Summary: A previous study conducted in Taiwan found a 100% association between HLA‐B*1502 allele and carbamazepine‐induced Steven s ‐Johnson syndrome (SJS) in Han Chinese subjects, with an extremely high odds ratio compared with carbamazepine‐tolerant subjects (odds ratio = 2,504). We examined this association in 24 Hong Kong Han Chinese subjects who had cutaneous adverse reactions induced by different antiepileptic drugs (AEDs). They were matched with 48 AED‐tolerant controls. HLA‐B*1502 was associated with severe cutaneous reactions (SCR) induced by AEDs, which included carbamazepine, phenytoin, and lamotrigine (p = 0.001, odds ratio = 17.6), but was not associated with maculopapular exanthema (MPE) (p = 0.32). Further studies in larger samples of ethnically matched subjects should be conducted to confirm the findings. Identification of genetic polymorphisms predisposing to development of AED‐induced SCR offers the possibility of avoiding these high‐risk drugs in genetically susceptible individuals.

Daniel Gudbjartsson and colleagues report a genome-wide association study for atrial fibrillation, a condition associated with increased risk of stroke. They report a variant in ZFHX3 associated with atrial fibrillation as well as ischemic stroke. We expanded our genome-wide association study on atrial fibrillation (AF) in Iceland, which previously identified risk variants on 4q25, and tested the most significant associations in samples from Iceland, Norway and the United States. A variant in the ZFHX3 gene on chromosome 16q22, rs7193343-T, associated significantly with AF (odds ratio OR = 1.21, P = 1.4 × 10−10). This variant also associated with ischemic stroke (OR = 1.11, P = 0.00054) and cardioembolic stroke (OR = 1.22, P = 0.00021) in a combined analysis of five stroke samples.

Curcumin is a polyphenolic diketone from turmeric. Because of its anti-oxidant and anti-inflammatory effects, it was tested in animal models of Alzheimer's disease, reducing levels of amyloid and oxidized proteins and preventing cognitive deficits. An alternative mechanism of these effects is metal chelation, which may reduce amyloid aggregation or oxidative neurotoxicity. Metals can induce Abeta aggregation and toxicity, and are concentrated in AD brain. Chelators desferrioxamine and clioquinol have exhibited anti-AD effects. Using spectrophotometry, we quantified curcumin affinity for copper, zinc, and iron ions. Zn2+ showed little binding, but each Cu2+ or Fe2+ ion appeared to bind at least two curcumin molecules. The interaction of curcumin with copper reached half-maximum at approximately 3-12 microM copper and exhibited positive cooperativity, with Kd1 approximately 10-60 microM and Kd2 approximately 1.3 microM (for binding of the first and second curcumin molecules, respectively). Curcumin-iron interaction reached half-maximum at approximately 2.5-5 microM iron and exhibited negative cooperativity, with Kd1 approximately 0.5-1.6 microM and Kd2 approximately 50-100 microM. Curcumin and its metabolites can attain these levels in vivo, suggesting physiological relevance. Since curcumin more readily binds the redox-active metals iron and copper than redox-inactive zinc, curcumin might exert a net protective effect against Abeta toxicity or might suppress inflammatory damage by preventing metal induction of NF-kappaB.

Abstract The epilepsies affect around 65 million people worldwide and have a substantial missing heritability component. We report a genome-wide mega-analysis involving 15,212 individuals with epilepsy and 29,677 controls, which reveals 16 genome-wide significant loci, of which 11 are novel. Using various prioritization criteria, we pinpoint the 21 most likely epilepsy genes at these loci, with the majority in genetic generalized epilepsies. These genes have diverse biological functions, including coding for ion-channel subunits, transcription factors and a vitamin-B6 metabolism enzyme. Converging evidence shows that the common variants associated with epilepsy play a role in epigenetic regulation of gene expression in the brain. The results show an enrichment for monogenic epilepsy genes as well as known targets of antiepileptic drugs. Using SNP-based heritability analyses we disentangle both the unique and overlapping genetic basis to seven different epilepsy subtypes. Together, these findings provide leads for epilepsy therapies based on underlying pathophysiology.

