Discerning the complex genetic architecture of human bone mineral density (BMD) variation using genome-wide association studies (GWAS)

Bone ◽  
2010 ◽  
Vol 47 ◽  
pp. S65-S66
Author(s):  
K. Estrada⁎ ◽  
J. Park ◽  
J.B. van Meurs ◽  
H.A. Pols ◽  
A. Hofman ◽  
...  
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Mineral ◽  
Genetic Architecture ◽  
Association Studies ◽  
Human Bone ◽  
Genome Wide Association ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
Genome Wide

scholarly journals Replication of previous genome-wide association studies of bone mineral density in premenopausal American women

2010 ◽  
Vol 25 (8) ◽  
pp. 1821-1829 ◽  
Author(s):  
Shoji Ichikawa ◽  
Daniel L Koller ◽  
Leah R Padgett ◽  
Dongbing Lai ◽  
Siu L Hui ◽  
...  
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Mineral ◽  
Association Studies ◽  
Genome Wide Association ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
American Women ◽  
Genome Wide

scholarly journals The Genetics of Bone Loss: Challenges and Prospects

2011 ◽  
Vol 96 (5) ◽  
pp. 1258-1268 ◽  
Author(s):  
Braxton D. Mitchell ◽  
Laura M. Yerges-Armstrong
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Loss ◽  
Bone Mineral ◽  
Association Studies ◽  
Evidence Synthesis ◽  
Susceptibility Genes ◽  
Genome Wide Association ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
Genome Wide

Context: A strong genetic influence on bone mineral density has been long established, and modern genotyping technologies have generated a flurry of new discoveries about the genetic determinants of bone mineral density (BMD) measured at a single time point. However, much less is known about the genetics of age-related bone loss. Identifying bone loss-related genes may provide new routes for therapeutic intervention and osteoporosis prevention. Evidence Acquisition: A review of published peer-reviewed literature on the genetics of bone loss was performed. Relevant studies were summarized, most of which were drawn from the period 1990–2010. Evidence Synthesis: Although bone loss is a challenging phenotype, available evidence supports a substantial genetic contribution. Some of the genes identified from recent genome-wide association studies of cross-sectional BMD are attractive candidate genes for bone loss, most notably genes in the nuclear factor κB and estrogen endocrine pathways. New insights into the biology of skeletal development and regulation of bone turnover have inspired new hypotheses about genetic regulation of bone loss and may provide new directions for identifying genes associated with bone loss. Conclusions: Although recent genome-wide association and candidate gene studies have begun to identify genes that influence BMD, efforts to identify susceptibility genes specific for bone loss have proceeded more slowly. Nevertheless, clues are beginning to emerge on where to look, and as population studies accumulate, there is hope that important bone loss susceptibility genes will soon be identified.

scholarly journals Genome-Wide Association Study of Estradiol Levels, and the Causal Effect of Estradiol on Bone Mineral Density

2021 ◽  
Author(s):  
Daniel Schmitz ◽  
Weronica E Ek ◽  
Elin Berggren ◽  
Julia Höglund ◽  
Torgny Karlsson ◽  
...  
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Mineral ◽  
Causal Effect ◽  
Association Studies ◽  
Genome Wide Association ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
Skeletal Health ◽  
Genome Wide ◽  
Estradiol Levels

Context. Estradiol is the primary female sex hormone and plays an important role for skeletal health in both sexes. Several enzymes are involved in estradiol metabolism but few genome-wide association studies (GWAS) have been performed to characterize the genetic contribution to variation in estrogen levels. Objective. Identify genetic loci affecting estradiol levels and estimate causal effect of estradiol on bone mineral density (BMD). Design. We performed GWAS for estradiol in males (N = 147,690) and females (N = 163,985) from UK Biobank (UKB). Estradiol was analyzed as a binary phenotype; above/below detection limit (175 pmol/L). We further estimated the causal effect of estradiol on BMD using Mendelian randomization. Results. We identified 14 independent loci associated (P<5x10-8) with estradiol levels in males, of which one (CYP3A7) was genome-wide and seven nominally (P<0.05) significant in females. In addition, one female specific locus was identified. Most loci contain functionally relevant genes that have not been discussed in relation to estradiol levels in previous GWAS. For example, SRD5A2, which encodes a steroid 5-alpha reductase that is involved in processing androgens, and UGT3A1 and UGT2B7 which encode enzymes likely to be involved in estradiol elimination. The allele that tags the O blood group, at the ABO locus, was associated with higher estradiol levels. We identified a causal effect of high estradiol levels on increased BMD in both males (P=1.58x10-11) and females (P=7.48x10-6). Conclusion. Our findings further support the importance of the body's own estrogen to maintain skeletal health in males and in females.

