BackgroundObesity is a major health problem that is determined by interactions between lifestyle and environmental and genetic factors. Although associations between several genetic variants and body-mass index (BMI) have been identified, little is known about epigenetic changes related to BMI. We undertook a genome-wide analysis of methylation at CpG sites in relation to BMI.Methods479 individuals of European origin recruited by the Cardiogenics Consortium formed our discovery cohort. We typed their whole-blood DNA with the Infinium HumanMethylation450 array. After quality control, methylation levels were tested for association with BMI. Methylation sites showing an association with BMI at a false discovery rate q value of 0·05 or less were taken forward for replication in a cohort of 339 unrelated white patients of northern European origin from the MARTHA cohort. Sites that remained significant in this primary replication cohort were tested in a second replication cohort of 1789 white patients of European origin from the KORA cohort. We examined whether methylation levels at identified sites also showed an association with BMI in DNA from adipose tissue (n=635) and skin (n=395) obtained from white female individuals participating in the MuTHER study. Finally, we examined the association of methylation at BMI-associated sites with genetic variants and with gene expression.Findings20 individuals from the discovery cohort were excluded from analyses after quality-control checks, leaving 459 participants. After adjustment for covariates, we identified an association (q value ≤0·05) between methylation at five probes across three different genes and BMI. The associations with three of these probes—cg22891070, cg27146050, and cg16672562, all of which are in intron 1 of HIF3A—were confirmed in both the primary and second replication cohorts. For every 0·1 increase in methylation β value at cg22891070, BMI was 3·6% (95% CI 2·4–4·9) higher in the discovery cohort, 2·7% (1·2–4·2) higher in the primary replication cohort, and 0·8% (0·2–1·4) higher in the second replication cohort. For the MuTHER cohort, methylation at cg22891070 was associated with BMI in adipose tissue (p=1·72 × 10−5) but not in skin (p=0·882). We observed a significant inverse correlation (p=0·005) between methylation at cg22891070 and expression of one HIF3A gene-expression probe in adipose tissue. Two single nucleotide polymorphisms—rs8102595 and rs3826795—had independent associations with methylation at cg22891070 in all cohorts. However, these single nucleotide polymorphisms were not significantly associated with BMI.InterpretationIncreased BMI in adults of European origin is associated with increased methylation at the HIF3A locus in blood cells and in adipose tissue. Our findings suggest that perturbation of hypoxia inducible transcription factor pathways could have an important role in the response to increased weight in people.FundingThe European Commission, National Institute for Health Research, British Heart Foundation, and Wellcome Trust.

Objective— Biological age may be distinct from chronological age and contribute to the pathogenesis of age-related diseases. Mean telomeres lengths provide an assessment of biological age with shorter telomeres, indicating increased biological age. We investigated whether subjects with premature myocardial infarction (MI) had shorter leukocyte telomeres. Methods and Results— Mean terminal restriction fragment (TRF) length, a measure of average telomere size, was compared in leukocyte DNA of 203 cases with a premature MI (<50 years) and 180 controls. Age- and sex-adjusted mean TRF length of cases was significantly shorter than that of controls (difference 299.7±69.3 base pairs, P <0.0001) and on average equivalent to controls 11.3 years older. The difference in mean TRF length between cases and controls was not accounted for by other coronary risk factors. Compared with subjects in the highest quartile for telomere length, the risk of myocardial infarction was increased between 2.8- and 3.2-fold ( P <0.0001) in subjects with shorter than average telomeres. Conclusions— The findings support the concept that biological age may play a role in the etiology of coronary heart disease and have potentially important implications for our understanding of its genetic etiology, pathogenesis, and variable age of onset.

Abstract Cultural variation among chimpanzee communities or unit-groups at nine long-term study sites was charted through a systematic, collaborative procedure in which the directors of the sites first agreed a candidate list of 65 behaviour patterns (here fully defined), then classified each pattern in relation to its local frequency of occurrence. Thirty-nine of the candidate behaviour patterns were discriminated as cultural variants, sufficiently frequent at one or more sites to be consistent with social transmission, yet absent at one or more others where environmental explanations were rejected. Each community exhibited a unique and substantial profile of such variants, far exceeding cultural variation reported before for any other non-human species. Evaluation of these pan-African distributions against three models for the diffusion of traditions identified multiple cases consistent with cultural evolution involving differentiation in form, function and targets of behaviour patterns.

