Prognostic role of lemur tyrosine kinase-3 germline polymorphisms in adjuvant gastric cancer in Japan and the United States

Lemur tyrosine kinase-3 (LMTK3) was recently identified as an estrogen receptor (ER)-α modulator related to endocrine therapy resistance, and its polymorphisms rs9989661 (T>C) T/T genotype and rs8108419 (G>A) G/G or A/G genotype predicted improved outcomes in breast cancer. Because different predominant ER distributions link to breast and gastric cancer and little is known of the prognostic role of LMTK3 in gastric cancer, this study was carried out to clarify the prognostic role of these polymorphisms in gastric cancer. One-hundred and sixty-nine Japanese and 137 U.S. patients with localized gastric adenocarcinoma were enrolled. Genomic DNA was extracted from blood or tissue, and all samples were analyzed by PCR-based direct DNA sequencing. Overall, these polymorphisms were not associated with survival in both cohorts. When gender was considered, in multivariate analysis, harboring rs9989661 T/T genotype was associated with disease-free survival [HR, 4.37; 95% confidence interval (CI), 2.08-9.18; P < 0.0001] and overall survival (OS; HR, 3.69; 95% CI, 1.65-8.24; P = 0.0014) in the Japanese males and time to recurrence (HR, 7.29; 95% CI, 1.07-49.80; P = 0.043) in the U.S. females. Meanwhile, harboring rs8108419 G/G genotype was associated with OS in the Japanese females (HR, 3.04; 95% CI, 1.08-8.56; P = 0.035) and the U.S. males (HR, 3.39; 95% CI, 1.31-8.80; P = 0.012). The prognostic role of these polymorphisms may be negative in gastric cancer. These findings suggest that the estrogen pathway may play a prognostic role in patients with gastric cancer but this may be dependent on the regional differences both in physiology and genetic alterations of gastric cancer.

Pleiotropic analysis of cancer risk loci on esophageal adenocarcinoma risk

Background: Several cancer-associated loci identified from genome-wide association studies (GWAS) have been associated with risks of multiple cancer sites, suggesting pleiotropic effects. We investigated whether GWAS-identified risk variants for other common cancers are associated with risk of esophageal adenocarcinoma (EA) or its precursor, Barrett's esophagus. 

Methods: We examined the associations between risks of EA and Barrett's esophagus and 387 SNPs that have been associated with risks of other cancers, by using genotype imputation data on 2,163 control participants and 3,885 (1,501 EA and 2,384 Barrett's esophagus) case patients from the Barrett's and Esophageal Adenocarcinoma Genetic Susceptibility Study, and investigated effect modification by smoking history, body mass index (BMI), and reflux/heartburn. 

Results: After correcting for multiple testing, none of the tested 387 SNPs were statistically significantly associated with risk of EA or Barrett's esophagus. No evidence of effect modification by smoking, BMI, or reflux/heartburn was observed. 

Conclusions: Genetic risk variants for common cancers identified from GWAS appear not to be associated with risks of EA or Barrett's esophagus. 

Impact: To our knowledge, this is the first investigation of pleiotropic genetic associations with risks of EA and Barrett's esophagus.

Novel loci for adiponectin levels and their influence on type 2 diabetes and metabolic traits: a multi-ethnic meta-analysis of 45,891 individuals.

Circulating levels of adiponectin, a hormone produced predominantly by adipocytes, are highly heritable and are inversely associated with type 2 diabetes mellitus (T2D) and other metabolic traits. We conducted a meta-analysis of genome-wide association studies in 39,883 individuals of European ancestry to identify genes associated with metabolic disease. We identified 8 novel loci associated with adiponectin levels and confirmed 2 previously reported loci (P = 4.5×10(-8)-1.2×10(-43)). Using a novel method to combine data across ethnicities (N = 4,232 African Americans, N = 1,776 Asians, and N = 29,347 Europeans), we identified two additional novel loci. Expression analyses of 436 human adipocyte samples revealed that mRNA levels of 18 genes at candidate regions were associated with adiponectin concentrations after accounting for multiple testing (p<3×10(-4)). We next developed a multi-SNP genotypic risk score to test the association of adiponectin decreasing risk alleles on metabolic traits and diseases using consortia-level meta-analytic data. This risk score was associated with increased risk of T2D (p = 4.3×10(-3), n = 22,044), increased triglycerides (p = 2.6×10(-14), n = 93,440), increased waist-to-hip ratio (p = 1.8×10(-5), n = 77,167), increased glucose two hours post oral glucose tolerance testing (p = 4.4×10(-3), n = 15,234), increased fasting insulin (p = 0.015, n = 48,238), but with lower in HDL-cholesterol concentrations (p = 4.5×10(-13), n = 96,748) and decreased BMI (p = 1.4×10(-4), n = 121,335). These findings identify novel genetic determinants of adiponectin levels, which, taken together, influence risk of T2D and markers of insulin resistance.

