The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study because reduced reproduction rates result in negative selection pressure on risk alleles. To date, some copy number variations have been linked to schizophrenia but the studies have been relatively small. Now two independent large-scale genome-wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus but also reveal novel associations. In the first study, a collaboration between SGENE and partners, de novo (spontaneous) copy number variants are reported on chromosomes 1 and 15. In the second study, by the International Schizophrenia Consortium, deletions were also reported on these chromosomes, as was greater overall frequency of copy number variation in the genome. The genetics of schizophrenia and other mental disorders are complex and poorly understood, and made even harder to study due to reduced reproduction resulting in negative selection pressure on risk alleles. Two independent large-scale genome wide studies of thousands of patients and controls by two international consortia confirm a previously identified locus, but also reveal novel associations. In this study, deletions were reported on chromosomes 1 and 15, as well as a greater overall frequency of copy number variation in the genome. Schizophrenia is a severe mental disorder marked by hallucinations, delusions, cognitive deficits and apathy, with a heritability estimated at 73–90% (ref. 1). Inheritance patterns are complex, and the number and type of genetic variants involved are not understood. Copy number variants (CNVs) have been identified in individual patients with schizophrenia2,3,4,5,6,7 and also in neurodevelopmental disorders8,9,10,11, but large-scale genome-wide surveys have not been performed. Here we report a genome-wide survey of rare CNVs in 3,391 patients with schizophrenia and 3,181 ancestrally matched controls, using high-density microarrays. For CNVs that were observed in less than 1% of the sample and were more than 100 kilobases in length, the total burden is increased 1.15-fold in patients with schizophrenia in comparison with controls. This effect was more pronounced for rarer, single-occurrence CNVs and for those that involved genes as opposed to those that did not. As expected, deletions were found within the region critical for velo-cardio-facial syndrome, which includes psychotic symptoms in 30% of patients12. Associations with schizophrenia were also found for large deletions on chromosome 15q13.3 and 1q21.1. These associations have not previously been reported, and they remained significant after genome-wide correction. Our results provide strong support for a model of schizophrenia pathogenesis that includes the effects of multiple rare structural variants, both genome-wide and at specific loci.

Temporal lobe epilepsy (TLE) is linked to neuron death in the hippocampus. Now David Henshall and colleagues show that miR-134 is upregulated in humans with TLE and in an experimental epilepsy model in mice. Decreasing miR-134 before induction of epilepsy in mice reduces neuron death and the generation of spontaneous seizures. Temporal lobe epilepsy is a common, chronic neurological disorder characterized by recurrent spontaneous seizures. MicroRNAs (miRNAs) are small, noncoding RNAs that regulate post-transcriptional expression of protein-coding mRNAs, which may have key roles in the pathogenesis of neurological disorders. In experimental models of prolonged, injurious seizures (status epilepticus) and in human epilepsy, we found upregulation of miR-134, a brain-specific, activity-regulated miRNA that has been implicated in the control of dendritic spine morphology. Silencing of miR-134 expression in vivo using antagomirs reduced hippocampal CA3 pyramidal neuron dendrite spine density by 21% and rendered mice refractory to seizures and hippocampal injury caused by status epilepticus. Depletion of miR-134 after status epilepticus in mice reduced the later occurrence of spontaneous seizures by over 90% and mitigated the attendant pathological features of temporal lobe epilepsy. Thus, silencing miR-134 exerts prolonged seizure-suppressant and neuroprotective actions; determining whether these are anticonvulsant effects or are truly antiepileptogenic effects requires additional experimentation.

Abstract Astrocytic involvement in dopamine dynamics related to motivational and sensorimotor gating abilities is unknown. We found that dysbindin-1 (Dys1) hypofunction increases the activity of astrocytes, which express only the isoform Dys1A that is reduced in the caudate of patients with schizophrenia. Astrocytic Dys1A disruption resulted in avolition and sensorimotor gating deficits, increased astrocytic dopamine D2 receptors and decreased dopaminergic tone within basal ganglia. Notably, astrocytic Dys1A hypofunction disrupted dopamine dynamics linked to reward expectancy and interconnected with astrocytes Ca 2+ responses mainly in the globus pallidus externus (GPe). Finally, we proved these phenotypes were mediated by D2 receptors in astrocytes as their selective deletion in astrocytes either in GPe or SNc/VTA enhanced motivation and sensorimotor gating abilities as well as dopaminergic release in the GPe. Therefore, astrocytes control motivational and sensorimotor gating processes through Dys1A/D2-dependent mechanisms within the basal ganglia.

