Most epigenome-wide association studies to date have been conducted in blood. However, metabolic syndrome is mediated by a dysregulation of adiposity and therefore it is critical to study adipose tissue in order to understand the effects of this syndrome on epigenomes. Therefore, to determine if natural variation in DNA methylation was associated with metabolic syndrome traits, we profiled global methylation levels in subcutaneous abdominal adipose tissue. We measured association with 32 clinical traits related to diabetes and obesity in 201 people from the Metabolic Syndrome In Men cohort. We performed epigenome-wide association studies between DNA methylation levels and traits, and identified significant associations for 13 clinical traits in 21 loci. We prioritized candidate genes using eQTL, and identified 18 high confidence candidate genes, including known and novel genes associated with diabetes and obesity traits. We also carried out an analysis to identify which cell types may be mediating the associations, and concluded that most of the loci we identified were specific to adipocytes. We determined whether the abundance of cell types varies with metabolic traits, and found that macrophages increased in abundance with the severity of metabolic syndrome traits. Finally, we developed a DNA methylation based biomarker to assess type II diabetes risk in adipose tissue. In conclusion, our results demonstrate that profiling DNA methylation in adipose tissue is a powerful tool for understanding the molecular effects of metabolic syndrome on adipose tissue, and can be used in conjunction with traditional genetic analyses to further characterize this disorder.

Activation of liver X receptors (LXRs) with synthetic agonists promotes reverse cholesterol transport and protects against atherosclerosis in mouse models. Most synthetic LXR agonists also cause marked hypertriglyceridemia by inducing the expression of SREBP1c and downstream genes that drive fatty acid biosynthesis. Recent studies demonstrated that desmosterol, an intermediate in the cholesterol biosynthetic pathway that suppresses SREBP processing by binding to SCAP, also binds and activates LXRs and is the most abundant LXR ligand in macrophage foam cells. Here, we explore the potential of increasing endogenous desmosterol production or mimicking its activity as a means of inducing LXR activity while simultaneously suppressing SREBP1c induced hypertriglyceridemia. Unexpectedly, while desmosterol strongly activated LXR target genes and suppressed SREBP pathways in mouse and human macrophages, it had almost no activity in mouse or human hepatocytes in vitro. We further demonstrate that sterol-based selective modulators of LXRs have biochemical and transcriptional properties predicted of desmosterol mimetics and selectively regulate LXR function in macrophages in vitro and in vivo. These studies thereby reveal cell-specific discrimination of endogenous and synthetic regulators of LXRs and SREBPs, providing a molecular basis for dissociation of LXR functions in macrophages from those in liver that lead to hypertriglyceridemia.