Recent research has highlighted a strong correlation between tissue-specific cancer risk and the lifetime number of tissue-specific stem-cell divisions. Whether such correlation implies a high unavoidable intrinsic cancer risk has become a key public health debate with the dissemination of the ‘bad luck’ hypothesis. Here we provide evidence that intrinsic risk factors contribute only modestly (less than ~10–30% of lifetime risk) to cancer development. First, we demonstrate that the correlation between stem-cell division and cancer risk does not distinguish between the effects of intrinsic and extrinsic factors. We then show that intrinsic risk is better estimated by the lower bound risk controlling for total stem-cell divisions. Finally, we show that the rates of endogenous mutation accumulation by intrinsic processes are not sufficient to account for the observed cancer risks. Collectively, we conclude that cancer risk is heavily influenced by extrinsic factors. These results are important for strategizing cancer prevention, research and public health. Recent analyses have suggested that the intrinsic behaviour of tissue stem cells may be responsible for malignant transformation and cancer progression, raising questions regarding the influence of extrinsic factors on tumourigenesis; here, both data-driven and model-driven evidence show that such intrinsic risk factors contribute only marginally to cancer development, indicating that cancer risk is heavily influenced by extrinsic factors. Recent analyses have suggested that for some cancers, the intrinsic behaviour of tissue stem cells may be responsible for malignant transformation and cancer progression, raising the question of the influence that extrinsic factors may have on tumorigenesis. Yusuf Hannun and colleagues provide evidence that stem cell dynamic-related intrinsic risk factors contribute only marginally to cancer development and are not a major factor in the observed cancer risk. This new analysis indicates that tumour progress is influenced by extrinsic factors, and highlights the importance of taking them into account in cancer prevention.

Abnormal host-microbe interactions are implicated in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases. Previous 16S rRNA sequence analysis of intestinal tissues demonstrated that a subset of Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC) samples exhibited altered intestinal-associated microbial compositions characterized by depletion of Bacteroidetes and Firmicutes (particularly Clostridium taxa). We hypothesize that NOD2 and ATG16L1 risk alleles may be associated with these alterations.To test this hypothesis, we genotyped 178 specimens collected from 35 CD, 35 UC, and 54 control patients for the three major NOD2 risk alleles (Leu 1007fs, R702W, and G908R) and the ATG16L1T300A risk allele, that had undergone previous 16S rRNA sequence analysis. Our statistical models incorporated the following independent variables: 1) disease phenotype (CD, UC, non-IBD control); 2) NOD2 composite genotype (NOD2(R) = at least one risk allele, NOD2(NR) = no risk alleles); 3) ATG16L1T300A genotype (ATG16L1(R/R), ATG16L1(R/NR), ATG16L1(NR/NR)); 4) patient age at time of surgery and all first-order interactions. The dependent variable(s) were the relative frequencies of bacterial taxa classified by applying the RDP 2.1 classifier to previously reported 16S rRNA sequence data.Disease phenotype, NOD2 composite genotype and ATG16L1 genotype were significantly associated with shifts in microbial compositions by nonparametric multivariate analysis of covariance (MANCOVA). Shifts in the relative frequencies of Faecalibacterium and Escherichia taxa were significantly associated with disease phenotype by nonparametric ANCOVA.These results support the concept that disease phenotype and genotype are associated with compositional changes in intestinal-associated microbiota.

Background Subjective cognitive impairment (SCI) in older persons without manifest symptomatology is a common condition with a largely unclear prognosis. We hypothesized that (1) examining outcome for a sufficient period by using conversion to mild cognitive impairment (MCI) or dementia would clarify SCI prognosis, and (2) with the aforementioned procedures, the prognosis of SCI subjects would differ significantly from that of demographically matched healthy subjects, free of SCI, termed no cognitive impairment (NCI) subjects. Methods A consecutive series of healthy subjects, aged ≥40 years, presenting with NCI or SCI to a brain aging and dementia research center during a 14‐year interval, were studied and followed up during an 18‐year observation window. The study population (60 NCI, 200 SCI, 60% female) had a mean age of 67.2 ± 9.1 years, was well‐educated (mean, 15.5 ± 2.7 years), and cognitively normal (Mini‐Mental State Examination, 29.1 ± 1.2). Results A total of 213 subjects (81.9% of the study population) were followed up. Follow‐up occurred during a mean period of 6.8 ± 3.4 years, and subjects had a mean of 2.9 ± 1.6 follow‐up visits. Seven NCI (14.9%) and 90 SCI (54.2%) subjects declined ( P < .0001). Of NCI decliners, five declined to MCI and two to probable Alzheimer's disease. Of SCI decliners, 71 declined to MCI and 19 to dementia diagnoses. Controlling for baseline demographic variables and follow‐up time, Weibull proportional hazards model revealed increased decline in SCI subjects (hazard ratio, 4.5; 95% confidence interval, 1.9–10.3), whereas the accelerated failure time model analysis with an underlying Weibull survival function showed that SCI subjects declined more rapidly, at 60% of the rate of NCI subjects (95% confidence interval, 0.45–0.80). Furthermore, mean time to decline was 3.5 years longer for NCI than for SCI subjects ( P = .0003). Conclusions These results indicate that SCI in subjects with normal cognition is a harbinger of further decline in most subjects during a 7‐year mean follow‐up interval. Relevance for community populations should be investigated, and prevention studies in this at‐risk population should be explored.