Variants in MTNR1B influence fasting glucose levels.

To identify previously unknown genetic loci associated with fasting glucose concentrations, we examined the leading association signals in ten genome-wide association scans involving a total of 36,610 individuals of European descent. Variants in the gene encoding melatonin receptor 1B (MTNR1B) were consistently associated with fasting glucose across all ten studies. The strongest signal was observed at rs10830963, where each G allele (frequency 0.30 in HapMap CEU) was associated with an increase of 0.07 (95% CI = 0.06-0.08) mmol/l in fasting glucose levels (P = 3.2 x 10(-50)) and reduced beta-cell function as measured by homeostasis model assessment (HOMA-B, P = 1.1 x 10(-15)). The same allele was associated with an increased risk of type 2 diabetes (odds ratio = 1.09 (1.05-1.12), per G allele P = 3.3 x 10(-7)) in a meta-analysis of 13 case-control studies totaling 18,236 cases and 64,453 controls. Our analyses also confirm previous associations of fasting glucose with variants at the G6PC2 (rs560887, P = 1.1 x 10(-57)) and GCK (rs4607517, P = 1.0 x 10(-25)) loci.

LINGO1 and LINGO2 variants are associated with essential tremor and Parkinson disease.

Genetic variation in the leucine-rich repeat and Ig domain containing 1 gene (LINGO1) was recently associated with an increased risk of developing essential tremor (ET) and Parkinson disease (PD). Herein, we performed a comprehensive study of LINGO1 and its paralog LINGO2 in ET and PD by sequencing both genes in patients (ET, n=95; PD, n=96) and by examining haplotype-tagging single-nucleotide polymorphisms (tSNPs) in a multicenter North American series of patients (ET, n=1,247; PD, n= 633) and controls (n=642). The sequencing study identified six novel coding variants in LINGO1 (p.S4C, p.V107M, p.A277T, p.R423R, p.G537A, p.D610D) and three in LINGO2 (p.D135D, p.P217P, p.V565V), however segregation analysis did not support pathogenicity. The association study employed 16 tSNPs at the LINGO1 locus and 21 at the LINGO2 locus. One variant in LINGO1 (rs9652490) displayed evidence of an association with ET (odds ratio (OR) =0.63; P=0.026) and PD (OR=0.54; P=0.016). Additionally, four other tSNPs in LINGO1 and one in LINGO2 were associated with ET and one tSNP in LINGO2 associated with PD (P<0.05). Further analysis identified one tSNP in LINGO1 and two in LINGO2 which influenced age at onset of ET and two tSNPs in LINGO1 which altered age at onset of PD (P<0.05). Our results support a role for LINGO1 and LINGO2 in determining risk for and perhaps age at onset of ET and PD. Further studies are warranted to confirm these findings and to determine the pathogenic mechanisms involved.

Blood pressure loci identified with a gene-centric array.

Raised blood pressure (BP) is a major risk factor for cardiovascular disease. Previous studies have identified 47 distinct genetic variants robustly associated with BP, but collectively these explain only a few percent of the heritability for BP phenotypes. To find additional BP loci, we used a bespoke gene-centric array to genotype an independent discovery sample of 25,118 individuals that combined hypertensive case-control and general population samples. We followed up four SNPs associated with BP at our p < 8.56 × 10(-7) study-specific significance threshold and six suggestively associated SNPs in a further 59,349 individuals. We identified and replicated a SNP at LSP1/TNNT3, a SNP at MTHFR-NPPB independent (r(2) = 0.33) of previous reports, and replicated SNPs at AGT and ATP2B1 reported previously. An analysis of combined discovery and follow-up data identified SNPs significantly associated with BP at p < 8.56 × 10(-7) at four further loci (NPR3, HFE, NOS3, and SOX6). The high number of discoveries made with modest genotyping effort can be attributed to using a large-scale yet targeted genotyping array and to the development of a weighting scheme that maximized power when meta-analyzing results from samples ascertained with extreme phenotypes, in combination with results from nonascertained or population samples. Chromatin immunoprecipitation and transcript expression data highlight potential gene regulatory mechanisms at the MTHFR and NOS3 loci. These results provide candidates for further study to help dissect mechanisms affecting BP and highlight the utility of studying SNPs and samples that are independent of those studied previously even when the sample size is smaller than that in previous studies.

