Background Alzheimer's disease is a common debilitating dementia with known heritability, for which 20 late onset susceptibility loci have been identified, but more remain to be discovered. This study sought to identify new susceptibility genes, using an alternative gene-wide analytical approach which tests for patterns of association within genes, in the powerful genome-wide association dataset of the International Genomics of Alzheimer's Project Consortium, comprising over 7 m genotypes from 25,580 Alzheimer's cases and 48,466 controls. Principal Findings In addition to earlier reported genes, we detected genome-wide significant loci on chromosomes 8 (TP53INP1, p = 1.4×10−6) and 14 (IGHV1-67 p = 7.9×10−8) which indexed novel susceptibility loci. Significance The additional genes identified in this study, have an array of functions previously implicated in Alzheimer's disease, including aspects of energy metabolism, protein degradation and the immune system and add further weight to these pathways as potential therapeutic targets in Alzheimer's disease.

We investigated error processing of 39 subjects engaging the Eriksen flanker task. In all 39 subjects a pronounced negative deflection (ERN/Ne) and a later positive component (Pe) were observed after incorrect as compared to correct responses. The neural sources of both components were analyzed using LORETA source localization. For the negative component (ERN/Ne) we found significantly higher brain electrical activity in medial prefrontal areas for incorrect responses, whereas the positive component (Pe) was localized nearby but more rostral within the anterior cingulate cortex (ACC). Thus, different neural generators were found for the ERN/Ne and the Pe, which further supports the notion that both error-related components represent different aspects of error processing.

The effect of life stress on depression is moderated by a repeat length variation in the transcriptional control region of the serotonin transporter gene, which renders carriers of the short variant vulnerable for depression. We investigated the underlying neural mechanisms of these epigenetic processes in individuals with no history of psychopathology by using multimodal magnetic resonance-based imaging (functional, perfusion, and structural), genotyping, and self-reported life stress and rumination. Based on functional MRI and perfusion data, we found support for a model by which life stress interacts with the effect of serotonin transporter genotype on amygdala and hippocampal resting activation, two regions involved in depression and stress. Life stress also differentially affected, as a function of serotonin transporter genotype, functional connectivity of the amygdala and hippocampus with a wide network of other regions, as well as gray matter structural features, and affected individuals' level of rumination. These interactions may constitute a neural mechanism for epigenetic vulnerability toward, or protection against, depression.

The purpose of the present study was to investigate the retest reliability of event-related functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). Therefore, isolated functional activation was evoked in the occipital cortex by a periodic checkerboard stimulation. During a 52-channel fNIRS recording, 12 subjects underwent 60 trials of visual stimulation in two sessions. The retest interval was set to 3 weeks. Linear correlations of the contrast t values supplemented by scatter plots, channel-wise intraclass correlation coefficients (ICC) as well as reproducibility indices for the quantity of activated channels (RQUANTITY) and the location (ROVERLAP) of the detected activation were calculated. The results at the group level showed good reliability in terms of the single measure ICCs (up to 0.84) and excellent reproducibility quantified by RQUANTITY and ROVERLAP (up to 96% of the quantity and the location were reproducible), whereas the results at the single subjects' level were mediocre. Furthermore, the reliability assessed by single measurement ICCs improved if regarded at a cluster level.

Data-based predictions of individual Cognitive Behavioral Therapy (CBT) treatment response are a fundamental step towards precision medicine. Past studies demonstrated only moderate prediction accuracy (i.e. ability to discriminate between responders and non-responders of a given treatment) when using clinical routine data such as demographic and questionnaire data, while neuroimaging data achieved superior prediction accuracy. However, these studies may be considerably biased due to very limited sample sizes and bias-prone methodology. Adequately powered and cross-validated samples are a prerequisite to evaluate predictive performance and to identify the most promising predictors. We therefore analyzed resting state functional magnet resonance imaging (rs-fMRI) data from two large clinical trials to test whether functional neuroimaging data continues to provide good prediction accuracy in much larger samples. Data came from two distinct German multicenter studies on exposure-based CBT for anxiety disorders, the Protect-AD and SpiderVR studies. We separately and independently preprocessed baseline rs-fMRI data from n = 220 patients (Protect-AD) and n = 190 patients (SpiderVR) and extracted a variety of features, including ROI-to-ROI and edge-functional connectivity, sliding-windows, and graph measures. Including these features in sophisticated machine learning pipelines, we found that predictions of individual outcomes never significantly differed from chance level, even when conducting a range of exploratory post-hoc analyses. Moreover, resting state data never provided prediction accuracy beyond the sociodemographic and clinical data. The analyses were independent of each other in terms of selecting methods to process resting state data for prediction input as well as in the used parameters of the machine learning pipelines, corroborating the external validity of the results. These similar findings in two independent studies, analyzed separately, urge caution regarding the interpretation of promising prediction results based on neuroimaging data from small samples and emphasizes that some of the prediction accuracies from previous studies may result from overestimation due to homogeneous data and weak cross-validation schemes. The promise of resting-state neuroimaging data to play an important role in the prediction of CBT treatment outcomes in patients with anxiety disorders remains yet to be delivered.

