794 single nucleotide polymorphisms) for early onset extreme obesity based on 487 extremely obese young German individuals and 442 healthy lean German controls; b) confirmatory analyses on 644 independent families with at least one obese offspring and both parents. We aimed to identify and subsequently confirm the 15 SNPs (minor allele frequency ≥10%) with the lowest p-values of the GWA by four genetic models: additive, recessive, dominant and allelic. Six single nucleotide polymorphisms (SNPs) in FTO (fat mass and obesity associated gene) within one linkage disequilibrium (LD) block including the GWA SNP rendering the lowest p-value (rs1121980; log-additive model: nominal p = 1.13×10−7, corrected p = 0.0494; odds ratio (OR)CT 1.67, 95% confidence interval (CI) 1.22–2.27; ORTT 2.76, 95% CI 1.88–4.03) belonged to the 15 SNPs showing the strongest evidence for association with obesity. For confirmation we genotyped 11 of these in the 644 independent families (of the six FTO SNPs we chose only two representing the LD bock). For both FTO SNPs the initial association was confirmed (both Bonferroni corrected p<0.01). However, none of the nine non-FTO SNPs revealed significant transmission disequilibrium. Conclusions/Significance Our GWA for extreme early onset obesity substantiates that variation in FTO strongly contributes to early onset obesity. This is a further proof of concept for GWA to detect genes relevant for highly complex phenotypes. We concurrently show that nine additional SNPs with initially low p-values in the GWA were not confirmed in our family study, thus suggesting that of the best 15 SNPs in the GWA only the FTO SNPs represent true positive findings.

The melanocortin-4 receptor gene (MC4-R) has been implicated in weight regulation. Recently, two independent groups reported frameshift mutations associated with a dominant form of obesity (1, 2). We screened the coding region of the MC4-R in 306 extremely obese children and adolescents (mean body mass index: BMI 34.4 ± 6.6 kg/m2), 25 healthy underweight students (mean BMI 17.1 ± 0.8 kg/m2), 52 normal weight individuals (mean BMI 22.0 ± 1.0 kg/m2), 51 inpatients with anorexia nervosa (AN, DSM IV criteria, mean BMI 14.3 ± 1.5 kg/m2) and 27 patients with bulimia nervosa (BN, DSM IV criteria, mean BMI 21.7 ± 5.8 kg/m2) by single strand conformation polymorphism analysis (SSCP). Several mutations were identified, including the frameshift mutation described (1). The mutations were as follows: a) The deletion of 4 bp (Δ of CTCT at codon 211) results in a frameshift, thus rendering a truncated protein. This mutation has been assumed to be associated with dominantly-inherited morbid obesity in humans (1). Both the index patient (BMI 42.06 kg/m2, height 171 cm, age 19.6 years) and her mother (BMI 37.55 kg/m2, height 164 cm, age 42.5 years) were heterozygous for the deletion. b) A nonsense mutation at position 35 of the MC4-R was detected in two obese probands (BMI 31.29 kg/m2 and BMI 45.91 kg/m2). This mutation leads to a truncated protein that encompasses the N-terminal extracellular domain. Both carriers additionally showed (c) a missense mutation (Asp-37-Val). In both of these cases Tyr-35-Stop and Asp-37-Val were maternally transmitted, thus these variations form a haplotype. d) e) A male obese proband harbored two missense mutations (Ser-30-Phe, Gly-252-Ser). f)–i) Four different missense mutations (Pro-78-Leu, Thr-112-Met, Arg-165-Trp, Ile-317-Thr) were detected in four different male probands, respectively. All of these mutations (a to i) were found solely in extremely obese individuals whose BMIs were all above the 99th percentile. j) A silent mutation (C-579-T, Val-193-Val) was detected in a male underweight individual. k) A previously described polymorphism (Val-103-Ile; 3) was detected with similar frequencies in all different study groups. l) We identified a novel polymorphism (Ile-251-Leu) with similar allele frequencies in all groups under study. In conclusion, our data indicate that mutations in the MC4-R are not uncommon. Whereas our data support the evidence for dominantly inherited obesity as revealed by the three obese probands with haplo-insufficiency, the functional significance of the missense mutations remains to be determined.

