To identify common variants influencing body mass index (BMI), we analyzed genome-wide association data from 16,876 individuals of European descent. After previously reported variants in FTO, the strongest association signal (rs17782313, P = 2.9 × 10−6) mapped 188 kb downstream of MC4R (melanocortin-4 receptor), mutations of which are the leading cause of monogenic severe childhood-onset obesity. We confirmed the BMI association in 60,352 adults (per-allele effect = 0.05 Z-score units; P = 2.8 × 10−15) and 5,988 children aged 7–11 (0.13 Z-score units; P = 1.5 × 10−8). In case-control analyses (n = 10,583), the odds for severe childhood obesity reached 1.30 (P = 8.0 × 10−11). Furthermore, we observed overtransmission of the risk allele to obese offspring in 660 families (P (pedigree disequilibrium test average; PDT-avg) = 2.4 × 10−4). The SNP location and patterns of phenotypic associations are consistent with effects mediated through altered MC4R function. Our findings establish that common variants near MC4R influence fat mass, weight and obesity risk at the population level and reinforce the need for large-scale data integration to identify variants influencing continuous biomedical traits.

Christopher Newton-Cheh and colleagues report a genome-wide association study for blood pressure traits as part of the Global BPgen consortium. They report eight loci with replicated association to systolic and/or diastolic blood pressure, with each also showing association to hypertension. Elevated blood pressure is a common, heritable cause of cardiovascular disease worldwide. To date, identification of common genetic variants influencing blood pressure has proven challenging. We tested 2.5 million genotyped and imputed SNPs for association with systolic and diastolic blood pressure in 34,433 subjects of European ancestry from the Global BPgen consortium and followed up findings with direct genotyping (N ≤ 71,225 European ancestry, N ≤ 12,889 Indian Asian ancestry) and in silico comparison (CHARGE consortium, N = 29,136). We identified association between systolic or diastolic blood pressure and common variants in eight regions near the CYP17A1 (P = 7 × 10−24), CYP1A2 (P = 1 × 10−23), FGF5 (P = 1 × 10−21), SH2B3 (P = 3 × 10−18), MTHFR (P = 2 × 10−13), c10orf107 (P = 1 × 10−9), ZNF652 (P = 5 × 10−9) and PLCD3 (P = 1 × 10−8) genes. All variants associated with continuous blood pressure were associated with dichotomous hypertension. These associations between common variants and blood pressure and hypertension offer mechanistic insights into the regulation of blood pressure and may point to novel targets for interventions to prevent cardiovascular disease.

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.

Abstract Background Cardiovascular diseases and their associated risk factors remain the main cause of mortality in western societies. In order to assess the prevalence of cardiovascular risk factors (CVRFs) in the Caucasian population of Lausanne, Switzerland, we conducted a population-based study (Colaus Study). A secondary aim of the CoLaus study will be to determine new genetic determinants associated with CVRFs. Methods Single-center, cross-sectional study including a random sample of 6,188 extensively phenotyped Caucasian subjects (3,251 women and 2,937 men) aged 35 to 75 years living in Lausanne, and genotyped using the 500 K Affymetrix chip technology. Results Obesity (body mass index ≥ 30 kg/m 2 ), smoking, hypertension (blood pressure ≥ 140/90 mmHg and/or treatment), dyslipidemia (high LDL-cholesterol and/or low HDL-cholesterol and/or high triglyceride levels) and diabetes (fasting plasma glucose ≥ 7 mmol/l and/or treatment) were present in 947 (15.7%), 1673 (27.0%), 2268 (36.7%), 2113 (34.2%) and 407 (6.6%) of the participants, respectively, and the prevalence was higher in men than in women. In both genders, the prevalence of obesity, hypertension and diabetes increased with age. Conclusion The prevalence of major CVRFs is high in the Lausanne population in particular in men. We anticipate that given its size, the depth of the phenotypic analysis and the availability of dense genome-wide genetic data, the CoLaus Study will be a unique resource to investigate not only the epidemiology of isolated, or aggregated CVRFs like the metabolic syndrome, but can also serve as a discovery set, as well as replication set, to identify novel genes associated with these conditions.

