The genetic architecture of human brainstem structures and their involvement in common brain disorders
Torbjørn Elvsåshagen
(1, 2)
,
Shahram Bahrami
(2)
,
Dennis van der Meer
(2)
,
Ingrid Agartz
(3, 4)
,
Dag Alnæs
(2)
,
Deanna M Barch
(5)
,
Ramona Baur-Streubel
(6)
,
Alessandro Bertolino
(7)
,
Mona K Beyer
(1, 2)
,
Giuseppe Blasi
(7)
,
Stefan Borgwardt
(8, 9, 10)
,
Birgitte Boye
,
Jan Buitelaar
(11)
,
Erlend Bøen
,
Elisabeth Gulowsen Celius
(1)
,
Simon Cervenka
(12, 4)
,
Annette Conzelmann
,
David Coynel
,
Pasquale Di Carlo
,
Srdjan Djurovic
,
Sarah Eisenacher
,
Thomas Espeseth
(13)
,
Helena Fatouros-Bergman
(4)
,
Lena Flyckt
(4)
,
Barbara Franke
(14)
,
Oleksandr Frei
(2)
,
Barbara Gelao
(7)
,
Hanne Flinstad Harbo
(1)
,
Catharina A Hartman
,
Asta Håberg
,
Dirk Heslenfeld
,
Pieter J Hoekstra
,
Einar A Høgestøl
(1)
,
Rune Jonassen
,
Erik G Jönsson
(2, 1, 4)
,
L. Farde
(4)
,
Lena Flyckt
(4)
,
G. Engberg
,
S. Erhardt S
,
Helena Fatouros-Bergman
,
Simon Cervenka
(12, 4)
,
L. Schwieler
,
F. Piehl
,
Ingrid Agartz
(15)
,
K. Collste
,
P. Victorsson
,
A. Malmqvist
,
M. Hedberg
,
F. Orhan
,
C M Sellgren
,
Peter Kirsch
,
Iwona Kłoszewska
,
Trine Vik Lagerberg
(2)
,
Nils Inge Landrø
(3)
,
Stephanie Le Hellard
,
Klaus-Peter Lesch
,
Luigi A Maglanoc
(2)
,
Ulrik F Malt
(1)
,
Patrizia Mecocci
,
Ingrid Melle
(2, 1)
,
Andreas Meyer-Lindenberg
,
Torgeir Moberget
(2)
,
Jan Egil Nordvik
,
Lars Nyberg
,
Kevin Connell
(2)
,
Jaap Oosterlaan
,
Marco Papalino
(7)
,
Andreas Papassotiropoulos
,
Paul Pauli
(6)
,
Giulio Pergola
(7)
,
Karin Persson
,
Dominique de Quervain
,
Andreas Reif
,
Jaroslav Rokicki
(2)
,
Daan van Rooij
,
Alexey A Shadrin
(2, 1)
,
André Schmidt
(8)
,
Emanuel Schwarz
,
Geir Selbæk
(1)
,
Hilkka Soininen
,
Piotr Sowa
(2)
,
Vidar M Steen
,
Magda Tsolaki
,
Bruno Vellas
(16)
,
Lei Wang
,
Eric Westman
,
Georg C Ziegler
,
Mathias Zink
,
Ole A Andreassen
(2, 1)
,
Lars T Westlye
(2)
,
Tobias Kaufmann
(2, 1)
1
Institute of Clinical Medicine [Oslo]
2 Oslo University Hospital [Oslo]
3 Diakonhjemmet Hospital
4 Karolinska Institutet [Stockholm]
5 WUSTL - Washington University in Saint Louis
6 JMU - Julius-Maximilians-Universität Würzburg = University of Würzburg
7 UNIBA - Università degli studi di Bari Aldo Moro = University of Bari Aldo Moro
8 Unibas - Université de Bâle = University of Basel = Basel Universität
9 Universität zu Lübeck = University of Lübeck [Lübeck]
10 King‘s College London
11 Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour
12 Uppsala University
13 UiO - University of Oslo
14 Radboud University Medical Center [Nijmegen]
15 KG Jebsen Centre for Psychosis Research
16 LEASP - Epidémiologie et analyses en santé publique : risques, maladies chroniques et handicaps
2 Oslo University Hospital [Oslo]
3 Diakonhjemmet Hospital
4 Karolinska Institutet [Stockholm]
5 WUSTL - Washington University in Saint Louis
6 JMU - Julius-Maximilians-Universität Würzburg = University of Würzburg
7 UNIBA - Università degli studi di Bari Aldo Moro = University of Bari Aldo Moro
8 Unibas - Université de Bâle = University of Basel = Basel Universität
9 Universität zu Lübeck = University of Lübeck [Lübeck]
10 King‘s College London
11 Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour
12 Uppsala University
13 UiO - University of Oslo
14 Radboud University Medical Center [Nijmegen]
15 KG Jebsen Centre for Psychosis Research
16 LEASP - Epidémiologie et analyses en santé publique : risques, maladies chroniques et handicaps
Dennis van der Meer
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1356021
- ORCID : 0000-0002-0466-386X
Dag Alnæs
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1355991
- ORCID : 0000-0001-7361-5418
Deanna M Barch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360000
- ORCID : 0000-0003-1693-8506
Mona K Beyer
- Fonction : Auteur
Birgitte Boye
- Fonction : Auteur
Jan Buitelaar
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192269
- ORCID : 0000-0001-8288-7757
Erlend Bøen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1355992
- ORCID : 0000-0002-9546-2763
Annette Conzelmann
- Fonction : Auteur
David Coynel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360001
- ORCID : 0000-0001-5028-5807
Pasquale Di Carlo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360002
- ORCID : 0000-0002-5150-5274
Srdjan Djurovic