Genes mirror geography within Europe.

Understanding the genetic structure of human populations is of fundamental interest to medical, forensic and anthropological sciences. Advances in high-throughput genotyping technology have markedly improved our understanding of global patterns of human genetic variation and suggest the potential to use large samples to uncover variation among closely spaced populations. Here we characterize genetic variation in a sample of 3,000 European individuals genotyped at over half a million variable DNA sites in the human genome. Despite low average levels of genetic differentiation among Europeans, we find a close correspondence between genetic and geographic distances; indeed, a geographical map of Europe arises naturally as an efficient two-dimensional summary of genetic variation in Europeans. The results emphasize that when mapping the genetic basis of a disease phenotype, spurious associations can arise if genetic structure is not properly accounted for. In addition, the results are relevant to the prospects of genetic ancestry testing; an individual's DNA can be used to infer their geographic origin with surprising accuracy-often to within a few hundred kilometres.

Male-pattern baldness susceptibility locus at 20p11.

We conducted a genome-wide association study for androgenic alopecia in 1,125 men and identified a newly associated locus at chromosome 20p11.22, confirmed in three independent cohorts (n = 1,650; OR = 1.60, P = 1.1 x 10(-14) for rs1160312). The one man in seven who harbors risk alleles at both 20p11.22 and AR (encoding the androgen receptor) has a sevenfold-increased odds of androgenic alopecia (OR = 7.12, P = 3.7 x 10(-15)).

Meta-analysis identifies multiple loci associated with kidney function-related traits in east Asian populations.

Chronic kidney disease (CKD), impairment of kidney function, is a serious public health problem, and the assessment of genetic factors influencing kidney function has substantial clinical relevance. Here, we report a meta-analysis of genome-wide association studies for kidney function-related traits, including 71,149 east Asian individuals from 18 studies in 11 population-, hospital- or family-based cohorts, conducted as part of the Asian Genetic Epidemiology Network (AGEN). Our meta-analysis identified 17 loci newly associated with kidney function-related traits, including the concentrations of blood urea nitrogen, uric acid and serum creatinine and estimated glomerular filtration rate based on serum creatinine levels (eGFRcrea) (P < 5.0 × 10(-8)). We further examined these loci with in silico replication in individuals of European ancestry from the KidneyGen, CKDGen and GUGC consortia, including a combined total of ∼110,347 individuals. We identify pleiotropic associations among these loci with kidney function-related traits and risk of CKD. These findings provide new insights into the genetics of kidney function.

Six new loci associated with body mass index highlight a neuronal influence on body weight regulation.

Common variants at only two loci, FTO and MC4R, have been reproducibly associated with body mass index (BMI) in humans. To identify additional loci, we conducted meta-analysis of 15 genome-wide association studies for BMI (n > 32,000) and followed up top signals in 14 additional cohorts (n > 59,000). We strongly confirm FTO and MC4R and identify six additional loci (P < 5 x 10(-8)): TMEM18, KCTD15, GNPDA2, SH2B1, MTCH2 and NEGR1 (where a 45-kb deletion polymorphism is a candidate causal variant). Several of the likely causal genes are highly expressed or known to act in the central nervous system (CNS), emphasizing, as in rare monogenic forms of obesity, the role of the CNS in predisposition to obesity.

Étude sur le rôle des déséquilibres génomiques dans le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil

Le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil (SIME) est une maladie neurologique caractérisée par un besoin urgent de bouger les jambes. C’est également l’une des causes les plus fréquentes d’insomnie. C’est une maladie très répandue, avec une prévalence de presque 15 % dans la population générale. Les maladies multifactorielles comme le SIME sont souvent le résultat de l’évolution d’une composante génétique et d’une composante environnementale. Dans le cadre du SIME, les études d’association génomique ont permis l’identification de 4 variants à effet modéré ou faible. Cependant, ces quatre variants n’expliquent qu’une faible partie de la composante génétique de la maladie, ce qui confirme que plusieurs nouveaux variants sont encore à identifier. Le rôle des déséquilibres génomiques (Copy Number Variations ou CNVs) dans le mécanisme génétique du SIME est à ce jour inconnu. Cependant, les CNVs se sont récemment positionnés comme une source d’intérêt majeur de variation génétique potentiellement responsable des phénotypes. En collaboration avec une équipe de Munich, nous avons réalisé deux études CNVs à échelle génomique (biopuces à SNP et hybridation génomique comparée (CGH)) sur des patients SIME d’ascendance germanique. À l’aide d’une étude cas-contrôle, nous avons pu identifier des régions avec une occurrence de CNVs différentes pour les patients SIME, comparés à différents groupes contrôles. L’une de ces régions est particulièrement intéressante, car elle est concordante à la fois avec des précédentes études familiales ainsi qu’avec les récentes études d’associations génomiques.