John Chambers and colleagues report a genome-wide association study for markers of liver function. They identify 42 loci associated with concentrations of one or more liver enzymes in plasma, and use a range of functional genomic analyses to suggest candidate genes at these loci. Concentrations of liver enzymes in plasma are widely used as indicators of liver disease. We carried out a genome-wide association study in 61,089 individuals, identifying 42 loci associated with concentrations of liver enzymes in plasma, of which 32 are new associations (P = 10−8 to P = 10−190). We used functional genomic approaches including metabonomic profiling and gene expression analyses to identify probable candidate genes at these regions. We identified 69 candidate genes, including genes involved in biliary transport (ATP8B1 and ABCB11), glucose, carbohydrate and lipid metabolism (FADS1, FADS2, GCKR, JMJD1C, HNF1A, MLXIPL, PNPLA3, PPP1R3B, SLC2A2 and TRIB1), glycoprotein biosynthesis and cell surface glycobiology (ABO, ASGR1, FUT2, GPLD1 and ST3GAL4), inflammation and immunity (CD276, CDH6, GCKR, HNF1A, HPR, ITGA1, RORA and STAT4) and glutathione metabolism (GSTT1, GSTT2 and GGT), as well as several genes of uncertain or unknown function (including ABHD12, EFHD1, EFNA1, EPHA2, MICAL3 and ZNF827). Our results provide new insight into genetic mechanisms and pathways influencing markers of liver function.

Twin studies indicate that additive genetic effects explain most of the variance in nicotine dependence (ND), a construct emphasizing habitual heavy smoking despite adverse consequences, tolerance and withdrawal. To detect ND alleles, we assessed cigarettes per day (CPD) regularly smoked, in two European populations via whole genome association techniques. In these ∼7500 persons, a common haplotype in the CHRNA3–CHRNA5 nicotinic receptor subunit gene cluster was associated with CPD (nominal P=6.9 × 10−5). In a third set of European populations (n=∼7500) which had been genotyped for ∼6000 SNPs in ∼2000 genes, an allele in the same haplotype was associated with CPD (nominal P=2.6 × 10−6). These results (in three independent populations of European origin, totaling ∼15 000 individuals) suggest that a common haplotype in the CHRNA5/CHRNA3 gene cluster on chromosome 15 contains alleles, which predispose to ND.

Plasma liver-enzyme tests are widely used in the clinic for the diagnosis of liver diseases and for monitoring the response to drug treatment. There is considerable evidence that human genetic variation influences plasma levels of liver enzymes. However, such genetic variation has not been systematically assessed. In the present study, we performed a genome-wide association study of plasma liver-enzyme levels in three populations (total n=7715) with replication in three additional cohorts (total n=4704). We identified two loci influencing plasma levels of alanine-aminotransferase (ALT) (CPN1-ERLIN1-CHUK on chromosome 10 and PNPLA3-SAMM50 on chromosome 22), one locus influencing gamma-glutamyl transferase (GGT) levels (HNF1A on chromosome 12), and three loci for alkaline phosphatase (ALP) levels (ALPL on chromosome 1, GPLD1 on chromosome 6, and JMJD1C-REEP3 on chromosome 10). In addition, we confirmed the associations between the GGT1 locus and GGT levels and between the ABO locus and ALP levels. None of the ALP-associated SNPs were associated with other liver tests, suggesting intestine and/or bone specificity. The mechanisms underlying the associations may involve cis- or trans-transcriptional effects (some of the identified variants were associated with mRNA transcription in human liver or lymphoblastoid cells), dysfunction of the encoded proteins (caused by missense variations at the functional domains), or other unknown pathways. These findings may help in the interpretation of liver-enzyme tests and provide candidate genes for liver diseases of viral, metabolic, autoimmune, or toxic origin. The specific associations with ALP levels may point to genes for bone or intestinal diseases.

