Mark McCarthy and colleagues identify twelve new risk loci for type 2 diabetes through a large-scale genome-wide association and replication study in individuals of European ancestry. The identified loci affect both beta-cell function and insulin action and are enriched for genes involved in cell cycle regulation. By combining genome-wide association data from 8,130 individuals with type 2 diabetes (T2D) and 38,987 controls of European descent and following up previously unidentified meta-analysis signals in a further 34,412 cases and 59,925 controls, we identified 12 new T2D association signals with combined P < 5 × 10−8. These include a second independent signal at the KCNQ1 locus; the first report, to our knowledge, of an X-chromosomal association (near DUSP9); and a further instance of overlap between loci implicated in monogenic and multifactorial forms of diabetes (at HNF1A). The identified loci affect both beta-cell function and insulin action, and, overall, T2D association signals show evidence of enrichment for genes involved in cell cycle regulation. We also show that a high proportion of T2D susceptibility loci harbor independent association signals influencing apparently unrelated complex traits.

Joel Hirschhorn and colleagues report results of a large-scale genome-wide association and replication study for obesity-related traits. The newly discovered loci are enriched for genes expressed in the central nervous system, and may thus contribute to weight gain by modulating food intake. Similar results are reported in a related study by Gudmar Thorleifsson and colleagues. Common variants at only two loci, FTO and MC4R, have been reproducibly associated with body mass index (BMI) in humans. To identify additional loci, we conducted meta-analysis of 15 genome-wide association studies for BMI (n > 32,000) and followed up top signals in 14 additional cohorts (n > 59,000). We strongly confirm FTO and MC4R and identify six additional loci (P < 5 × 10−8): TMEM18, KCTD15, GNPDA2, SH2B1, MTCH2 and NEGR1 (where a 45-kb deletion polymorphism is a candidate causal variant). Several of the likely causal genes are highly expressed or known to act in the central nervous system (CNS), emphasizing, as in rare monogenic forms of obesity, the role of the CNS in predisposition to obesity.

Type 2 diabetes mellitus is thought to develop from an interaction between environmental and genetic factors. We examined whether clinical or genetic factors or both could predict progression to diabetes in two prospective cohorts.

Gonçalo Abecasis and colleagues report associations with fasting plasma glucose levels in a collection of ten genome–wide association scans from the MAGIC consortium. They find variants in the gene encoding melatonin receptor 1B that are associated with fasting glucose levels and, in a meta-analysis of 13 case-control studies, also show association with increased risk of type 2 diabetes. To identify previously unknown genetic loci associated with fasting glucose concentrations, we examined the leading association signals in ten genome-wide association scans involving a total of 36,610 individuals of European descent. Variants in the gene encoding melatonin receptor 1B (MTNR1B) were consistently associated with fasting glucose across all ten studies. The strongest signal was observed at rs10830963, where each G allele (frequency 0.30 in HapMap CEU) was associated with an increase of 0.07 (95% CI = 0.06–0.08) mmol/l in fasting glucose levels (P = 3.2 × 10−50) and reduced beta-cell function as measured by homeostasis model assessment (HOMA-B, P = 1.1 × 10−15). The same allele was associated with an increased risk of type 2 diabetes (odds ratio = 1.09 (1.05–1.12), per G allele P = 3.3 × 10−7) in a meta-analysis of 13 case-control studies totaling 18,236 cases and 64,453 controls. Our analyses also confirm previous associations of fasting glucose with variants at the G6PC2 (rs560887, P = 1.1 × 10−57) and GCK (rs4607517, P = 1.0 × 10−25) loci.

Leif Groop and colleagues report that, in prospective studies, a variant in the gene encoding melantonin receptor 1B influences future risk of type 2 diabetes. Insulin release from pancreatic beta cells in response to glucose was inhibited by melatonin. Genome-wide association studies have shown that variation in MTNR1B (melatonin receptor 1B) is associated with insulin and glucose concentrations. Here we show that the risk genotype of this SNP predicts future type 2 diabetes (T2D) in two large prospective studies. Specifically, the risk genotype was associated with impairment of early insulin response to both oral and intravenous glucose and with faster deterioration of insulin secretion over time. We also show that the MTNR1B mRNA is expressed in human islets, and immunocytochemistry confirms that it is primarily localized in β cells in islets. Nondiabetic individuals carrying the risk allele and individuals with T2D showed increased expression of the receptor in islets. Insulin release from clonal β cells in response to glucose was inhibited in the presence of melatonin. These data suggest that the circulating hormone melatonin, which is predominantly released from the pineal gland in the brain, is involved in the pathogenesis of T2D. Given the increased expression of MTNR1B in individuals at risk of T2D, the pathogenic effects are likely exerted via a direct inhibitory effect on β cells. In view of these results, blocking the melatonin ligand-receptor system could be a therapeutic avenue in T2D.

