Background: Stressful life events (SLEs) and neuroticism are risk factors for major depressive disorder (MDD). However, SLEs and neuroticism are heritable traits that are correlated with genetic risk for MDD. In the current study, we sought to investigate the genetic and environmental contributions to SLEs in a large family-based sample, and quantify any genetic overlap with MDD and neuroticism. Methods: A subset of Generation Scotland: the Scottish Family Health Study, consisting of 9618 individuals comprise the present study. We estimated the heritability of SLEs using pedigree-based and molecular genetic data. The environment was assessed by modelling familial, couple and sibling components. Using polygenic risk scores (PRS) and LD score regression we analysed the genetic overlap between MDD, neuroticism and SLEs. Results: Past 6-month life events were positively correlated with lifetime MDD status (β=0.21, r2=1.1%, p=2.5 x 10-25) and neuroticism (β=0.13, r2=1.9%, p=1.04 x 10-37). Common SNPs explained 8% of the variance in personal life events (those directly affecting the individual) (S.E.=0.03, p=9 x 10-4). A significant effect of couple environment accounted for 13% (S.E.=0.03, p=0.016) of variation in SLEs. PRS analyses found that individuals with higher PRS for MDD reported more SLEs (β=0.05, r2=0.3%, p=3 x 10-5). LD score regression demonstrated genetic correlations between MDD and both SLEs (rG=0.33, S.E.=0.08 ) and neuroticism (rG=0.15, S.E.=0.07). Conclusions: These findings suggest that SLEs are partially heritable and this heritability is shared with risk for MDD and neuroticism. Further work should determine the causal direction and source of these associations.

Stress is associated with poorer physical and mental health. To improve our understanding of this link, we performed genome-wide association studies (GWAS) of depressive symptoms and genome-wide by environment interaction studies (GWEIS) of depressive symptoms and stressful life events (SLE) in two UK population cohorts (Generation Scotland and UK Biobank). No SNP was individually significant in either GWAS, but gene-based tests identified six genes associated with depressive symptoms in UK Biobank (DCC, ACSS3, DRD2, STAG1, FOXP2 and KYNU; p < 2.77x10-6). Two SNPs with genome-wide significant GxE effects were identified by GWEIS in Generation Scotland: rs12789145 (53kb downstream PIWIL4; p = 4.95x10-9; total SLE) and rs17070072 (intronic to ZCCHC2; p = 1.46x10-8; dependent SLE). A third locus upstream CYLC2 (rs12000047 and rs12005200, p < 2.00x10-8; dependent SLE) when the joint effect of the SNP main and GxE effects was considered. GWEIS gene-based tests identified: MTNR1B with GxE effect with dependent SLE in Generation Scotland; and PHF2 with the joint effect in UK Biobank (p < 2.77x10-6). Polygenic risk scores (PRS) analyses incorporating GxE effects improved the prediction of depressive symptom scores, when using weights derived from either the UK Biobank GWAS of depressive symptoms (p = 0.01) or the PGC GWAS of major depressive disorder (p = 5.91x10-3). Using an independent sample, PRS derived using GWEIS GxE effects provided evidence of shared aetiologies between depressive symptoms and schizotypal personality, heart disease and COPD. Further such studies are required and may result in improved treatments for depression and other stress-related conditions.