The therapeutic effects of curcumin in treating Alzheimer’s disease (AD) depend on the ability to penetrate the blood–brain barrier. The latest nanoparticle technology can help to improve the bioavailability of curcumin, which is affected by the final particle size and stability. We developed a stable curcumin nanoparticle formulation to test in vitro and in AD model Tg2576 mice. Flash nanoprecipitation of curcumin, polyethylene glycol-polylactic acid co-block polymer, and polyvinylpyrrolidone in a multi-inlet vortex mixer, followed by freeze drying with β-cyclodextrin, produced dry nanocurcumin with mean particle size <80 nm. Nanocurcumin powder, unformulated curcumin, or placebo was orally administered to Tg2576 mice for 3 months. Before and after treatment, memory was measured by radial arm maze and contextual fear conditioning tests. Nanocurcumin produced significantly (p = 0.04) better cue memory in the contextual fear conditioning test than placebo and tendencies toward better working memory in the radial arm maze test than ordinary curcumin (p = 0.14) or placebo (p = 0.12). Amyloid plaque density, pharmacokinetics, and Madin–Darby canine kidney cell monolayer penetration were measured to further understand in vivo and in vitro mechanisms. Nanocurcumin produced significantly higher curcumin concentration in plasma and six times higher area under the curve and mean residence time in brain than ordinary curcumin. The P app of curcumin and tetrahydrocurcumin were 1.8 × 10−6 and 1.6 × 10−5 cm/s, respectively, for nanocurcumin. Our novel nanocurcumin formulation produced highly stabilized nanoparticles with positive treatment effects in Tg2576 mice.

As next-generation sequencing (NGS) and liquid biopsy become more prevalent in research and clinic, there is an increasing need for better methods to reduce cost and improve sensitivity and specificity of low-frequency mutation detection (Alternative Allele Frequency, AAF < 1%). Here we propose a likelihood-based approach, called Low-Frequency Mutation Detector (LFMD), which combines the advantages of duplex sequencing (DS) and bottleneck sequencing system (BotSeqS) to maximize the utilization of duplicate sequence reads. Compared with the existing state-of-the-art method DS, our method achieves higher sensitivity (improved by ~16%), comparable specificity (< 4 × 10−10 errors per base sequenced) and lower cost (reduced by ~70%) without involving additional experimental steps, customized adapters or molecular tags. LFMD is useful in areas where high precision is required, such as drug resistance prediction and cancer screening. In addition, this method can also be used to improve power of other variant calling algorithms by making it unnecessary to remove polymerase chain reaction (PCR) duplicates.

Sequencing-based studies have identified novel risk genes for rare, severe epilepsies and revealed a role of rare deleterious variation in common epilepsies. To identify the shared and distinct ultra-rare genetic risk factors for rare and common epilepsies, we performed a whole-exome sequencing (WES) analysis of 9,170 epilepsy-affected individuals and 8,364 controls of European ancestry. We focused on three phenotypic groups; the rare but severe developmental and epileptic encephalopathies (DEE), and the commoner phenotypes of genetic generalized epilepsy (GGE) and non-acquired focal epilepsy (NAFE). We observed that compared to controls, individuals with any type of epilepsy carried an excess of ultra-rare, deleterious variants in constrained genes and in genes previously associated with epilepsy, with the strongest enrichment seen in DEE and the least in NAFE. Moreover, we found that inhibitory GABAA receptor genes were enriched for missense variants across all three classes of epilepsy, while no enrichment was seen in excitatory receptor genes. The larger gene groups for the GABAergic pathway or cation channels also showed a significant mutational burden in DEE and GGE. Although no single gene surpassed exome-wide significance among individuals with GGE or NAFE, highly constrained genes and genes encoding ion channels were among the top associations, including CACNA1G, EEF1A2, and GABRG2 for GGE and LGI1, TRIM3, and GABRG2 for NAFE. Our study confirms a convergence in the genetics of common and rare epilepsies associated with ultra-rare coding variation and highlights a ubiquitous role for GABAergic inhibition in epilepsy etiology in the largest epilepsy WES study to date.