Abstract The current feline genotyping array of 63k single nucleotide polymorphisms has proven its utility within breeds, and its use has led to the identification of variants associated with Mendelian traits in purebred cats. However, compared to single gene disorders, association studies of complex diseases, especially with the inclusion of random bred cats with relatively low linkage disequilibrium, require a denser genotyping array and an increased sample size to provide statistically significant associations. Here, we undertook a multi-breed study of 1,122 cats, most of which were admitted and phenotyped for nine common complex feline diseases at the Cornell University Hospital for Animals. Using a proprietary 340k single nucleotide polymorphism mapping array, we identified significant genome-wide associations with hyperthyroidism, diabetes mellitus, and eosinophilic keratoconjunctivitis. These results provide genomic locations for variant discovery and candidate gene screening for these important complex feline diseases, which are relevant not only to feline health, but also to the development of disease models for comparative studies.

ABSTRACT Long runs of homozygosity (ROH) are contiguous stretches of homozygous genotypes, which are a footprint of recent inbreeding and recessive inheritance. The presence of recessive loci is suggested for Alzheimer’s disease (AD). However, the search for recessive variants has been poorly assessed to date. To investigate homozygosity in AD, we performed a fine-scale ROH analysis including 21,100 individuals from 10 cohorts of European ancestry (11,919 AD cases and 9,181 controls). We detected an increase of homozygosity in AD cases compared to controls [β FROH (CI95%) = 0.051 (0.023 – 0.078); P = 3.25 x 10 -4 ]. ROHs increasing the risk of AD (OR > 1) were significantly overrepresented compared to ROHs increasing protection (p < 2.20 x 10 -16 ). The top associated ROH with AD risk (β (CI95%) = 1.09 (0.48 ‒ 1.48), p value = 9.03 x 10 -4 ) was detected upstream the HS3ST1 locus (chr4:11,189,482‒11,305,456), previously related to AD. Next, to construct a homozygosity map of AD cases, we selected ROHs shared by inbred AD cases extracted from an outbred population. We used whole-exome sequencing data from 1,449 individuals from the Knight-ADRC-NIA-LOAD (KANL) cohort to identify potential recessive variants in candidate ROHs. We detected a candidate marker, rs117458494, mapped in the SPON1 locus, which has been previously associated with amyloid metabolism. Here, we provide a research framework to look for recessive variants in AD using outbred populations. Our results showed that AD cases have enriched homozygosity, suggesting that recessive effects may explain a proportion of AD heritability.

Abstract The functional neuropeptide S receptor 1 (NPSR1) gene A/T variant (rs324981) is associated with fear processing. We investigated the impact of NPSR1 genotype on fear processing and on symptom reduction following treatment in individuals with spider phobia. A replication approach was applied (discovery sample: Münster (MS) nMS=104; replication sample Würzburg (WZ) nWZ=81). Participants were genotyped for NPSR1 rs324981 (T-allele carriers [risk] versus AA homozygotes [no-risk]). A sustained and phasic fear paradigm was applied during functional magnetic resonance imaging. A one-session virtual reality exposure treatment (VRET) was conducted. Change of symptom severity from pre to post treatment and within session fear reduction were assessed. T-allele carriers in the discovery sample displayed lower anterior cingulate cortex (ACC) activation compared to AA homozygotes independent of condition. For sustained fear, this effect was replicated within a small cluster and medium effect size. No association with symptom reduction was found. Within-session fear reduction was negatively associated with ACC activation in T-allele carriers in the discovery sample. NPSR1 rs324981 genotype might be associated with fear processing in the ACC in spider phobia. Interpretation as potential risk-increasing function of the NPSR1 rs324981 T-allele via impaired top-down control of limbic structures remains speculative. Potential association with symptom reduction warrants further research.

Abstract Alzheimer’s dementia is the main cause of cognitive impairment in people over the age of 65, with Alzheimer’s disease starting presumably 10–15 years before the onset of clinical symptoms. It is therefore important to recognize dementia at an early stage and identify possible predictors. The existing methods, like different parameters of ß-Amyloid and Tau quantification in cerebrospinal fluid (CSF) or the living brain by measure of PET, are invasive and expensive. Therefore, the present study investigates the predictive value of a battery of clinical, neuropsychological, and blood parameters as well as two neurophysiological methods (functional near-infrared spectroscopy [fNIRS] and vagus somatosensory evoked potentials [VSEP]) which are easy to perform, less invasive and cost-efficient, for developing cognitive impairments in the elderly. In this longitudinal, prospective study, we enrolled 604 healthy participants between 70 and 77 years of age. The participants were invited back after a mean time interval of 3 years and 11 months, and after 7 years and 8 months, and their cognitive impairments were determined. Here we show that the development of cognitive impairments after approximately 8 years can be predicted not only by previously known risk factors such as ApoE4 risk alleles, dysosmia, or poor cognitive performance at baseline but that latency prolongation in the VSEP and altered functional activation patterns measured by NIRS at baseline also provide additional predictive value. We therefore suggest that both neurophysiological parameters, VSEP and NIRS, should be included in future studies, investigating the prediction of dementia. Dementia ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02224326.