Abstract Anorexia nervosa (AN) is a complex metabolic and psychological disorder that is influenced by both heritable genetic components and environmental factors. Exposure to various environmental influences can lead to epigenetically induced changes in gene expression. Epigenetic research in AN is still in its infancy, and studies to date are limited in determining clear, valid links to disease onset and progression are limited. Therefore, the aim of this systematic review was to compile and critically evaluate the available results of epigenetic studies specifically in AN and to provide recommendations for future studies. In accordance with the PRISMA guidelines, a systematic literature search was performed in three different databases (PubMed, Embase, and Web of Science) through May 2023. Twenty-three original papers or conference abstracts on epigenetic studies in AN were collected. Epigenome-wide association studies (EWASs), which analyze DNA methylation across the genome in patients with AN and identify potential disease-relevant changes in promoter/regulatory regions of genes, are the most promising for future research. To date, five EWASs on AN have been published, suggesting a potential reversibility of malnutrition-induced epigenetic changes once patients recover. Hence, determining differential DNA methylation levels could serve as a biomarker for disease status or early diagnosis and might be involved in disease progression or chronification. For future research, EWASs with a larger sample size, longitudinal study design and uniform methods should be performed to contribute to the understanding of the pathophysiology of AN, the development of individual interventions and a better prognosis for affected patients.

Abstract Homozygosity for pathogenic variants in the leptin gene leads to congenital leptin deficiency causing early-onset extreme obesity. This monogenic form of obesity has mainly been detected in patients from consanguineous families. Prevalence estimates for the general population using the Exome Aggregation Consortium (ExAC) database reported a low frequency of leptin mutations. One in approximately 15 million individuals will be homozygous for a deleterious leptin variant. With the present study, we aimed to extend these findings utilizing the augmented Genome Aggregation Database (gnomAD) v2.1.1 including more than 140,000 samples. In total, 68 non-synonymous and 7 loss-of-function (LoF) leptin variants were deposited in gnomAD. By predicting functional implications with the help of in silico tools, like SIFT, PolyPhen2 and MutationTaster2021, the prevalence of hetero- and homozygosity for putatively pathological variants (n = 32; pathogenic prediction by at least two tools) in the leptin gene were calculated. Across all populations, the estimated prevalence for heterozygosity for functionally relevant variants was approximately 1:2,100 and 1:17,860,000 for homozygosity. This prevalence deviated between the individual populations. Accordingly, people from South Asia were at greater risk to carry a possibly damaging leptin variant than individuals of other ancestries. Generally, this study emphasises the scarcity of deleterious leptin variants in the general population with varying prevalence for distinct study groups.

Background: The incidence of melanoma is increasing in patients of both sexes. It is known that women and men have differences in their innate and acquired immune systems. Knowing these differences, it is reasonable to hypothesize that the reagibility of the immune system and hereby the efficacy of tumor therapies might be dependent on sex. This study assessed sex-based differences in the outcome to different treatment strategies in metastatic melanoma. Methods: Patients with advanced (stage IV, AJCCv8) metastatic melanoma who were first-line treated with either PD-1-based immune checkpoint inhibition (ICI) as monotherapy or combination, or targeted therapy (TT) with BRAF plus MEK inhibitors were identified from the prospective multicenter skin cancer registry ADOREG. The study endpoints were best overall response (BOR), progression-free survival (PFS), and overall survival (OS); all endpoints were evaluated univariately and multivariately with focus on sex differences. Results: 2032 evaluable patients were identified who were treated with ICI or TT. Of those, 1274 (62.7%) were male and 758 (37.3%) were female. Median age was 66 years (range: 20-96) in the ICI cohort, and 60 years (range: 20-90) in the TT cohort. Most patients (n=1484 (73%); m: 941, f: 534) received ICI therapy; 548 patients (27%; m: 333, f: 215) were treated with TT. There were no sex-specific differences in BOR (ICI: p=0.83; TT: p=0.52), PFS (ICI: p=0.46; TT: p=0.21), and OS (ICI: p=0.20; TT: p=0.30). There were also no significant sex-specific differences in OS when patients were separately investigated by serum LDH (normal LDH: p=0.41; elevated LDH: p=0.39) or BRAF status (BRAF wt: p=0.15; BRAF mut: p=0.82). The multivariate analyses likewise showed no sex-specific differences in BOR, PFS and OS. However, LDH and ECOG were confirmed as independent influencing variables in terms of PFS and LDH, ECOG and type of therapy in terms of OS. Conclusions: There were no sex differences in first-line treatment outcomes in terms of response and survival in patients with advanced metastatic melanoma, irrespective of whether they received ICI or TT. There were also no sex differences in treatment response when BRAF status or LDH levels were measured.