The recycling of the amyloid precursor protein (APP) from the cell surface via the endocytic pathways plays a key role in the generation of amyloid beta peptide (Abeta) in Alzheimer disease. We report here that inherited variants in the SORL1 neuronal sorting receptor are associated with late-onset Alzheimer disease. These variants, which occur in at least two different clusters of intronic sequences within the SORL1 gene (also known as LR11 or SORLA) may regulate tissue-specific expression of SORL1. We also show that SORL1 directs trafficking of APP into recycling pathways and that when SORL1 is underexpressed, APP is sorted into Abeta-generating compartments. These data suggest that inherited or acquired changes in SORL1 expression or function are mechanistically involved in causing Alzheimer disease.

Familial Alzheimer's disease (FAD) has been shown to be genetically heterogeneous, with a very small proportion of early onset pedigrees being associated with mutations in the amyloid precursor protein (APP) gene on chromosome 21, and some late onset pedigrees showing associations with markers on chromosome 19. We now provide evidence for a major early onset FAD locus on the long arm of chromosome 14 near the markers D14S43 and D14S53 (multipoint lod score ẑ = 23.4) and suggest that the inheritance of FAD may be more complex than had initially been suspected.

BackgroundFrontotemporal dementia (FTD) is a complex disorder characterised by a broad range of clinical manifestations, differential pathological signatures, and genetic variability. Mutations in three genes—MAPT, GRN, and C9orf72—have been associated with FTD. We sought to identify novel genetic risk loci associated with the disorder.MethodsWe did a two-stage genome-wide association study on clinical FTD, analysing samples from 3526 patients with FTD and 9402 healthy controls. To reduce genetic heterogeneity, all participants were of European ancestry. In the discovery phase (samples from 2154 patients with FTD and 4308 controls), we did separate association analyses for each FTD subtype (behavioural variant FTD, semantic dementia, progressive non-fluent aphasia, and FTD overlapping with motor neuron disease [FTD-MND]), followed by a meta-analysis of the entire dataset. We carried forward replication of the novel suggestive loci in an independent sample series (samples from 1372 patients and 5094 controls) and then did joint phase and brain expression and methylation quantitative trait loci analyses for the associated (p<5 × 10−8) single-nucleotide polymorphisms.FindingsWe identified novel associations exceeding the genome-wide significance threshold (p<5 × 10−8). Combined (joint) analyses of discovery and replication phases showed genome-wide significant association at 6p21.3, HLA locus (immune system), for rs9268877 (p=1·05 × 10−8; odds ratio=1·204 [95% CI 1·11–1·30]), rs9268856 (p=5·51 × 10−9; 0·809 [0·76–0·86]) and rs1980493 (p value=1·57 × 10−8, 0·775 [0·69–0·86]) in the entire cohort. We also identified a potential novel locus at 11q14, encompassing RAB38/CTSC (the transcripts of which are related to lysosomal biology), for the behavioural FTD subtype for which joint analyses showed suggestive association for rs302668 (p=2·44 × 10−7; 0·814 [0·71–0·92]). Analysis of expression and methylation quantitative trait loci data suggested that these loci might affect expression and methylation in cis.InterpretationOur findings suggest that immune system processes (link to 6p21.3) and possibly lysosomal and autophagy pathways (link to 11q14) are potentially involved in FTD. Our findings need to be replicated to better define the association of the newly identified loci with disease and to shed light on the pathomechanisms contributing to FTD.FundingThe National Institute of Neurological Disorders and Stroke and National Institute on Aging, the Wellcome/MRC Centre on Parkinson's disease, Alzheimer's Research UK, and Texas Tech University Health Sciences Center.

Migraine is generally considered a functional brain disorder lacking structural abnormalities. Recent magnetic resonance imaging (MRI) studies, however, suggested that migraine may be associated with subtle brain lesions.We evaluated the presence of global or focal gray or white matter alterations in migraine patients using voxel-based morphometry (VBM), a fully automated method of analyzing changes in brain structure. VBM data also were used to evaluate possible differences between episodic and chronic migraine.Twenty-seven migraine right-handed patients and 27 healthy controls were selected for the study. Sixteen patients fulfilled the International Headache Society criteria for episodic migraine and 11 for chronic migraine. MRI scans were analyzed with MATLAB 6.5 and SPM2 software, using VBM method.In comparison with controls, migraineurs presented a significant focal gray matter reduction in the Right Superior Temporal Gyrus, Right Inferior Frontal Gyrus, and Left Precentral Gyrus. Chronic migraine patients, compared to episodic, showed a focal gray matter decrease in the bilateral Anterior Cingulate Cortex, Left Amygdala, Left Parietal Operculum, Left Middle and Inferior Frontal Gyrus, Right Inferior Frontal Gyrus, and bilateral Insula. Considering all the migraine patients, a significant correlation between gray matter reduction in anterior cingulate cortex and frequency of migraine attacks was found.Our study shows that migraine is associated with a significant gray matter reduction in several of the cortical areas involved in pain circuitry. In addition, we found a significant correlation between frequency of migraine attacks and signal alteration in the Anterior Cingulate Cortex. Our data provide new insight into migraine pathophysiology and support the concept that migraine may be a progressive disorder.

Background: Converging evidence suggests that immune-mediated dysfunction plays an important role in the pathogenesis of frontotemporal dementia (FTD). Although genetic studies have shown that immune-associated loci are associated with increased FTD risk, a systematic investigation of genetic overlap between immune-mediated diseases and the spectrum of FTD-related disorders has not been performed. Methods and findings: Using large genome-wide association studies (GWAS) (total n = 192,886 cases and controls) and recently developed tools to quantify genetic overlap/pleiotropy, we systematically identified single nucleotide polymorphisms (SNPs) jointly associated with 'FTD-related disorders' namely FTD, corticobasal degeneration (CBD), progressive supranuclear palsy (PSP), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS) - and one or more immune-mediated diseases including Crohn's disease (CD), ulcerative colitis (UC), rheumatoid arthritis (RA), type 1 diabetes (T1D), celiac disease (CeD), and psoriasis (PSOR). We found up to 270-fold genetic enrichment between FTD and RA and comparable enrichment between FTD and UC, T1D, and CeD. In contrast, we found only modest genetic enrichment between any of the immune-mediated diseases and CBD, PSP or ALS. At a conjunction false discovery rate (FDR) < 0.05, we identified numerous FTD-immune pleiotropic SNPs within the human leukocyte antigen (HLA) region on chromosome 6. By leveraging the immune diseases, we also found novel FTD susceptibility loci within LRRK2 (Leucine Rich Repeat Kinase 2), TBKBP1 (TANK-binding kinase 1 Binding Protein 1), and PGBD5 (PiggyBac Transposable Element Derived 5). Functionally, we found that expression of FTD-immune pleiotropic genes (particularly within the HLA region) is altered in postmortem brain tissue from patients with frontotemporal dementia and is enriched in microglia compared to other central nervous system (CNS) cell types. Conclusions: We show considerable immune-mediated genetic enrichment specifically in FTD, particularly within the HLA region. Our genetic results suggest that for a subset of patients, immune dysfunction may contribute to risk for FTD. These findings have potential implications for clinical trials targeting immune dysfunction in patients with FTD.