Recherche des facteurs génétiques à l’origine de la maladie de Parkinson dans la population canadienne-française du Québec

La maladie de Parkinson (MP) est une affection neurodégénérative invalidante et incurable. Il est maintenant clairement établi que d’importants déterminants génétiques prédisposent à son apparition. La recherche génétique sur des formes familiales de la MP a mené à la découverte d’un minimum de six gènes causatifs (SNCA, LRRK2, Parkin, PINK1, DJ-1 and GBA) et certains, par exemple LRRK2, contiennent des variations génétiques qui prédisposent également aux formes sporadiques. La caractérisation des protéines codées par ces gènes a mené à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sousjacents. Toutefois, en dépit de ces efforts, les causes menant à l’apparition de la MP restent inconnues pour la majorité des patients. L’objectif général des présents travaux était d’identifier des mutations prédisposant à la MP dans la population canadienne-française du Québec à partir d’une cohorte composée principalement de patients sporadiques. Le premier volet de ce projet consistait à déterminer la présence de mutations de LRRK2 dans notre cohorte en séquençant directement les exons contenant la majorité des mutations pathogéniques et en effectuant une étude d’association. Nous n’avons identifié aucune mutation et l’étude d’association s’est avérée négative, suggérant ainsi que LRRK2 n’est pas une cause significative de la MP dans la population canadienne-française. La deuxième partie du projet avait pour objectif d’identifier de nouveaux gènes causatifs en séquençant directement des gènes candidats choisis à cause de leurs implications dans différents mécanismes moléculaires sous-tendant la MP. Notre hypothèse de recherche était basée sur l’idée que la MP est principalement due à des mutations individuellement rares dans un grand nombre de gènes différents. Nous avons identifié des mutations rares dans les gènes PICK1 et MFN1. Le premier code pour une protéine impliquée dans la régulation de la transmission du glutamate tandis que le second est un des acteurs-clés du processus de fusion mitochondriale. Nos résultats, qui devront être répliqués, suggèrent que le séquençage à grande échelle pourrait être une méthode prometteuse d’élucidation des facteurs de prédisposition génétiques à la MP ; ils soulignent l’intérêt d’utiliser une population fondatrice comme les canadiens-français pour ce type d’étude et devraient permettre d’approfondir les connaissances sur la pathogénèse moléculaire de la MP.

Bases génétiques de la sténose valvulaire aortique calcifiée

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une valvulopathie résultant en l'ouverture incomplète de la valve aortique. La calcification des feuillets associée au vieillissement est la cause la plus importante de la SVA. Sa pathogénèse implique des dépôts de lipoprotéines, de l'inflammation et de la calcification des feuillets. Notre étude vise à identifier les gènes associés à une prédisposition à la SVA afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette maladie et potentiellement identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour ce faire, nous avons recruté 190 patients avec SVA dégénérative et 192 témoins, appariés pour l'âge et le sexe, puis effectué une étude d’association par gènes candidats en utilisant des marqueurs génétiques polymorphiques (SNP). Les gènes candidats choisis incluent (1) ceux dont les polymorphismes ont été présumés associés à la SVA dans des études antérieures (APOB, APOE, ESR1, PTH et VDR) (2) des gènes dont les polymorphismes ont été significativement associés et validés pour quelques maladies inflammatoires (IL-10, TNFAIP3) ou pour le métabolisme lipidique (PCSK9, LDLR) dans des études d’association pangénomiques, et (3) des gènes impliqués dans la pathogénie de la SVA à partir d’études faites sur des modèles animaux en lien avec la calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MSX2, WNT3), le remodelage tissulaire (CTSS, MMP9) ou le métabolisme lipidique (SMPD1). Pour les gènes des groupes (1) et (2), nous avons utilisé les SNPs rapportés dans la littérature comme étant significativement associés. Pour le groupe (3), nous avons effectué une approche par «tagSNP» qui consiste à sélectionner un groupe de SNP capturant la variabilité génétique dans la région ciblée. Au total, 81 SNPs dans 18 gènes ont été testés. Nous avons trouvé une association nominale avec les gènes BMP2 (OR = 1.55, IC95%: 1.14-2.10, p = 0.004) et LRP5 (OR = 1.47, IC95%: 1.06-2.03, p = 0.023) après ajustement pour la maladie coronarienne. Les gènes BMP2 et LRP5, impliqués dans la calcification selon certains modèles expérimentaux, sont donc associés à la SVA. Ce travail devrait être validé dans une cohorte indépendante plus large dans un avenir rapproché et il pourrait être étendu à d’autres gènes.