Genomic copy number variants (CNVs) have been strongly implicated in the etiology of schizophrenia (SCZ). However, apart from a small number of risk variants, elucidation of the CNV contribution to risk has been difficult due to the rarity of risk alleles, all occurring in less than 1% of cases. We sought to address this obstacle through a collaborative effort in which we applied a centralized analysis pipeline to a SCZ cohort of 21,094 cases and 20,227 controls. We observed a global enrichment of CNV burden in cases (OR=1.11, P=5.7e-15), which persisted after excluding loci implicated in previous studies (OR=1.07, P=1.7e-6). CNV burden is also enriched for genes associated with synaptic function (OR = 1.68, P = 2.8e-11) and neurobehavioral phenotypes in mouse (OR = 1.18, P= 7.3e-5). We identified genome-wide significant support for eight loci, including 1q21.1, 2p16.3 (NRXN1), 3q29, 7q11.2, 15q13.3, distal 16p11.2, proximal 16p11.2 and 22q11.2. We find support at a suggestive level for nine additional candidate susceptibility and protective loci, which consist predominantly of CNVs mediated by non-allelic homologous recombination (NAHR).

Objective: Psychosis - a complex and heterogeneous neuropsychiatric condition characterized by hallucinations and delusions - is a common feature of schizophrenia. There is evidence for altered DNA methylation (DNAm) associated with schizophrenia in both brain and peripheral tissues. We aimed to undertake a systematic analysis of variable DNAm associated with psychosis, schizophrenia, and treatment-resistant schizophrenia, also exploring measures of biological ageing, smoking, and blood cell composition derived from DNAm data to identify molecular biomarkers of disease. Methods: We quantified DNAm across the genome in blood samples from 4,483 participants from seven case-control cohorts including patients with schizophrenia or first-episode psychosis. Measures of biological age, cellular composition and smoking status were derived from DNAm data using established algorithms. DNAm and derived measures were analyzed within each cohort and the results combined by meta-analysis. Results: Psychosis cases were characterized by significant differences in measures of blood cell proportions and elevated smoking exposure derived from the DNAm data, with the largest differences seen in treatment-resistant schizophrenia patients. DNAm at 95 CpG sites was significantly different between psychosis cases and controls, with 1,048 differentially methylated positions (DMPs) identified between schizophrenia cases and controls. Schizophrenia-associated DMPs colocalize to regions identified in genetic association studies, with genes annotated to these sites enriched for pathways relevant to disease. Finally, a number of the schizophrenia associated differences were only present in the treatment-resistant schizophrenia subgroup. Conclusions: We show that DNAm data can be leveraged to derive measures of blood cell counts and smoking that are strongly associated with psychosis. Our DNAm meta-analysis identified multiple DMPs associated with both psychosis and a more refined diagnosis of schizophrenia, with evidence for differential methylation associated with treatment-resistant schizophrenia that potentially reflects exposure to clozapine.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Lipopolysaccharide (LPS), a component of the Gram-negative bacterial cell wall, activates Toll-like receptors (TLRs). Porphyromonas gingivalis (Pg) may be involved in the progression of periodontal disease. Mice exposed to a novel environment show hyperlocomotion that is inhibited by systemic administration of LPS derived from Escherichia coli (Ec-LPS). However, whether Pg-LPS influences novelty-induced locomotion is unknown. Accordingly, we carried out an open field test to analyse the effects of Pg-LPS. For comparison, effects of Ec-LPS were also studied. We also investigated the influence of systemic administration of Pg-LPS or Ec-LPS on IL-6, TNF-alpha, and IL-10 levels in blood, as they could be involved in the changes in locomotion. The TLR4 receptor antagonist TAK-242 was used to study the involvement of TLR4. Since Pg-LPS may block TLR4 in vitro, we analysed the effects of Pg-LPS on Ec-LPS-induced changes in behavioural and biochemical parameters. Male ddY mice were used. Compounds were administered intraperitoneally. Ec-LPS (840 µg/kg), but not Pg-LPS (100, 500 and 840 µg/kg), inhibited novelty-induced locomotion, which was reversed by TAK-242 (3.0 mg/kg). Ec-LPS (840 µg/kg) increased blood levels of IL-6 and IL-10, which was antagonized by TAK-242 (3.0 mg/kg). However, TAK-242 did not inhibit Ec-LPS-induced increases in TNF-alpha levels in blood. Pg-LPS (100, 500, and 840 µg/kg) did not alter blood IL-6, TNF-alpha, or IL-10 levels. The Ec-LPS-induced increase in blood IL-10, but not IL-6 and TNF-alpha, levels was inhibited by Pg-LPS (500 µg/kg). These results suggest that TLR4 stimulation mediates the inhibition of novel environment-induced locomotion in mice following systemic administration of Ec-LPS, while also increasing blood IL-6 and IL-10 levels. In contrast, Pg-LPS did not exhibit these effects. The present study also provides in vivo evidence that Pg-LPS can inhibit TLR4-mediated increases in blood IL-10 levels, which is thought to prevent the development of periodontal disease.