The increased incidence of obesity most likely reflects changes in the environment that had made food more available and palatable. Here we assess the response of the human brain to the presentation of appetitive food stimuli during food presentation using PET and FDG.Metabolic changes in response to food presentation were done in 12 healthy normal body weight subjects who were food deprived before the study.Food presentation significantly increased metabolism in the whole brain (24%, P < 0.01) and these changes were largest in superior temporal, anterior insula, and orbitofrontal cortices. The increases in the right orbitofrontal cortex were the ones that correlated significantly with the increases in self-reports of hunger and desire for food.The marked increase in brain metabolism by the presentation of food provides evidence of the high sensitivity of the human brain to food stimuli. This high sensitivity coupled with the ubiquitousness of food stimuli in the environment is likely to contribute to the epidemic of obesity. In particular, the activation of the right orbitofrontal cortex, a brain region involved with drive, may underlie the motivation to procure food, which may be subjectively experienced as "desire for food" and "hunger" when exposed to food stimuli.

Subjects with binge eating disorder (BED) regularly consume large amounts of food in short time periods. The neurobiology of BED is poorly understood. Brain dopamine, which regulates motivation for food intake, is likely to be involved. We assessed the involvement of brain dopamine in the motivation for food consumption in binge eaters. Positron emission tomography (PET) scans with [(11)C]raclopride were done in 10 obese BED and 8 obese subjects without BED. Changes in extracellular dopamine in the striatum in response to food stimulation in food-deprived subjects were evaluated after placebo and after oral methylphenidate (MPH), a drug that blocks the dopamine reuptake transporter and thus amplifies dopamine signals. Neither the neutral stimuli (with or without MPH) nor the food stimuli when given with placebo increased extracellular dopamine. The food stimuli when given with MPH significantly increased dopamine in the caudate and putamen in the binge eaters but not in the nonbinge eaters. Dopamine increases in the caudate were significantly correlated with the binge eating scores but not with BMI. These results identify dopamine neurotransmission in the caudate as being of relevance to the neurobiology of BED. The lack of correlation between BMI and dopamine changes suggests that dopamine release per se does not predict BMI within a group of obese individuals but that it predicts binge eating.

We tested the hypothesis that Crohn's disease (CD)-related genetic polymorphisms involved in host innate immunity are associated with shifts in human ileum-associated microbial composition in a cross-sectional analysis of human ileal samples. Sanger sequencing of the bacterial 16S ribosomal RNA (rRNA) gene and 454 sequencing of 16S rRNA gene hypervariable regions (V1-V3 and V3-V5), were conducted on macroscopically disease-unaffected ileal biopsies collected from 52 ileal CD, 58 ulcerative colitis and 60 control patients without inflammatory bowel diseases (IBD) undergoing initial surgical resection. These subjects also were genotyped for the three major NOD2 risk alleles (Leu1007fs, R708W, G908R) and the ATG16L1 risk allele (T300A). The samples were linked to clinical metadata, including body mass index, smoking status and Clostridia difficile infection. The sequences were classified into seven phyla/subphyla categories using the Naïve Bayesian Classifier of the Ribosome Database Project. Centered log ratio transformation of six predominant categories was included as the dependent variable in the permutation based MANCOVA for the overall composition with stepwise variable selection. Polymerase chain reaction (PCR) assays were conducted to measure the relative frequencies of the Clostridium coccoides - Eubacterium rectales group and the Faecalibacterium prausnitzii spp. Empiric logit transformations of the relative frequencies of these two microbial groups were included in permutation-based ANCOVA. Regardless of sequencing method, IBD phenotype, Clostridia difficile and NOD2 genotype were selected as associated (FDR ≤ 0.05) with shifts in overall microbial composition. IBD phenotype and NOD2 genotype were also selected as associated with shifts in the relative frequency of the C. coccoides--E. rectales group. IBD phenotype, smoking and IBD medications were selected as associated with shifts in the relative frequency of F. prausnitzii spp. These results indicate that the effects of genetic and environmental factors on IBD are mediated at least in part by the enteric microbiota.

In order to assess potential associations between autism spectrum disorder (ASD) phenotype, functional GI disorders and fecal microbiota, we recruited simplex families, which had only a single ASD proband and neurotypical (NT) siblings, through the Simons Simplex Community at the Interactive Autism Network (SSC@IAN). Fecal samples and metadata related to functional GI disorders and diet were collected from ASD probands and NT siblings of ASD probands (age 7-14). Functional gastrointestinal disorders (FGID) were assessed using the parent-completed ROME III questionnaire for pediatric FGIDs, and problem behaviors were assessed using the Child Behavior Check List (CBCL). Targeted quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assays were conducted on selected taxa implicated in ASD, including Sutterella spp., Bacteroidetes spp. and Prevotella spp. Illumina sequencing of the V1V2 and the V1V3 regions of the bacterial 16S rRNA genes from fecal DNA was performed to an average depth of 208,000 and 107,000 high-quality reads respectively. Twenty-five of 59 ASD children and 13 of 44 NT siblings met ROME III criteria for at least one FGID. Functional constipation was more prevalent in ASD (17 of 59) compared to NT siblings (6 of 44, P = 0.035). The mean CBCL scores in NT siblings with FGID, ASD children with FGID and ASD without FGID were comparably higher (58-62 vs. 44, P < 0.0001) when compared to NT children without FGID. There was no significant difference in macronutrient intake between ASD and NT siblings. There was no significant difference in ASD severity scores between ASD children with and without FGID. No significant difference in diversity or overall microbial composition was detected between ASD children with NT siblings. Exploratory analysis of the 16S rRNA sequencing data, however, identified several low abundance taxa binned at the genus level that were associated with ASD and/or first order ASD*FGID interactions (FDR <0.1).