Malformation Chiari-Like : l’investigation d’une maladie complexe par l’utilisation d’un modèle canin

La malformation de Chiari type 1 (MCI) est une anomalie congénitale de la jonction cranio-cérébrale fréquente avec une incidence de 1:1280. MCI est caractérisée par la descente des amygdales cérébelleuses à travers le foramen magnum et est souvent associée à la syringomyélie. Les causes de cette maladie semblent être multifactorielles incluant des facteurs génétiques. La MCI est similaire à une malformation fréquente chez la race des Griffon Bruxellois (GB) connue sous le nom de Malformation Chiari-like (MCL). Le modèle canin offre l’avantage d’une forte homogénéité génétique réduisant ainsi la complexité de la maladie et facilitant l’identification d’un locus causatif. Une étude d’association du génome entier sur une cohorte de 56 GB suivie d’une cartographie fine sur une cohorte de 217 GB a identifié un locus fortement associé à la MCL sur le chromosome 2 (22 SNPs, valeur P= 7 x 10-8) avec un haplotype de 1.9 Mb plus fréquent chez les non affectés. Une seconde étude d’association du génome entier sur une cohorte de 113 GB a permis d’identifier un 2 ème locus fortement associé à la MCL sur le chromosome 13 (25 SNPs , valeur P= 3 x 10 -7) avec un haplotype de 4 Mb surreprésenté chez les non affectés. Ces régions candidates constituent la première étape vers l’identification de gènes causatifs pour la MCL. Notre étude offre un point d’entrée vers une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-tendant la pathogénèse de la MCI humaine.

Associations entre des polymorphismes génétiques des gènes CHRN et l'étourdissement ressenti lors de l'initiation à la nicotine

Objectifs: Plusieurs polymorphismes nucléaires localisés sur les gènes des récepteurs nicotiniques cholinergiques CHRN sont associés au tabagisme. Cependant, peu d’études ont examiné l’association entre les polymorphismes sur les gènes CHRN et l’étourdissement. Les polymorphismes et les symptômes subjectifs sont peu être lié à la dépendance à la nicotine et à l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Le but de cette étude est d’étudier l’association entre 61 polymorphismes sur huit gènes CHRN (CHRNA3 CHRNA4 CHRNA5, CHRNA6, CHRNA7, CHRNB2, CHRNB3, CHRNB4) et l’étourdissement ressenti lors de l’initiation. Méthodes: Les données provenant d'une étude de cohorte longitudinale composée de 1293 étudiants, ont été analysées selon un devis d'étude gène-candidat. Les données ont été collectées par le biais de questionnaires auto-reportés aux troix mois, durant 5 ans. L’ADN provenent de la salive ou du sang a été génotypé pour 61 polymosphismes localisés sur les gènes CHRN ont été génotypés, à l'aide d'une stratégie de couverture maximale du gène. L'équation d'analyse est une régression logistique, incluant un ajustement sur l’âge, le sexe et l’origine ethnique. Résultats: Trois SNPs sur le gène CHRNA6 (rs7812298, rs2304297, rs7828365) sont associés à notre phénotype (OR (95% CI)= 0.54 (0.36, 0.81), 0.59 (0.40, 0.86) and 0.58 (0.36, 0.95, respectivement),. Trois autres polymorphismes (rs3743077 (CHRNA3), rs755204 (CHRNA4), rs7178176 (CHRNA7)) sont également associés à phénotype (OR (95% CI)=1.40 (1.02, 1.90), 1.85 (1.05, 3.27) and 1.51 (1.06, 2.15), respectivement) Conclusion: Plusieurs SNPs localisés sur les gènes CHRN sont associés à l'étourdissement, un phénotype de l'initiation qui est peut-être associé à la dépendance à la nicotine.