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1305579
- ORCID : 0000-0002-8140-8061
Sarah Eisenacher
- Fonction : Auteur
Lena Flyckt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360003
- ORCID : 0000-0003-2680-0340
Barbara Gelao
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192058
- ORCID : 0000-0003-4375-6572
Catharina A Hartman
- Fonction : Auteur
Asta Håberg
- Fonction : Auteur
Dirk Heslenfeld
- Fonction : Auteur
Pieter J Hoekstra
- Fonction : Auteur
Einar A Høgestøl
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360004
- ORCID : 0000-0001-8446-2111
Rune Jonassen
- Fonction : Auteur
G. Engberg
- Fonction : Auteur
S. Erhardt S
- Fonction : Auteur
Helena Fatouros-Bergman
- Fonction : Auteur
L. Schwieler
- Fonction : Auteur
F. Piehl
- Fonction : Auteur
K. Collste
- Fonction : Auteur
P. Victorsson
- Fonction : Auteur
A. Malmqvist
- Fonction : Auteur
M. Hedberg
- Fonction : Auteur
F. Orhan
- Fonction : Auteur
C M Sellgren
- Fonction : Auteur
Peter Kirsch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360005
- ORCID : 0000-0002-0817-1248
Iwona Kłoszewska
- Fonction : Auteur
Stephanie Le Hellard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1356016
- ORCID : 0000-0002-8085-051X
Klaus-Peter Lesch
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360006
- ORCID : 0000-0001-8348-153X
Patrizia Mecocci
- Fonction : Auteur
Ingrid Melle
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360007
- ORCID : 0000-0002-9783-548X
Andreas Meyer-Lindenberg
- Fonction : Auteur
Jan Egil Nordvik
- Fonction : Auteur
Lars Nyberg
- Fonction : Auteur
Kevin Connell
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360008
- ORCID : 0000-0002-6865-8795
Jaap Oosterlaan
- Fonction : Auteur
Andreas Papassotiropoulos
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360009
- ORCID : 0000-0002-2210-9651
Paul Pauli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192039
- ORCID : 0000-0003-0692-6720
Giulio Pergola
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192040
- ORCID : 0000-0002-9193-1841
Karin Persson
- Fonction : Auteur
Dominique de Quervain
- Fonction : Auteur
Andreas Reif
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763135
- ORCID : 0000-0002-0992-634X
Daan van Rooij
- Fonction : Auteur
Emanuel Schwarz
- Fonction : Auteur
Geir Selbæk
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1305588
- ORCID : 0000-0001-6511-8219
Hilkka Soininen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763717
- ORCID : 0000-0002-2785-9937
Vidar M Steen
- Fonction : Auteur
Magda Tsolaki
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1305692
- ORCID : 0000-0002-2072-8010
Bruno Vellas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 933362
- ORCID : 0000-0002-7678-5065
- IdRef : 03566729X
Lei Wang
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360010
- ORCID : 0000-0003-3870-3388
Eric Westman
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360011
- ORCID : 0000-0002-3115-2977
Georg C Ziegler
- Fonction : Auteur
Mathias Zink
- Fonction : Auteur
Lars T Westlye
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1172913
- ORCID : 0000-0001-8644-956X
Tobias Kaufmann
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1360012
- ORCID : 0000-0002-4003-1018
Résumé
Brainstem regions support vital bodily functions, yet their genetic architectures and involvement in common brain disorders remain understudied. Here, using imaging-genetics data from a discovery sample of 27,034 individuals, we identify 45 brainstem-associated genetic loci, including the first linked to midbrain, pons, and medulla oblongata volumes, and map them to 305 genes. In a replication sample of 7432 participants most of the loci show the same effect direction and are significant at a nominal threshold. We detect genetic overlap between brainstem volumes and eight psychiatric and neurological disorders. In additional clinical data from 5062 individuals with common brain disorders and 11,257 healthy controls, we observe differential volume alterations in schizophrenia, bipolar disorder, multiple sclerosis, mild cognitive impairment, dementia, and Parkinson’s disease, supporting the relevance of brainstem regions and their genetic architectures in common brain disorders.
Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
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