VK
Varun Kilaru
Author with expertise in Epigenetic Modifications and Their Functional Implications
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(80% Open Access)
Cited by:
2,284
h-index:
26
/
i10-index:
37
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Post-traumatic stress disorder is associated with PACAP and the PAC1 receptor

Kerry Ressler et al.Feb 18, 2011
Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) is known to broadly regulate the cellular stress response. In contrast, it is unclear if the PACAP-PAC1 receptor pathway has a role in human psychological stress responses, such as post-traumatic stress disorder (PTSD). Here we find, in heavily traumatized subjects, a sex-specific association of PACAP blood levels with fear physiology, PTSD diagnosis and symptoms in females. We examined 44 single nucleotide polymorphisms (SNPs) spanning the PACAP (encoded by ADCYAP1) and PAC1 (encoded by ADCYAP1R1) genes, demonstrating a sex-specific association with PTSD. A single SNP in a putative oestrogen response element within ADCYAP1R1, rs2267735, predicts PTSD diagnosis and symptoms in females only. This SNP also associates with fear discrimination and with ADCYAP1R1 messenger RNA expression in human brain. Methylation of ADCYAP1R1 in peripheral blood is also associated with PTSD. Complementing these human data, ADCYAP1R1 mRNA is induced with fear conditioning or oestrogen replacement in rodent models. These data suggest that perturbations in the PACAP-PAC1 pathway are involved in abnormal stress responses underlying PTSD. These sex-specific effects may occur via oestrogen regulation of ADCYAP1R1. PACAP levels and ADCYAP1R1 SNPs may serve as useful biomarkers to further our mechanistic understanding of PTSD.
0
Citation725
0
Save
0

Differential immune system DNA methylation and cytokine regulation in post‐traumatic stress disorder

Alicia Smith et al.Jun 28, 2011
Abstract DNA methylation may mediate persistent changes in gene function following chronic stress. To examine this hypothesis, we evaluated African American subjects matched by age and sex, and stratified into four groups by post‐traumatic stress disorder (PTSD) diagnosis and history of child abuse. Total Life Stress (TLS) was also assessed in all subjects. We evaluated DNA extracted from peripheral blood using the HumanMethylation27 BeadChip and analyzed both global and site‐specific methylation. Methylation levels were examined for association with PTSD, child abuse history, and TLS using a linear mixed model adjusted for age, sex, and chip effects. Global methylation was increased in subjects with PTSD. CpG sites in five genes ( TPR , CLEC9A , APC5 , ANXA2 , and TLR8 ) were differentially methylated in subjects with PTSD. Additionally, a CpG site in NPFFR2 was associated with TLS after adjustment for multiple testing. Notably, many of these genes have been previously associated with inflammation. Given these results and reports of immune dysregulation associated with trauma history, we compared plasma cytokine levels in these subjects and found IL4, IL2, and TNFα levels associated with PTSD, child abuse, and TLS. Together, these results suggest that psychosocial stress may alter global and gene‐specific DNA methylation patterns potentially associated with peripheral immune dysregulation. Our results suggest the need for further research on the role of DNA methylation in stress‐related illnesses. © 2011 Wiley‐Liss, Inc.
0
Citation328
0
Save
0

DNA extracted from saliva for methylation studies of psychiatric traits: Evidence tissue specificity and relatedness to brain

Alicia Smith et al.Oct 29, 2014
DNA methylation has become increasingly recognized in the etiology of psychiatric disorders. Because brain tissue is not accessible in living humans, epigenetic studies are most often conducted in blood. Saliva is often collected for genotyping studies but is rarely used to examine DNA methylation because the proportion of epithelial cells and leukocytes varies extensively between individuals. The goal of this study was to evaluate whether saliva DNA is informative for studies of psychiatric disorders. DNA methylation (HumanMethylation450 BeadChip) was assessed in saliva and blood samples from 64 adult African Americans. Analyses were conducted using linear regression adjusted for appropriate covariates, including estimated cellular proportions. DNA methylation from brain tissues (cerebellum, frontal cortex, entorhinal cortex, and superior temporal gyrus) was obtained from a publically available dataset. Saliva and blood methylation was clearly distinguishable though there was positive correlation overall. There was little correlation in CpG sites within relevant candidate genes. Correlated CpG sites were more likely to occur in areas of low CpG density (i.e., CpG shores and open seas). There was more variability in CpG sites from saliva than blood, which may reflect its heterogeneity. Finally, DNA methylation in saliva appeared more similar to patterns from each of the brain regions examined overall than methylation in blood. Thus, this study provides a framework for using DNA methylation from saliva and suggests that DNA methylation of saliva may offer distinct opportunities for epidemiological and longitudinal studies of psychiatric traits. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.
0
Citation314
0
Save
0

An epigenetic clock for gestational age at birth based on blood methylation data

Anna Knight et al.Oct 7, 2016
Gestational age is often used as a proxy for developmental maturity by clinicians and researchers alike. DNA methylation has previously been shown to be associated with age and has been used to accurately estimate chronological age in children and adults. In the current study, we examine whether DNA methylation in cord blood can be used to estimate gestational age at birth. We find that gestational age can be accurately estimated from DNA methylation of neonatal cord blood and blood spot samples. We calculate a DNA methylation gestational age using 148 CpG sites selected through elastic net regression in six training datasets. We evaluate predictive accuracy in nine testing datasets and find that the accuracy of the DNA methylation gestational age is consistent with that of gestational age estimates based on established methods, such as ultrasound. We also find that an increased DNA methylation gestational age relative to clinical gestational age is associated with birthweight independent of gestational age, sex, and ancestry. DNA methylation can be used to accurately estimate gestational age at or near birth and may provide additional information relevant to developmental stage. Further studies of this predictor are warranted to determine its utility in clinical settings and for research purposes. When clinical estimates are available this measure may increase accuracy in the testing of hypotheses related to developmental age and other early life circumstances.
0
Citation236
0
Save
0

