The MAGIC investigators report results of a large genome-wide association study meta-analysis to identify common variants influencing fasting glucose homeostasis. They further show that several of the newly discovered loci influencing glycemic traits are also associated with risk of type 2 diabetes. Levels of circulating glucose are tightly regulated. To identify new loci influencing glycemic traits, we performed meta-analyses of 21 genome-wide association studies informative for fasting glucose, fasting insulin and indices of beta-cell function (HOMA-B) and insulin resistance (HOMA-IR) in up to 46,186 nondiabetic participants. Follow-up of 25 loci in up to 76,558 additional subjects identified 16 loci associated with fasting glucose and HOMA-B and two loci associated with fasting insulin and HOMA-IR. These include nine loci newly associated with fasting glucose (in or near ADCY5, MADD, ADRA2A, CRY2, FADS1, GLIS3, SLC2A2, PROX1 and C2CD4B) and one influencing fasting insulin and HOMA-IR (near IGF1). We also demonstrated association of ADCY5, PROX1, GCK, GCKR and DGKB-TMEM195 with type 2 diabetes. Within these loci, likely biological candidate genes influence signal transduction, cell proliferation, development, glucose-sensing and circadian regulation. Our results demonstrate that genetic studies of glycemic traits can identify type 2 diabetes risk loci, as well as loci containing gene variants that are associated with a modest elevation in glucose levels but are not associated with overt diabetes.

Mark McCarthy and colleagues identify twelve new risk loci for type 2 diabetes through a large-scale genome-wide association and replication study in individuals of European ancestry. The identified loci affect both beta-cell function and insulin action and are enriched for genes involved in cell cycle regulation. By combining genome-wide association data from 8,130 individuals with type 2 diabetes (T2D) and 38,987 controls of European descent and following up previously unidentified meta-analysis signals in a further 34,412 cases and 59,925 controls, we identified 12 new T2D association signals with combined P < 5 × 10−8. These include a second independent signal at the KCNQ1 locus; the first report, to our knowledge, of an X-chromosomal association (near DUSP9); and a further instance of overlap between loci implicated in monogenic and multifactorial forms of diabetes (at HNF1A). The identified loci affect both beta-cell function and insulin action, and, overall, T2D association signals show evidence of enrichment for genes involved in cell cycle regulation. We also show that a high proportion of T2D susceptibility loci harbor independent association signals influencing apparently unrelated complex traits.

Richard Watanabe and colleagues of the MAGIC consortium report meta-analyses of genome-wide association studies to glucose levels two hours after an oral glucose challenge. They identify variants in GIPR associated with glucose and insulin responses. Glucose levels 2 h after an oral glucose challenge are a clinical measure of glucose tolerance used in the diagnosis of type 2 diabetes. We report a meta-analysis of nine genome-wide association studies (n = 15,234 nondiabetic individuals) and a follow-up of 29 independent loci (n = 6,958–30,620). We identify variants at the GIPR locus associated with 2-h glucose level (rs10423928, β (s.e.m.) = 0.09 (0.01) mmol/l per A allele, P = 2.0 × 10−15). The GIPR A-allele carriers also showed decreased insulin secretion (n = 22,492; insulinogenic index, P = 1.0 × 10−17; ratio of insulin to glucose area under the curve, P = 1.3 × 10−16) and diminished incretin effect (n = 804; P = 4.3 × 10−4). We also identified variants at ADCY5 (rs2877716, P = 4.2 × 10−16), VPS13C (rs17271305, P = 4.1 × 10−8), GCKR (rs1260326, P = 7.1 × 10−11) and TCF7L2 (rs7903146, P = 4.2 × 10−10) associated with 2-h glucose. Of the three newly implicated loci (GIPR, ADCY5 and VPS13C), only ADCY5 was found to be associated with type 2 diabetes in collaborating studies (n = 35,869 cases, 89,798 controls, OR = 1.12, 95% CI 1.09–1.15, P = 4.8 × 10−18).

Philippe Froguel and colleagues report an association of variants near the gene encoding melatonin receptor 2 with fasting glucose levels and risk of type 2 diabetes. The association suggests a possible link between circadian rhythm and glucose homeostasis. In genome-wide association (GWA) data from 2,151 nondiabetic French subjects, we identified rs1387153, near MTNR1B (which encodes the melatonin receptor 2 (MT2)), as a modulator of fasting plasma glucose (FPG; P = 1.3 × 10−7). In European populations, the rs1387153 T allele is associated with increased FPG (β = 0.06 mmol/l, P = 7.6 × 10−29, N = 16,094), type 2 diabetes (T2D) risk (odds ratio (OR) = 1.15, 95% CI = 1.08–1.22, P = 6.3 × 10−5, cases N = 6,332) and risk of developing hyperglycemia or diabetes over a 9-year period (hazard ratio (HR) = 1.20, 95% CI = 1.06–1.36, P = 0.005, incident cases N = 515). RT-PCR analyses confirm the presence of MT2 transcripts in neural tissues and show MT2 expression in human pancreatic islets and beta cells. Our data suggest a possible link between circadian rhythm regulation and glucose homeostasis through the melatonin signaling pathway.

