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).

Mice deficient in the lipid sensor GPR120 develop obesity, glucose intolerance and fatty liver when fed a high-fat diet, and a loss-of-function variant in the GPR120 gene strongly contributes to increased obesity in human. The G-protein-coupled receptor GPR120 is a receptor for free fatty acids, and is involved in homeostasis mechanisms such as fat-cell generation and the regulation of appetite. Here it is shown that without GPR120, mice on a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver. In humans, GPR120 expression in adipose tissue is shown to be significantly elevated in obesity. The authors also identify a mutation that inhibits GPR120 signalling activity and is associated with an increased risk for obesity in Europeans. Free fatty acids provide an important energy source as nutrients, and act as signalling molecules in various cellular processes1,2,3,4. Several G-protein-coupled receptors have been identified as free-fatty-acid receptors important in physiology as well as in several diseases3,5,6,7,8,9,10,11,12,13. GPR120 (also known as O3FAR1) functions as a receptor for unsaturated long-chain free fatty acids and has a critical role in various physiological homeostasis mechanisms such as adipogenesis, regulation of appetite and food preference5,6,14,15,16. Here we show that GPR120-deficient mice fed a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver with decreased adipocyte differentiation and lipogenesis and enhanced hepatic lipogenesis. Insulin resistance in such mice is associated with reduced insulin signalling and enhanced inflammation in adipose tissue. In human, we show that GPR120 expression in adipose tissue is significantly higher in obese individuals than in lean controls. GPR120 exon sequencing in obese subjects reveals a deleterious non-synonymous mutation (p.R270H) that inhibits GPR120 signalling activity. Furthermore, the p.R270H variant increases the risk of obesity in European populations. Overall, this study demonstrates that the lipid sensor GPR120 has a key role in sensing dietary fat and, therefore, in the control of energy balance in both humans and rodents.

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.

Abstract

 Objective: To investigate whether the association between low birth weight and increased risk of developing impaired glucose tolerance, insulin resistance, hypertriglyceridaemia, and hypertension in middle age is apparent by the age of 20 in people born small for gestational age. Design: Regional cohort study. Setting: Maternity registry, Haguenau, France. Subjects: 236 full term singleton babies born small for gestational age (birth weight or length, or both, below third centile) during 1971-8 and 281 with normal birth weight (between 25th and 75th centile). All subjects were contacted and evaluated at a mean (SD) age of 20.6 (2.1) years. Main outcome measures: Adult height; concentrations of glucose, insulin, and proinsulin during an oral glucose tolerance test; lipid and fibrinogen concentrations; and blood pressure. Results: After sex and target height were adjusted for, subjects who had been born small for gestational age were significantly shorter at age 20 than those with a normal birth weight (men 4.5 cm shorter (95% confidence interval 6.0 to 3.0 cm); women 3.94 cm shorter (5.2 to 2.7 cm). After sex and body mass index were adjusted for, mean plasma glucose concentration 30 minutes after a glucose load, fasting insulin concentration (in women), and insulin and proinsulin concentrations 30 and 120 minutes after a glucose load were significantly higher in subjects who had been born small for gestational age than in those with a normal birth weight. Mean lipid and fibrinogen concentrations and blood pressure were not different between the two groups. Conclusions: Intrauterine growth retardation has long term consequences such as reduced final height. Raised insulin and proinsulin concentrations are present in young adults born small for gestational age and could be markers of early changes in insulin sensitivity. 

Key messages

 An inverse relation between birth weight and increased risk of developing impaired glucose tolerance, insulin resistance, hypertriglyceridaemia, and hypertension (syndrome X) in middle age has been reported In this study reduced final height and raised serum insulin and proinsulin concentrations during oral glucose tolerance testing were found in young adults born small for gestational age compared with young adults with an appropriate birth weight for gestational age Reduced fetal growth was not associated with impaired glucose tolerance, higher blood pressure, or abnormalities in lipid and fibrinogen concentrations Further longitudinal studies are required to examine the risk of developing the other elements of syndrome X later in life

Emerging data indicate that insulin resistance is common among children and adolescents and is related to cardiometabolic risk, therefore requiring consideration early in life. However, there is still confusion on how to define insulin resistance, how to measure it, what its risk factors are, and whether there are effective strategies to prevent and treat it. A consensus conference was organized in order to clarify these points.