Regulation of patterning and morphogenesis during embryonic development depends on tissue-specific signaling by retinoic acid (RA), the active form of Vitamin A (retinol). The first enzymatic step in RA synthesis, the oxidation of retinol to retinal, is thought to be carried out by the ubiquitous or overlapping activities of redundant alcohol dehydrogenases. The second oxidation step, the conversion of retinal to RA, is performed by retinaldehyde dehydrogenases. Thus, the specific spatiotemporal distribution of retinoid synthesis is believed to be controlled exclusively at the level of the second oxidation reaction. In an N-ethyl-N-nitrosourea (ENU)-induced forward genetic screen we discovered a new midgestation lethal mouse mutant, called trex , which displays craniofacial, limb, and organ abnormalities. The trex phenotype is caused by a mutation in the short-chain dehydrogenase/reductase, RDH10. Using protein modeling, enzymatic assays, and mutant embryos, we determined that RDH10 trex mutant protein lacks the ability to oxidize retinol to retinal, resulting in insufficient RA signaling. Thus, we show that the first oxidative step of Vitamin A metabolism, which is catalyzed in large part by the retinol dehydrogenase RDH10, is critical for the spatiotemporal synthesis of RA. Furthermore, these results identify a new nodal point in RA metabolism during embryogenesis.

Background Cardiovascular disease (CVD) is the most important comorbidity in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). COPD exacerbations not only contribute to COPD progression but may also elevate the risk of CVD. This study aimed to determine whether COPD exacerbations increase the risk of subsequent CVD events using up to 15 years of prospective longitudinal follow‐up data from the COPDGene (Genetic Epidemiology of Chronic Obstructive Pulmonary Disease) study. Methods and Results The COPDGene study is a large, multicenter, longitudinal investigation of COPD, including subjects at enrollment aged 45 to 80 years with a minimum of 10 pack‐years of smoking history. Cox proportional hazards models and Kaplan‐Meier survival curves were used to assess the risk of a composite end point of CVD based on the COPD exacerbation rate. Frequent exacerbators exhibited a higher cumulative incidence of composite CVD end points than infrequent exacerbators, irrespective of the presence of CVD at baseline. After adjusting for covariates, frequent exacerbators still maintained higher hazard ratios (HRs) than the infrequent exacerbator group (without CVD: HR, 1.81 [95% CI, 1.47–2.22]; with CVD: HR, 1.92 [95% CI, 1.51–2.44]). This observation remained consistently significant in moderate to severe COPD subjects and the preserved ratio impaired spirometry population. In the mild COPD population, frequent exacerbators showed a trend toward more CVD events. Conclusions COPD exacerbations are associated with an increased risk of subsequent cardiovascular events in subjects with and without preexisting CVD. Patients with COPD experiencing frequent exacerbations may necessitate careful monitoring and additional management for subsequent potential CVD. Registration URL: https://www.clinicaltrials.gov ; Unique identifier: NCT00608764.

Cigarette smoking is the leading cause of preventable morbidity and mortality. Knowledge is evolving on genetics underlying initiation, regular smoking, nicotine dependence (ND), and cessation. We performed a genome-wide association study using the Fagerström Test for ND (FTND) in 58,000 smokers of European or African ancestry. Five genome-wide significant loci, including two novel loci MAGI2/GNAI1 (rs2714700) and TENM2 (rs1862416) were identified, and loci reported for other smoking traits were extended to ND. Using the heaviness of smoking index (HSI) in the UK Biobank (N=33,791), rs2714700 was consistently associated, but rs1862416 was not associated, likely reflecting ND features not captured by the HSI. Both variants were cis-eQTLs (rs2714700 for MAGI2-AS3 in hippocampus, rs1862416 for TENM2 in lung), and expression of genes spanning ND-associated variants was enriched in cerebellum. SNP-based heritability of ND was 8.6%, and ND was genetically correlated with 13 other smoking traits (rg=0.40-0.95) and co-morbid diseases. Our results emphasize the FTND as a composite phenotype that expands genetic knowledge of smoking, including loci specific to ND.

Abstract Genome-wide association studies (GWAS) have made impactful discoveries for complex diseases, often by amassing very large sample sizes. Yet, GWAS of many diseases remain underpowered, especially for non-European ancestries. One cost-effective approach to increase sample size is to combine existing case-only cohorts with public controls, but this approach is limited by the need for a large overlap in variants across genotyping arrays and the scarcity of non-European controls. We developed and validated a protocol, Genotyping Array-WGS Merge (GAWMerge), for combining genotypes from arrays and whole genome sequencing, ensuring complete variant overlap, and allowing for diverse samples like Trans-Omics for Precision Medicine to be used. Our protocol involves phasing, imputation, and filtering. We illustrated its ability to control type I error and recover known disease-associated signals across technologies, independent datasets, and ancestries in smoking-related cohorts. GAWMerge enables genetic studies to leverage existing cohorts to validly increase sample size and enhance discovery.

The coronary artery calcium score (CACS) and ratio of the pulmonary artery to aorta diameters (PA:A ratio) measured from chest CT scans have been established as predictors of cardiovascular events and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations, respectively. However, little is known about the reciprocal relationship between these predictors and outcomes. Furthermore, the prognostic implications of COPD subtypes on clinical outcomes remain insufficiently characterized.