Methylation quantitative trait loci (meQTLs) are consistently detected across ancestry, developmental stage, and tissue type

Alicia Smith et al.Jan 1, 2014
Individual genotypes at specific loci can result in different patterns of DNA methylation. These methylation quantitative trait loci (meQTLs) influence methylation across extended genomic regions and may underlie direct SNP associations or gene-environment interactions. We hypothesized that the detection of meQTLs varies with ancestral population, developmental stage, and tissue type. We explored this by analyzing seven datasets that varied by ancestry (African American vs. Caucasian), developmental stage (neonate vs. adult), and tissue type (blood vs. four regions of postmortem brain) with genome-wide DNA methylation and SNP data. We tested for meQTLs by constructing linear regression models of methylation levels at each CpG site on SNP genotypes within 50 kb under an additive model controlling for multiple tests. Most meQTLs mapped to intronic regions, although a limited number appeared to occur in synonymous or nonsynonymous coding SNPs. We saw significant overlap of meQTLs between ancestral groups, developmental stages, and tissue types, with the highest rates of overlap within the four brain regions. Compared with a random group of SNPs with comparable frequencies, meQTLs were more likely to be 1) represented among the most associated SNPs in the WTCCC bipolar disorder results and 2) located in microRNA binding sites. These data give us insight into how SNPs impact gene regulation and support the notion that peripheral blood may be a reliable correlate of physiological processes in other tissues.
0
Citation235
0
Save
0

Accounting for Population Stratification in DNA Methylation Studies

Richard Barfield et al.Jan 29, 2014
DNA methylation is an important epigenetic mechanism that has been linked to complex diseases and is of great interest to researchers as a potential link between genome, environment, and disease. As the scale of DNA methylation association studies approaches that of genome-wide association studies, issues such as population stratification will need to be addressed. It is well-documented that failure to adjust for population stratification can lead to false positives in genetic association studies, but population stratification is often unaccounted for in DNA methylation studies. Here, we propose several approaches to correct for population stratification using principal components (PCs) from different subsets of genome-wide methylation data. We first illustrate the potential for confounding due to population stratification by demonstrating widespread associations between DNA methylation and race in 388 individuals (365 African American and 23 Caucasian). We subsequently evaluate the performance of our PC-based approaches and other methods in adjusting for confounding due to population stratification. Our simulations show that (1) all of the methods considered are effective at removing inflation due to population stratification, and (2) maximum power can be obtained with single-nucleotide polymorphism (SNP)-based PCs, followed by methylation-based PCs, which outperform both surrogate variable analysis and genomic control. Among our different approaches to computing methylation-based PCs, we find that PCs based on CpG sites chosen for their potential to proxy nearby SNPs can provide a powerful and computationally efficient approach to adjust for population stratification in DNA methylation studies when genome-wide SNP data are unavailable.
0
Citation233
0
Save
3

Methylation Quantitative Trait Loci are Largely Consistent across Disease States in Crohn’s disease

Suresh Venkateswaran et al.Nov 17, 2020
Abstract Background In a recent study, we identified 1189 CpG sites whose DNA methylation (DNAm) level in blood distinguished Crohn’s disease (CD) cases from controls. We also demonstrated that the vast majority of these differences were a consequence of disease, rather than a cause of CD. Since methylation can be influenced by both genetic and environmental factors, here we focus on CpGs under demonstrable genetic control (methylation quantitative trait loci, or mQTLs). By comparing mQTL patterns across disease states and tissue (blood vs. ileum), we may distinguish patterns unique to CD. Such DNAm patterns may be relevant for the developmental origins of CD. Methods We investigated three datasets: (i) 402 blood samples from 164 newly diagnosed pediatric CD patients taken at two time points, and 74 non-IBD controls (ii) 780 blood samples from a non-CD adult population and (iii) 40 ileal biopsies (17 CD cases and 23 non-IBD controls) from group (i). Genome-wide DNAm profiling and genotyping were performed using the Illumina MethylationEPIC and Illumina Multi-Ethnic arrays. SNP-CpG associations were tested via linear models adjusted for age, gender, disease status, disease subtype, estimated cell type and three genotype-based principal components. We used a Bonferroni-adjusted significance threshold to identify significantly associated SNP-CpG pairs, but also considered larger sets identified by a false discovery rate criterion Results In total, we observed 535,448 SNP-CpG associations between 287,881 SNPs and 12,843 CpG sites ( P <8.21×10 −14 ). These associations and their effects are highly consistent across different ages, races, disease states, and tissue types, suggesting that the vast majority of these mQTLs participate in common gene regulation. However, genes near CpGs associated with IBD SNPs were enriched for 18 KEGG pathways relevant to IBD-linked immune function and inflammatory responses. We observed suggestive evidence for a small number of tissue-specific associations and disease-specific ileal associations in ileum, though larger studies will be needed to confirm these results. Conclusion The vast majority of blood derived mQTLs are commonly shared across individuals. However, we have identified a subset of such, which may be involved in processes related to CD. Independent cohort studies will be required to validate these findings.