Advanced age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of late onset blindness. We present results of a genome-wide association study of 979 advanced AMD cases and 1,709 controls using the Affymetrix 6.0 platform with replication in seven additional cohorts (totaling 5,789 unrelated cases and 4,234 unrelated controls). We also present a comprehensive analysis of copy-number variations and polymorphisms for AMD. Our discovery data implicated the association between AMD and a variant in the hepatic lipase gene (LIPC) in the high-density lipoprotein cholesterol (HDL) pathway (discovery P = 4.53e-05 for rs493258). Our LIPC association was strongest for a functional promoter variant, rs10468017, (P = 1.34e-08), that influences LIPC expression and serum HDL levels with a protective effect of the minor T allele (HDL increasing) for advanced wet and dry AMD. The association we found with LIPC was corroborated by the Michigan/Penn/Mayo genome-wide association study; the locus near the tissue inhibitor of metalloproteinase 3 was corroborated by our replication cohort for rs9621532 with P = 3.71e-09. We observed weaker associations with other HDL loci (ABCA1, P = 9.73e-04; cholesterylester transfer protein, P = 1.41e-03; FADS1-3, P = 2.69e-02). Based on a lack of consistent association between HDL increasing alleles and AMD risk, the LIPC association may not be the result of an effect on HDL levels, but it could represent a pleiotropic effect of the same functional component. Results implicate different biologic pathways than previously reported and provide new avenues for prevention and treatment of AMD.

Lutein and zeaxanthin are highly concentrated at the central region of the human retina, forming a distinct yellow spot known as the macula lutea. The delivery and retention of the macular pigment carotenoids in the macula lutea involves many proteins, but their exact roles remain incompletely understood. In our study, we examined the distribution of the twelve known macular carotenoid-related proteins within the human macula and the underlying retinal pigment epithelium (RPE) using both fluorescence and Raman modes on our confocal resonance Raman microscope. Additionally, we assessed protein and gene expression through Western blot analysis and a single-cell RNA sequencing database. Our findings revealed that GSTP1, BCO2, and Aster-B exhibited distribution patterns similar to the macular carotenoids, with higher expression levels within the macular region compared to the periphery, while SR-BI and ABCA1 did not exhibit specific distribution patterns within the macula or RPE. Interestingly, LIPC, SR-BI's partner, accumulated specifically in the sub-foveal RPE. All three of these carotenoid transport proteins were found to be highly expressed in the RPE. These results offer valuable insights into the roles these proteins play in the formation of the macula lutea.

Abstract Purpose Premature infants at risk of retinopathy of prematurity (ROP) miss placental transfer of carotenoids, lutein (L) and zeaxanthin (Z), during the third trimester. We previously demonstrated that prenatal L and Z supplementation raises carotenoid levels in infants at birth in the L utein and Z eaxanthin in P regnancy (L-ZIP) study ( NCT03750968 ). Based on their antioxidant effects and bioavailability, we hypothesized that prenatal maternal supplementation with macular carotenoids would reduce risk of ROP. To test this hypothesis, we utilized “macular pigment mice” genetically engineered to take up L and Z into the retina in a model of oxygen-induced retinopathy (OIR). Methods Pregnant Bco2 -/- mice were divided into nine experimental subgroups based on the type of supplementation (L, Z, or placebo) and on maternal supplementation start date corresponding to the three trimesters of human fetal development (E0, E11, and P1). Pups and nursing mothers were exposed to 75% O 2 for 5 days (P7-12) and returned to room air for 5 days (P12-17). Pups were sacrificed at P12 and P17, and their retinas were analyzed for vaso-obliteration (VO) and intravitreal neovascularization (INV). Results Pups of pregnant mice supplemented with L or Z had significant reductions in VO and INV areas compared to placebo. Prenatal carotenoid supplementation starting at E0 or E11 was significantly more protective against OIR than postnatal supplementation starting at P1. Conclusion Prenatal supplementation with L and Z was beneficial in a mouse OIR model. We recommend testing prenatal L and Z supplementation in future human clinical trials to prevent ROP.