OBJECTIVE To compare the efficacy and safety of once-weekly semaglutide 1.0 mg s.c. with exenatide extended release (ER) 2.0 mg s.c. in subjects with type 2 diabetes. RESEARCH DESIGN AND METHODS In this phase 3a, open-label, parallel-group, randomized controlled trial, 813 subjects with type 2 diabetes taking oral antidiabetic drugs were randomized (1:1) to semaglutide 1.0 mg or exenatide ER 2.0 mg for 56 weeks. The primary end point was change from baseline in HbA1c at week 56. RESULTS Mean HbA1c (8.3% [67.7 mmol/mol] at baseline) was reduced by 1.5% (16.8 mmol/mol) with semaglutide and 0.9% (10.0 mmol/mol) with exenatide ER (estimated treatment difference vs. exenatide ER [ETD] –0.62% [95% CI –0.80, –0.44] [–6.78 mmol/mol (95% CI –8.70, –4.86)]; P &lt; 0.0001 for noninferiority and superiority). Mean body weight (95.8 kg at baseline) was reduced by 5.6 kg with semaglutide and 1.9 kg with exenatide ER (ETD –3.78 kg [95% CI –4.58, –2.98]; P &lt; 0.0001). Significantly more subjects treated with semaglutide (67%) achieved HbA1c &lt;7.0% (&lt;53 mmol/mol) versus those taking exenatide ER (40%). Both treatments had similar safety profiles, but gastrointestinal adverse events were more common in semaglutide-treated subjects (41.8%) than in exenatide ER–treated subjects (33.3%); injection-site reactions were more frequent with exenatide ER (22.0%) than with semaglutide (1.2%). CONCLUSIONS Semaglutide 1.0 mg was superior to exenatide ER 2.0 mg in improving glycemic control and reducing body weight after 56 weeks of treatment; the drugs had comparable safety profiles. These results indicate that semaglutide treatment is highly effective for subjects with type 2 diabetes who are inadequately controlled on oral antidiabetic drugs.

Kyle Gaulton, Mark McCarthy, Andrew Morris and colleagues report fine mapping and genomic annotation of 39 established type 2 diabetes susceptibility loci. They find that the set of potential causal variants is enriched for overlap with FOXA2 binding sites in human islet and liver cells, and they show that a likely causal variant near MTNR1B increases FOXA2-bound enhancer activity, providing a molecular mechanism to explain the effect of this locus on disease risk. We performed fine mapping of 39 established type 2 diabetes (T2D) loci in 27,206 cases and 57,574 controls of European ancestry. We identified 49 distinct association signals at these loci, including five mapping in or near KCNQ1. 'Credible sets' of the variants most likely to drive each distinct signal mapped predominantly to noncoding sequence, implying that association with T2D is mediated through gene regulation. Credible set variants were enriched for overlap with FOXA2 chromatin immunoprecipitation binding sites in human islet and liver cells, including at MTNR1B, where fine mapping implicated rs10830963 as driving T2D association. We confirmed that the T2D risk allele for this SNP increases FOXA2-bound enhancer activity in islet- and liver-derived cells. We observed allele-specific differences in NEUROD1 binding in islet-derived cells, consistent with evidence that the T2D risk allele increases islet MTNR1B expression. Our study demonstrates how integration of genetic and genomic information can define molecular mechanisms through which variants underlying association signals exert their effects on disease.

Genome-wide association studies have revealed that common noncoding variants in MTNR1B (encoding melatonin receptor 1B, also known as MT(2)) increase type 2 diabetes (T2D) risk(1,2). Although the strongest association signal was highly significant (P < 1 × 10(-20)), its contribution to T2D risk was modest (odds ratio (OR) of ∼1.10-1.15)(1-3). We performed large-scale exon resequencing in 7,632 Europeans, including 2,186 individuals with T2D, and identified 40 nonsynonymous variants, including 36 very rare variants (minor allele frequency (MAF) <0.1%), associated with T2D (OR = 3.31, 95% confidence interval (CI) = 1.78-6.18; P = 1.64 × 10(-4)). A four-tiered functional investigation of all 40 mutants revealed that 14 were non-functional and rare (MAF < 1%), and 4 were very rare with complete loss of melatonin binding and signaling capabilities. Among the very rare variants, the partial- or total-loss-of-function variants but not the neutral ones contributed to T2D (OR = 5.67, CI = 2.17-14.82; P = 4.09 × 10(-4)). Genotyping the four complete loss-of-function variants in 11,854 additional individuals revealed their association with T2D risk (8,153 individuals with T2D and 10,100 controls; OR = 3.88, CI = 1.49-10.07; P = 5.37 × 10(-3)). This study establishes a firm functional link between MTNR1B and T2D risk.

Recently, the transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene has been associated with type 2 diabetes in subjects of European origin in the DeCode study. We genotyped the two most associated variants (rs7903146 and rs12255372) in 2,367 French type 2 diabetic subjects and in 2,499 control subjects. Both the T-allele of rs7903146 and the T-allele of rs12255372 significantly increase type 2 diabetes risk with an allelic odds ratio (OR) of 1.69 (95% CI 1.55–1.83) (P = 6.0 × 10−35) and 1.60 (1.47–1.74) (P = 7.6 × 10−28), respectively. In nonobese type 2 diabetic subjects (BMI &lt;30 kg/m2, n = 1,346), the ORs increased to 1.89 (1.72–2.09) (P = 2.1 × 10−38) and 1.79 (1.62–1.97) (P = 5.7 × 10−31), respectively. The rs7903146 T at-risk allele associates with decreased BMI and earlier age at diagnosis in the type 2 diabetic subjects (P = 8.0 × 10−3 and P = 3.8 × 10−4, respectively), which is supported by quantitative family-based association tests. TCF7L2 is expressed in most human tissues, including mature pancreatic β-cells, with the exception of the skeletal muscle. In the subcutaneous and omental fat from obese type 2 diabetic subjects, TCF7L2 expression significantly decreased compared with obese normoglycemic individuals. During rat fetal β-cell differentiation, TCF7L2 expression pattern mimics the key marker NGN3 (neurogenin 3), suggesting a role in islet development. These data provide evidence that TCF7L2 is a major determinant of type 2 diabetes risk in European populations and suggests that this transcription factor plays a key role in glucose homeostasis.