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.

Abstract The central nucleus of the amygdala plays a significant role in alcohol use and other affective disorders; however, the genetically-defined neuronal subtypes and their projections that govern these behaviors are not well known. Here we show that neurotensin neurons in the central nucleus of the amygdala of male mice are activated by in vivo ethanol consumption and that genetic ablation of these neurons decreases ethanol consumption and preference in non-ethanol dependent animals. This ablation did not impact preference for sucrose, saccharin, or quinine. We found that the most robust projection of the central amygdala neurotensin neurons was to the parabrachial nucleus, a brain region known to be important in feeding behaviors, conditioned taste aversion, and alarm. Optogenetic stimulation of projections from these neurons to the parabrachial nucleus is reinforcing, and increases ethanol drinking as well as consumption of sucrose and saccharin solutions. These data suggest that this central amygdala to parabrachial nucleus projection influences the expression of reward-related phenotypes and is a novel circuit promoting consumption of ethanol and palatable fluids.

ABSTRACT Fear is an adaptive state that drives defensive behavioral responses to specific and imminent threats. The central nucleus of the amygdala (CeA) is a critical site of adaptations that are required for the acquisition and expression of fear, in part due to alterations in the activity of inputs to the CeA. Here, we characterize a novel GABAergic input to the CeA from the ventral periaqueductal gray area (vPAG) using fiber photometry and ex vivo whole-cell slice electrophysiology combined with optogenetics and pharmacology. GABA transmission from this ascending vPAG-CeA input was enhanced by bath application of serotonin via activation of serotonin type 2C (5HT 2C ) receptors. Results indicate that these receptors are presynaptic. Interestingly, we found that GABA release from the vPAG-CeA input is enhanced following fear learning via activation of 5HT 2C receptors and that this pathway is dynamically engaged during fear learning. Additionally, we characterized serotonin release in the CeA during fear learning and recall for the first time using fiber photometry coupled to a serotonin biosensor. Together, these findings describe a mechanism by which serotonin modulates GABA release from ascending vPAG GABA inputs to the CeA and characterize a role for this pathway in fear learning.

Summary The growing burden of a gradual increase in births of children with autism has placed it at the center of the concerns of major laboratories. We have previously detected a decrease in the levels of six miRNAs (miR-19a-3p, miR-361-5p, miR-3613-3p, miR-150-5p, miR-126-3p, and miR-499a-5p) in parents and their children inherited at a lower level. Here, we suggest that down-regulation of each of these six miRNAs inherited from parents contributes to the development of children with autism. We compare their levels of distribution in each family between the autistic child and siblings. We find that the distribution of levels of these miRNAs in siblings (undiagnosed as autism) is not always higher than in autistic children, but it is at varying levels. These data support a model in which autistic behavior relies on low levels of the six miRNAs expressed in children potentially associated with autistic syndrome (ASD). The intimate link between miRNAs levels and behavioral characteristics suggests possibilities for understanding the basic circuitry involved in autism and thus advancing partial knowledge of brain functions. An early diagnosis of autism helps provide children an environment conducive to their development. Graphical abstract

Anorexia nervosa (AN) and obsessive-compulsive disorder (OCD) are often comorbid and likely to share genetic risk factors. Hence, we examine their shared genetic background using a cross-disorder GWAS meta-analysis of 3,495 AN cases, 2,688 OCD cases and 18,013 controls. We confirmed a high genetic correlation between AN and OCD (rg = 0.49 ± 0.13, p = 9.07x10-7) and a sizable SNP heritability (SNP h2 = 0.21 ± 0.02) for the cross-disorder phenotype. Although no individual loci reached genome-wide significance, the cross-disorder phenotype showed strong positive genetic correlations with other psychiatric phenotypes (e.g., bipolar disorder, schizophrenia, neuroticism) and negative correlations with metabolic phenotypes (e.g., BMI, triglycerides). Follow-up analyses revealed that although AN and OCD overlap heavily in their shared risk with other psychiatric phenotypes, the relationship with metabolic and anthropometric traits is markedly stronger for AN than for OCD. We further tested whether shared genetic risk for AN/OCD was associated with particular tissue or cell-type gene expression patterns and found that the basal ganglia and medium spiny neurons were most enriched for AN/OCD risk, consistent with neurobiological findings for both disorders. Our results confirm and extend genetic epidemiological findings of shared risk between AN and OCD and suggest that larger GWASs are warranted.

Eating disorders and substance use disorders frequently co-occur. Twin studies reveal shared genetic variance between liabilities to eating disorders and substance use, with the strongest associations between symptoms of bulimia nervosa (BN) and problem alcohol use (genetic correlation [rg], twin-based=0.23-0.53). We estimated the genetic correlation between eating disorder and substance use and disorder phenotypes using data from genome-wide association studies (GWAS). Four eating disorder phenotypes (anorexia nervosa [AN], AN with binge-eating, AN without binge-eating, and a BN factor score), and eight substance-use-related phenotypes (drinks per week, alcohol use disorder [AUD], smoking initiation, current smoking, cigarettes per day, nicotine dependence, cannabis initiation, and cannabis use disorder) from eight studies were included. Significant genetic correlations were adjusted for variants associated with major depressive disorder (MDD). Total sample sizes per phenotype ranged from ~2,400 to ~537,000 individuals. We used linkage disequilibrium score regression to calculate single nucleotide polymorphism-based genetic correlations between eating disorder and substance-use-related phenotypes. Significant positive genetic associations emerged between AUD and AN (rg=0.18; false discovery rate q=0.0006), cannabis initiation and AN (rg=0.23; q<0.0001), and cannabis initiation and AN with binge-eating (rg=0.27; q=0.0016). Conversely, significant negative genetic correlations were observed between three non-diagnostic smoking phenotypes (smoking initiation, current smoking, and cigarettes per day) and AN without binge-eating (rgs=-0.19 to -0.23; qs<0.04). The genetic correlation between AUD and AN was no longer significant after co-varying for MDD loci. The patterns of association between eating disorder- and substance-use-related phenotypes highlights the potentially complex and substance-specific relationships between these behaviors.