scholarly journals Αποτίμηση γενετικών παραγόντων κινδύνου για διαταραχές των οστών

2020 ◽  
Author(s):  
Μαρία Χρήστου
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Mineral ◽  
Association Studies ◽  
Genome Wide Association ◽  
P Value ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
Genome Wide

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση της αιτιολογίας της οστεοπόρωσης, της συχνότερης διαταραχής των οστών, μέσω μελέτης της γενετικής πλειοτροπίας της νόσου.Στην προσπάθεια αποτίμησης των πλειοτροπικών γενετικών πολυμορφισμών που σχετίζονται με ελαττωμένη οστική πυκνότητα (Bone Mineral Density, BMD) και διάφορους φαινοτύπους πραγματοποιήθηκε ανασκόπηση της βιβλιογραφίας. Περιγράφηκαν τα πρόσφατα δεδομένα γενετικής πλειοτροπίας μεταξύ της BMD και της οστεοπόρωσης και 5 φαινοτύπων εντός του μυοσκελετικού συστήματος (κάταγμα, οστεοαρθρίτιδα, ρευματοειδής αρθρίτιδα, άλιπη σωματική μάζα, εκφύλιση μεσοσπονδύλιου δίσκου στην οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης), καθώς επίσης των ακόλουθων 15 φαινοτύπων εκτός του μυοσκελετικού συστήματος: δείκτης μάζας σώματος, περιφέρεια μέσης, λόγος περιφέρειας μέσης-ισχίου, λιπώδης μάζα, %λίπος, στεφανιαία νόσος, σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2, λιπίδια πλάσματος, ύψος, ηλικία εμμηναρχής, ηλικία κατά την εφηβεία γενικότερα, κατανάλωση αλκοόλ, ανδρογενής αλωπεκία, καρκίνος μαστού και εκφύλιση ωχράς κηλίδας σχετιζόμενη με την ηλικία.Στην προσπάθεια περαιτέρω διερεύνησης των ανωτέρω ενδείξεων παρουσίας πλειοτροπίας μεταξύ μυοσκελετικών και μη φαινοτύπων και της ελαττωμένης BMD, καθώς επίσης περαιτέρω κατανόησης της γενετικής αρχιτεκτονικής της BMD, αναζητήθηκαν πλειοτροπικές συσχετίσεις με φαινομενικά μη σχετιζόμενους, μη οστικούς φαινοτύπους. Ειδικότερα, στη φάση ανακάλυψης της οστικής πλειοτροπίας, πραγματοποιώντας ευρεία σάρωση του γονιδιώματος (genome-wide pleiotropy scan), ελέγχθηκαν πολυμορφισμοί του NHGRI-EBI Καταλόγου που σχετίζονται με διάφορους μη οστικούς φαινοτύπους σε προηγούμενες μελέτες ευρείας σάρωσης του γονιδιώματος (Genome Wide Association Studies, GWAS) για συσχέτιση με την BMD (αυχένα κεφαλής μηριαίου οστού, οσφυϊκή μοίρα σπονδυλικής στήλης) σε περισσότερα από 80.000 άτομα του μεγάλου διεθνούς συνασπισμού GEFOS. Στη συνέχεια, στη φάση επικύρωσης της οστικής πλειοτροπίας, οι 72 ισχυρότεροι πολυμορφισμοί από τη φάση ανακάλυψης ελέγχθηκαν για επικύρωση σε περισσότερα από 400.000 άτομα από τη μεγάλη μελέτη UK Biobank.Με αυτόν τον τρόπο εντοπίστηκαν 12 πλειοτροπικοί πολυμορφισμοί που σχετίζονται με την BMD (πτέρνας) και τους ακόλουθους 14 μη οστικούς φαινοτύπους σε επίπεδο p-value<5x10-8: ύψος, περιφέρεια μέσης, νόσος Parkinson, καρκίνος στομάχου μη καρδιακού τύπου, ανδρογενής αλωπεκία, αλλεργικές ασθένειες (άσθμα, πυρετός εκ χόρτου, έκζεμα), ατοπική δερματίτιδα, ατοπία γενικότερα, μαγνήσιο ορού, ηλεκτρολύτες ούρων, πρωτεΐνες ορού, δικτυοερυθροκύτταρα, κατανάλωση καφέ και εκπαιδευτικό επίπεδο. Οι 12 πλειοτροπικοί πολυμορφισμοί βρίσκονταν σε 11 γενετικούς τόπους, σε 8 χρωμοσώματα. Εννέα πολυμορφισμοί περιλαμβάνονταν στον NHGRI-EBI Κατάλογο, ενώ 3 πολυμορφισμοί ήταν γειτονικοί. Συμπερασματικά, η διδακτορική διατριβή ανέδειξε την παρουσία διάφορων φαινοτυπικών συσχετίσεων για την οστεοπόρωση μέσω μελέτης της γενετικής πλειοτροπίας. Αξιοσημείωτα οφέλη από τη διερεύνηση της γενετικής πλειοτροπίας της οστεοπόρωσης αποτελούν οι κλινικές συνέπειες ενσωμάτωσης των μοριακών ανακαλύψεων (υπεύθυνα γονίδια και μονοπάτια) στην αιτιολογία της νόσου. Στόχος είναι οι μελλοντικές προσπάθειες να επικεντρωθούν στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων με πλειοτροπικές δράσεις, στην επαναστόχευση των ήδη υπάρχοντων φαρμάκων, καθώς επίσης στην εκτίμηση του κινδύνου ανάπτυξης της νόσου σε άτομα υψηλού κινδύνου.