We conducted genome-wide association analyses of mean leukocyte telomere length in 2,917 individuals, with follow-up replication in 9,492 individuals. We identified an association with telomere length on 3q26 (rs12696304, combined P = 3.72 x 10(-14)) at a locus that includes TERC, which encodes the telomerase RNA component. Each copy of the minor allele of rs12696304 was associated with an approximately 75-base-pair reduction in mean telomere length, equivalent to approximately 3.6 years of age-related telomere-length attrition.

AimsDilated cardiomyopathy (DCM) is a major cause of heart failure with a high familial recurrence risk. So far, the genetics of DCM remains largely unresolved. We conducted the first genome-wide association study (GWAS) to identify loci contributing to sporadic DCM.

Smoking is a major risk factor in many diseases. Genome wide association studies have linked genes for nicotine dependence and smoking behavior to increased risk of cardiovascular, pulmonary, and malignant diseases. We conducted an epigenome wide association study in peripheral-blood DNA in 464 individuals (22 current smokers and 263 ex-smokers), using the Human Methylation 450 K array. Upon replication in an independent sample of 356 twins (41 current and 104 ex-smokers), we identified 30 probes in 15 distinct loci, all of which reached genome-wide significance in the combined analysis P < 5 × 10−8. All but one probe (cg17024919) remained significant after adjusting for blood cell counts. We replicated all 9 known loci and found an independent signal at CPOX near GPR15. In addition, we found 6 new loci at PRSS23, AVPR1B, PSEN2, LINC00299, RPS6KA2, and KIAA0087. Most of the lead probes (13 out of 15) associated with cigarette smoking, overlapped regions of open chromatin (FAIRE and DNaseI hypersensitive sites) or / and H3K27Ac peaks (ENCODE data set), which mark regulatory elements. The effect of smoking on DNA methylation was partially reversible upon smoking cessation for longer than 3 months. We report the first statistically significant interaction between a SNP (rs2697768) and cigarette smoking on DNA methylation (cg03329539). We provide evidence that the metSNP for cg03329539 regulates expression of the CHRND gene located circa 95 Kb downstream of the methylation site. Our findings suggest the existence of dynamic, reversible site-specific methylation changes in response to cigarette smoking , which may contribute to the extended health risks associated with cigarette smoking.

Genome-wide association studies (GWAS) have highlighted a number of genes with connections to type 1 diabetes and other common diseases, but in most instances the mechanism by which DNA variation affects disease risk is far from clear. Recent advances in rat genomics now make a systems-genetics approach possible, which should help to reveal links between diseases and gene functions. Using gene expression studies across seven types of rat tissue, together with GWAS and human genetics, Heinig et al. have now identified the inflammatory network driven by interferon regulatory factor 7 (IRF7) as a contributor to type 1 diabetes risk. They also implicate the innate viral response pathway and macrophages in the aetiology of the disease. The study shows how co-expression networks across species provide functional annotation of genes, and how this can be used to reveal a signal of common genetic variation of small effect that is not detected by GWAS. Here, a combination of genetic studies of gene expression, cross-species network analysis and genome-wide association studies has been used to identify gene networks and the loci underlying their regulation in rats. The results show that an inflammatory network driven by interferon regulatory factor 7 contributes to susceptibility to type 1 diabetes, and implicate the innate viral-response pathway and macrophages in the aetiology of this disease. Combined analyses of gene networks and DNA sequence variation can provide new insights into the aetiology of common diseases that may not be apparent from genome-wide association studies alone. Recent advances in rat genomics are facilitating systems-genetics approaches1,2. Here we report the use of integrated genome-wide approaches across seven rat tissues to identify gene networks and the loci underlying their regulation. We defined an interferon regulatory factor 7 (IRF73)-driven inflammatory network (IDIN) enriched for viral response genes, which represents a molecular biomarker for macrophages and which was regulated in multiple tissues by a locus on rat chromosome 15q25. We show that Epstein–Barr virus induced gene 2 (Ebi2, also known as Gpr183), which lies at this locus and controls B lymphocyte migration4,5, is expressed in macrophages and regulates the IDIN. The human orthologous locus on chromosome 13q32 controlled the human equivalent of the IDIN, which was conserved in monocytes. IDIN genes were more likely to associate with susceptibility to type 1 diabetes (T1D)—a macrophage-associated autoimmune disease—than randomly selected immune response genes (P = 8.85 × 10−6). The human locus controlling the IDIN was associated with the risk of T1D at single nucleotide polymorphism rs9585056 (P = 7.0 × 10−10; odds ratio, 1.15), which was one of five single nucleotide polymorphisms in this region associated with EBI2 (GPR183) expression. These data implicate IRF7 network genes and their regulatory locus in the pathogenesis of T1D.