Abstract Eating disorders (EDs) commonly co-occur with other psychiatric and neurodevelopmental disorders including attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) and autism spectrum disorder (ASD); however, the pattern of family history and genetic overlap among them requires clarification. This study investigated the diagnostic, familial, and genetic associations of EDs with ADHD and ASD. The nationwide population-based cohort study included all individuals born in Denmark, 1981–2008, linked to their siblings and cousins. Cox regression was used to estimate associations between EDs and ADHD or ASD, and mediation analysis was used to assess the effects of intermediate mood or anxiety disorders. Polygenic scores (PGSs) were used to investigate the genetic association between anorexia nervosa (AN) and ADHD or ASD. Significantly increased risk for any ED was observed following an ADHD or ASD diagnosis. Mediation analysis suggested that intermediate mood or anxiety disorders could account for 44%–100% of the association between ADHD or ASD and ED. Individuals with a full sibling or maternal half sibling with ASD had increased risk of AN compared to those with siblings without ASD. A positive association was found between ASD-PGS and AN risk whereas a negative association was found between AN-PGS and ADHD. In this study, positive phenotypic associations between EDs and ADHD or ASD, mediation by mood or anxiety disorder, and genetic associations between ASD-PGS and AN and between AN-PGS and ADHD were observed. These findings could guide future research in the development of new treatments that can mitigate the development of EDs among individuals with ADHD or ASD.

Anorexia nervosa (AN) is a complex and serious eating disorder, occurring in ~1% of individuals. Despite having the highest mortality rate of any psychiatric disorder, little is known about the aetiology of AN, and few effective treatments exist. Global efforts to collect large sample sizes of individuals with AN have been highly successful, and a recent study consequently identified the first genome-wide significant locus involved in AN. This result, coupled with other recent studies and epidemiological evidence, suggest that previous characterizations of AN as a purely psychiatric disorder are over-simplified. Rather, both neurological and metabolic pathways may also be involved. In order to elucidate more of the system-specific aetiology of AN, we applied transcriptomic imputation methods to 3,495 cases and 10,982 controls, collected by the Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium (PGC-ED). Transcriptomic Imputation (TI) methods approaches use machine-learning methods to impute tissue-specific gene expression from large genotype data using curated eQTL reference panels. These offer an exciting opportunity to compare gene associations across neurological and metabolic tissues. Here, we applied CommonMind Consortium (CMC) and GTEx-derived gene expression prediction models for 13 brain tissues and 12 tissues with potential metabolic involvement (adipose, adrenal gland, 2 colon, 3 esophagus, liver, pancreas, small intestine, spleen, stomach). We identified 35 significant gene-tissue associations within the large chromosome 12 region described in the recent PGC-ED GWAS. We applied forward stepwise conditional analyses and FINEMAP to associations within this locus to identify putatively causal signals. We identified four independently associated genes; RPS26, C12orf49, SUOX, and RDH16. We also identified two further genome-wide significant gene-tissue associations, both in brain tissues; REEP5, in the dorso-lateral pre-frontal cortex (DLPFC; p=8.52x10-07), and CUL3, in the caudate basal ganglia (p=1.8x10-06). These genes are significantly enriched for associations with anthropometric phenotypes in the UK BioBank, as well as multiple psychiatric, addiction, and appetite/satiety pathways. Our results support a model of AN risk influenced by both metabolic and psychiatric factors.

Background: Genetic factors contribute to anorexia nervosa (AN); and the first genome-wide significant locus has been identified. We describe methods and procedures for the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI), an international collaboration designed to rapidly recruit 13,000 individuals with AN as well as ancestrally matched controls. We present sample characteristics and the utility of an online eating disorder diagnostic questionnaire suitable for large-scale genetic and population research. Methods: ANGI recruited from the United States (US), Australia/New Zealand (ANZ), Sweden (SE), and Denmark (DK). Recruitment was via national registers (SE, DK); treatment centers (US, ANZ, SE, DK); and social and traditional media (US, ANZ, SE). All cases had a lifetime AN diagnosis based on DSM-IV or ICD-10 criteria (excluding amenorrhea). Recruited controls had no lifetime history of disordered eating behaviors. To assess the positive and negative predictive validity of the online eating disorder questionnaire (ED100K-v1), 109 women also completed the Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID), Module H. Results: Blood samples and clinical information were collected from 13,364 individuals with lifetime AN and from controls. Online diagnostic phenotyping was effective and efficient; the validity of the questionnaire was acceptable. Conclusions: Our multi-pronged recruitment approach was highly effective for rapid recruitment and can be used as a model for efforts by other groups. High online presence of individuals with AN rendered the Internet/social media a remarkably effective recruitment tool in some countries. ANGI has substantially augmented Psychiatric Genomics Consortium AN sample collection. ANGI is a registered clinical trial: clinicaltrials.gov NCT01916538; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01916538?cond=Anorexia+Nervosa&draw=1&rank=3.