scholarly journals Genome-Wide Association Study of Estradiol Levels, and the Causal Effect of Estradiol on Bone Mineral Density

2021 ◽  
Author(s):  
Daniel Schmitz ◽  
Weronica E Ek ◽  
Elin Berggren ◽  
Julia Höglund ◽  
Torgny Karlsson ◽  
...  
Keyword(s):  
Bone Mineral Density ◽  
Bone Mineral ◽  
Causal Effect ◽  
Association Studies ◽  
Genome Wide Association ◽  
Genome Wide Association Studies ◽  
Mineral Density ◽  
Skeletal Health ◽  
Genome Wide ◽  
Estradiol Levels

Abstract Context Estradiol is the primary female sex hormone and plays an important role for skeletal health in both sexes. Several enzymes are involved in estradiol metabolism but few genome-wide association studies (GWAS) have been performed to characterize the genetic contribution to variation in estrogen levels. Objective Identify genetic loci affecting estradiol levels and estimate causal effect of estradiol on bone mineral density (BMD). Design We performed GWAS for estradiol in males (N = 147,690) and females (N = 163,985) from UK Biobank (UKB). Estradiol was analyzed as a binary phenotype; above/below detection limit (175 pmol/L). We further estimated the causal effect of estradiol on BMD using Mendelian randomization. Results We identified 14 independent loci associated (P&lt;5x10 -8) with estradiol levels in males, of which one (CYP3A7) was genome-wide and seven nominally (P&lt;0.05) significant in females. In addition, one female specific locus was identified. Most loci contain functionally relevant genes that have not been discussed in relation to estradiol levels in previous GWAS. For example, SRD5A2, which encodes a steroid 5-alpha reductase that is involved in processing androgens, and UGT3A1 and UGT2B7 which encode enzymes likely to be involved in estradiol elimination. The allele that tags the O blood group, at the ABO locus, was associated with higher estradiol levels. We identified a causal effect of high estradiol levels on increased BMD in both males (P=1.58x10 -11) and females (P=7.48x10 -6). Conclusion Our findings further support the importance of the body's own estrogen to maintain skeletal health in males and in females.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document