Summary Molecular mechanisms that regulate tumour-associated macrophage (TAM) phenotype and function are incompletely understood. Here, we show that the pseudokinase TRIB1 is highly expressed by TAMs in breast cancer and that its expression correlates with response to chemotherapy and patient survival. We used immune-competent murine models of breast cancer to characterise the consequences of altered (reduced or elevated) myeloid Trib1 expression on tumour growth and composition of stromal immune cells. We found that both overexpression and knockout of myeloid Trib1 promote tumour growth, albeit through distinct molecular mechanisms. Myeloid Trib1 deficiency resulted in an early accelearation of tumour growth, paired with a selective reduction in perivascular macrophage numbers in vivo and enhanced oncogenic cytokine expression in vitro . In contrast, elevated levels of Trib1 in myeloid cells led to an increase in mammary tumour volume at late stages, together with a reduction of NOS2 expressing macrophages and an overall reduction of these cells in hypoxic tumour regions. In addition, we show that myeloid Trib1 is a previously unknown, negative regulator of the anti-tumour cytokine IL-15 and that increased expression of myeloid Trib1 leads to reduced IL-15 levels in mammary tumours, with a consequent reduction in the number of T-cells, that are key to anti-tumour immune responses. Together, these results define the different roles of TRIB1 in human breast cancer and provide a mechanistic understanding for the importance of myeloid TRIB1 expression levels in the development of this disease. Significance TRIB1 expression is strongly associated with response to chemotherapy in breast cancer patients with aggressive tumours. This protein is also highly expressed by tumour-associated macrophages. Thus, we used myeloid-specific alterations of Trib1 expression in mice ( Trib1 mKO and Trib1 mTg ), and characterised consequent changes in the growth rate and tumour microenvironment of mammary tumours. Both Trib1 mKO and Trib1 mTg enhanced tumour growth, but at different stages of tumour growth and via distinct mechanisms. Trib1 mKO significantly increased the expression of oncogenic cytokines, such as IL6, IL10, CCL20, PD-L1, and VEGF. In contrast, Trib1 mTg accelerated at the later stage of tumour growth via inhibition of hypoxic TAMs in the TME, as well as by reduced IL-15 expression thus leading to impaired naïve and cytotoxic T cell infiltration. These data define TRIB1 as a potential novel marker of therapeutic responses in breast cancer, as well as a key mechanistic regulator of the anti-tumour cytokine, IL-15 in myeloid cells.

Macrophages drive atherosclerotic plaque progression and rupture, hence attenuating their atherosclerosis-inducing properties holds promise for reducing coronary heart disease (CHD). Recent studies in mouse models have demonstrated that Tribbles 1 (Trib1) regulates macrophage phenotype and shows that Trib1 deficiency increases plasma cholesterol and triglyceride levels, suggesting that reduced TRIB1 expression mediates the strong genetic association between the TRIB1 locus and increased CHD risk in man. However, we report here that myeloid-specific Trib1 (mTrib1) deficiency reduces early atheroma formation and that mTrib1 transgene expression increases atherogenesis. Mechanistically, mTrib1 increased macrophage lipid accumulation and the expression of a critical receptor (OLR1), promoting oxidized low density lipoprotein uptake and the formation of lipid-laden foam cells. As TRIB1 and OLR1 RNA levels were also strongly correlated in human macrophages, we suggest that a conserved, TRIB1-mediated mechanism drives foam cell formation in atherosclerotic plaque and that inhibiting mTRIB1 could be used therapeutically to reduce CHD.

Macrophages are central innate immune cells whose function declines with age. The molecular mechanisms underlying age-related immunity changes remain poorly understood, particularly in human macrophages. We report a substantial reduction in phagocytosis, migration and chemotaxis in human monocyte-derived macrophages (MDMs) from older (>50 years) compared with younger (18-30 years) donors, alongside downregulation of transcription factors MYC and USF1 with age. In MDMs from young donors, knockdown of MYC or USF1 decreased phagocytosis and chemotaxis and altered expression of genes associated with these functions, as well as adhesion and extracellular matrix remodelling. A concordant dysregulation of MYC and USF1 target genes was also seen in MDMs from older donors. Furthermore, older age and loss of either MYC or USF1 in MDMs led to an increased cell size, altered morphology and reduced actin content. Together, these results define MYC and USF1 as key drivers of MDM age-related functional decline and identify downstream targets to improve macrophage function in ageing.