Alcohol consumption is a moderately heritable trait, but the genetic basis in humans is largely unknown, despite its clinical and societal importance. We report a genome-wide association study meta-analysis of ∼2.5 million directly genotyped or imputed SNPs with alcohol consumption (gram per day per kilogram body weight) among 12 population-based samples of European ancestry, comprising 26,316 individuals, with replication genotyping in an additional 21,185 individuals. SNP rs6943555 in autism susceptibility candidate 2 gene ( AUTS2 ) was associated with alcohol consumption at genome-wide significance ( P = 4 × 10 −8 to P = 4 × 10 −9 ). We found a genotype-specific expression of AUTS2 in 96 human prefrontal cortex samples ( P = 0.026) and significant ( P < 0.017) differences in expression of AUTS2 in whole-brain extracts of mice selected for differences in voluntary alcohol consumption. Down-regulation of an AUTS2 homolog caused reduced alcohol sensitivity in Drosophila ( P < 0.001). Our finding of a regulator of alcohol consumption adds knowledge to our understanding of genetic mechanisms influencing alcohol drinking behavior.

ABSTRACT Spinal cord injury (SCI) is one of the most challenging clinical issues. It is characterized by the disruption of neural circuitry and connectivity, resulting in neurological disability. Adipose-derived stem cells (ADSCs) serve as a promising source of therapeutic cells for SCI treatment. However, the therapeutic outcomes of direct ADSCs transplantation are limited in the presence of an inflammatory microenvironment. Herein, a cell-adaptable neurogenic (CaNeu) hydrogel was developed as a delivery vehicle for ADSCs to promote neuronal regeneration after SCI. The dynamic network of CaNeu hydrogel loaded with ADSCs provides a cell-infiltratable matrix that enhances axonal growth and eventually leads to improved motor evoked potential, hindlimb strength, and coordination of complete spinal cord transection in rats. Furthermore, the CaNeu hydrogel also establishes an anti-inflammatory microenvironment by inducing a shift in the polarization of the recruited macrophages toward the pro-regeneration (M2) phenotype. Our study showed that the CaNeu-hydrogel‒mediated ADSCs delivery resulted in significantly suppressed neuroinflammation and apoptosis, and that this phenomenon involved the PI3K/Akt signaling pathway. Our findings indicate that the CaNeu hydrogel is a valuable delivery vehicle to assist stem cell therapy for SCI, providing a promising strategy for central nervous system diseases.

Asymmetric Notch signaling promotes divergent fates in select cells throughout metazoan development. In the receiving cell, signaling results in cleavage of the Notch intracellular domain and its import into the nucleus, where it binds Suppressor of Hairless [Su(H)] to promote gene expression in conjunction with contextual cues in the surrounding DNA sequence. To investigate the nature of this contextual logic, we identify 1344 Su(H)-site containing regulatory belts that are conserved across the Drosophila genus. Each Su(H)-type regulatory belt (SUH-RB) is a 0.6–1.0 kb chain of conservation peaks consistent with a transcriptional enhancer or core promoter. These regulatory belts contain one or more canonical binding sites for Su(H) along with ~15–30 other binding sites. SUH-RBs are densely clustered in certain chromosomal regions such as the E(spl)-complex, the Wnt gene complex, and genes encoding Notch receptor ligands (Delta and Serrate). SUH-RBs overlap most known Su(H)/Notch-target enhancers and others, including non-embryonic enhancers that are not identified by embryonic ChIP-seq peaks. Thus, SUH-RBs overcome the stage-specific nature of embryonic ChIP-seq peaks and suggest a pervasive role for contextual tissue-specific pioneer and/or enhancer-licensing factors. SUH-RBs also delineate false positive ChIP-seq peaks, which do not overlap SUH-RBs, are missing even the weakest Su(H)-binding sequences, and have the shortest ChIP peak widths. Last, we characterize several novel enhancers including Su(H)-dependent enhancers at Notch and Delta, intestinal enhancers at A2bp1 and hedgehog, and distinct enhancers at roughest, E2f1, and escargot.