To characterize type 2 diabetes (T2D)-associated variation across the allele frequency spectrum, we conducted a meta-analysis of genome-wide association data from 26,676 T2D case and 132,532 control subjects of European ancestry after imputation using the 1000 Genomes multiethnic reference panel. Promising association signals were followed up in additional data sets (of 14,545 or 7,397 T2D case and 38,994 or 71,604 control subjects). We identified 13 novel T2D-associated loci (P < 5 × 10-8), including variants near the GLP2R, GIP, and HLA-DQA1 genes. Our analysis brought the total number of independent T2D associations to 128 distinct signals at 113 loci. Despite substantially increased sample size and more complete coverage of low-frequency variation, all novel associations were driven by common single nucleotide variants. Credible sets of potentially causal variants were generally larger than those based on imputation with earlier reference panels, consistent with resolution of causal signals to common risk haplotypes. Stratification of T2D-associated loci based on T2D-related quantitative trait associations revealed tissue-specific enrichment of regulatory annotations in pancreatic islet enhancers for loci influencing insulin secretion and in adipocytes, monocytes, and hepatocytes for insulin action-associated loci. These findings highlight the predominant role played by common variants of modest effect and the diversity of biological mechanisms influencing T2D pathophysiology.

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).

The aim of the study was 1) to establish the prevalence of GAD antibodies (GADab) in a population-based study of type 2 diabetes in western Finland, 2) to genetically and phenotypically characterize this subgroup, and 3) to provide a definition for latent autoimmune diabetes in adults (LADA). The prevalence of GADab was 9.3% among 1,122 type 2 diabetic patients, 3.6% among 558 impaired glucose tolerance (IGT) subjects, and 4.4% among 383 nondiabetic control subjects. Islet antigen 2 antibodies (IA2ab) or islet cell antibodies were detected in only 0.5% of the GADab- patients. The GADab+ patients had lower fasting C-peptide concentrations (median [interquartile range]: 0.46 [0.45] vs. 0.62 [0.44] nmol/l, P = 0.0002) and lower insulin response to oral glucose compared with GADab- patients. With respect to features of the metabolic syndrome, the GADab+ patients had lower systolic (140 [29.1] vs. 148 [26.0] mmHg, P = 0.009) and diastolic (79.2 [17.6] vs. 81.0 [13.1] mmHg, P = 0.030) blood pressure values, as well as lower triglyceride concentrations (1.40 [1.18] vs. 1.75 [1.25] mmol/l, P = 0.003). GADab+ men had a lower waist-to-hip ratio compared with GADab- patients. Compared with GADab- patients and control subjects, the GADab+ patients had an increased frequency HLA-DQB1*0201/0302 (13 vs. 4%; P = 0.002) and other genotypes containing the *0302 allele (22 vs. 12%; P = 0.010). However, the frequency of these high-risk genotypes was significantly lower in GADab+ type 2 patients than in type 1 diabetes of young or adult onset (0201/0302 or 0302/X: 36 vs. 66 vs. 64%, P &lt; 0.001). The GADab+ type 2 group did not differ from control subjects with respect to genotypes containing the protective DQB1-alleles *0602 or *0603, nor with respect to the type 1 high-risk genotype in the IDDM1 (Hph1 +/+). We conclude that GADab+ patients differ from both GADab- type 2 diabetic patients and type 1 diabetic patients with respect to beta-cell function, features of the metabolic syndrome, and type 1 diabetes susceptibility genes. Further, we propose that LADA be defined as GADab positivity (&gt;5 relative units) in patients older than 35 years at onset of type 2 diabetes.

David Altshuler and colleagues report genotyping or sequencing of ∼150,000 individuals from several population-based cohorts, identifying 12 rare protein-truncating variants in SLC30A8, encoding a pancreatic islet zinc transporter. Carriers of these rare protein-truncating variants in SLC30A8 show reduced risk of type 2 diabetes and reduced glucose levels. Loss-of-function mutations protective against human disease provide in vivo validation of therapeutic targets1,2,3, but none have yet been described for type 2 diabetes (T2D). Through sequencing or genotyping of ∼150,000 individuals across 5 ancestry groups, we identified 12 rare protein-truncating variants in SLC30A8, which encodes an islet zinc transporter (ZnT8)4 and harbors a common variant (p.Trp325Arg) associated with T2D risk and glucose and proinsulin levels5,6,7. Collectively, carriers of protein-truncating variants had 65% reduced T2D risk (P = 1.7 × 10−6), and non-diabetic Icelandic carriers of a frameshift variant (p.Lys34Serfs*50) demonstrated reduced glucose levels (−0.17 s.d., P = 4.6 × 10−4). The two most common protein-truncating variants (p.Arg138* and p.Lys34Serfs*50) individually associate with T2D protection and encode unstable ZnT8 proteins. Previous functional study of SLC30A8 suggested that reduced zinc transport increases T2D risk8,9, and phenotypic heterogeneity was observed in mouse Slc30a8 knockouts10,11,12,13,14,15. In contrast, loss-of-function mutations in humans provide strong evidence that SLC30A8 haploinsufficiency protects against T2D, suggesting ZnT8 inhibition as a therapeutic strategy in T2D prevention.

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.