Development of the craniofacies occurs in embryological intimacy with development of the brain and both show normal left-right asymmetries. While facial dysmorphology occurs to excess in psychotic illness, facial asymmetry has yet to be investigated as a putative index of brain asymmetry. Ninety-three subjects (49 controls, 22 schizophrenia, 22 bipolar disorder) received 3D laser surface imaging of the face. On geometric morphometric analysis with (x, y, z) visualisations of statistical models for facial asymmetries, in controls the upper face and periorbital region, which share embryological intimacy with the forebrain, showed marked asymmetries. Their geometry included: along the x-axis, rightward asymmetry in its dorsal-medial aspects and leftward asymmetry in its ventral-lateral aspects; along the z-axis, anterior protrusion in its right ventral-lateral aspect. In both schizophrenia and bipolar disorder these normal facial asymmetries were diminished, with residual retention of asymmetries in bipolar disorder. This geometry of normal facial asymmetries shows commonalities with that of normal frontal lobe asymmetries. These findings indicate a trans-diagnostic process that involves loss of facial asymmetries in both schizophrenia and bipolar disorder. Embryologically, they implicate loss of face-brain asymmetries across gestational weeks 7-14 in processes that involve genes previously associated with risk for schizophrenia.

Schizophrenia (SCZ) and bipolar disorder (BD) are highly heritable disorders that share a significant proportion of common risk variation. Understanding the genetic factors underlying the specific symptoms of these disorders will be crucial for improving diagnosis, intervention and treatment. In case-control data consisting of 53,555 cases (20,129 BD, 33,426 SCZ) and 54,065 controls, we identified 114 genome-wide significant loci (GWS) when comparing all cases to controls, of which 41 represented novel findings. Two genome-wide significant loci were identified when comparing SCZ to BD and a third was found when directly incorporating functional information. Regional joint association identified a genomic region of overlapping association in BD and SCZ with disease-independent causal variants indicating a fourth region contributing to differences between these disorders. Regional SNP-heritability analyses demonstrated that the estimated heritability of BD based on the SCZ GWS regions was significantly higher than that based on the average genomic region (91 regions, p = 1.2x10-6) while the inverse was not significant (19 regions, p=0.89). Using our BD and SCZ GWAS we calculated polygenic risk scores and identified several significant correlations with: 1) SCZ subphenotypes: negative symptoms (SCZ, p=3.6x10-6) and manic symptoms (BD, p=2x10-5), 2) BD subphenotypes: psychotic features (SCZ p=1.2x10-10, BD p=5.3x10-5) and age of onset (SCZ p=7.9x10-4). Finally, we show that psychotic features in BD has significant SNP-heritability (h2snp=0.15, SE=0.06), and a significant genetic correlation with SCZ (rg=0.34) in addition there is a significant sign test result between SCZ GWAS and a GWAS of BD cases contrasting those with and without psychotic features (p=0.0038, one-side binomial test). For the first time, we have identified specific loci pointing to a potential role of 4 genes (DARS2, ARFGEF2, DCAKD and GATAD2A) that distinguish between BD and SCZ, providing an opportunity to understand the biology contributing to clinical differences of these disorders. Our results provide the best evidence so far of genomic components distinguishing between BD and SCZ that contribute directly to specific symptom dimensions.