ABSTRACT Attention-deficit and hyperactivity disorder (ADHD) is a common childhood disorder with a substantial genetic component. However, the extent to which epigenetic mechanisms play a role in the etiology of the disorder is not known. We performed epigenome-wide association studies (EWAS) within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) Consortium to identify DNA methylation sites associated with ADHD symptoms at two methylation assessment periods: birth and school-age. We examined associations of DNA methylation in cord blood with repeatedly assessed ADHD symptoms (age range 4-15 years) in 2477 children from five cohorts and DNA methylation at school-age with concurrent ADHD symptoms (age 7-11 years) in 2374 children from ten cohorts. CpGs identified with nominal significance (p<0.05) in either of the EWAS were correlated between timepoints (ρ=0.30), suggesting overlap in associations, however, top signals were very different. At birth, we identified nine CpGs that were associated with later ADHD symptoms (P<1*10 −7 ), including ERC2 and CREB5. Peripheral blood DNA methylation at one of these CpGs (cg01271805 located in the promotor region of ERC2, which regulates neurotransmitter release) was previously associated with brain methylation. Another (cg25520701) lies within the gene body of CREB5, which was associated with neurite outgrowth and an ADHD diagnosis in previous studies. In contrast, at school-age, no CpGs were associated with ADHD with P<1*10 −7 . In conclusion, we found evidence in this study that DNA methylation at birth is associated with ADHD. Future studies are needed to confirm the utility of methylation variation as biomarker and its involvement in causal pathways.

Adiposity can be measured using BMI (which is based on weight and height) as well as indices of abdominal adiposity. We examined the association between BMI and waist-to-height ratio (WHtR) within and across populations of different world regions and quantified how well these two metrics discriminate between people with and without hypertension.

In response to the global impact of the COVID-19 pandemic, international and national authorities, including those in Catalonia (Spain), recognized the crucial need to ensure proper ventilation in classrooms, emphasizing the importance of safe and healthy indoor environments for face-to-face learning. The present work, conducted within the COVID-19 Sentinel Schools Network of Catalonia (CSSNC) framework, aimed to monitor carbon dioxide (CO

Abstract Context Maternal vitamin D level is an important determinant of pregnancy and child health outcomes. Exposure to air pollution is suspected to increase the risk of vitamin D deficiency, but the evidence is scarce. Objective We investigated the association between air pollution during pregnancy and maternal vitamin D levels. Methods A total of 15 935 pregnant women from 5 birth cohorts in Europe and the United States were included. Averaged concentrations of nitrogen oxides, fine and coarse particles, and composition of fine particles from conception until vitamin D measurement were estimated at participants’ residential addresses using land-use regression or other spatiotemporal models. Cohorts measured vitamin D as 25(OH)D or 25(OH)D3 levels in serum or plasma at early or mid-pregnancy. We defined suboptimal vitamin D levels as levels below 20 ng/mL. We performed logistic regression models for each cohort to estimate the association between air pollution exposure and suboptimal vitamin D levels and pooled cohort-specific estimates in a random-effect meta-analysis. Models were adjusted for sociodemographic and lifestyle characteristics and month of conception. Results We found an association between particulate matter (PM)2.5 and higher odds of suboptimal vitamin D levels (ie, below 20 ng/mL) (odds ratio per 5 μg/m3 increase in PM2.5, 1.43; 95% CI: 1.02, 1.99). There was no association between other air pollutant exposure and vitamin D levels. Conclusion PM2.5 exposure might contribute to suboptimal levels of vitamin D in pregnancy. Reducing air pollution exposure should be a priority because vitamin D deficiency may adversely influence offspring development.

Background: Human aggressive behavior (AGG) has a substantial genetic component. Here we present a large genome-wide association meta-analysis (GWAMA) of childhood AGG. Methods: We analyzed assessments of AGG for a total of 328,935 observations from 87,485 children (aged 1.5 - 18 years), from multiple assessors, instruments, and ages, while accounting for sample overlap. We performed an overall analysis and meta-analyzed subsets of the data within rater, instrument, and age. Results: Heritability based on the overall meta-analysis (AGGall) that could be attributed to Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) was 3.31% (SE=0.0038). No single SNP reached genome-wide significance, but gene-based analysis returned three significant genes: ST3GAL3 (P=1.6E-06), PCDH7 (P=2.0E-06) and IPO13 (P=2.5E-06). All three genes have previously been associated with educational traits. Polygenic scores based on our GWAMA significantly predicted aggression in a holdout sample of children and in retrospectively assessed childhood aggression. We obtained moderate-to-strong genetic correlations (r\_g's) with selected phenotypes from multiple domains, but hardly with any of the classical biomarkers thought to be associated with AGG. Significant genetic correlations were observed with most psychiatric and psychological traits (range.|r\_g |:.0.19 - 1.00), except for obsessive-compulsive disorder. Aggression had a negative genetic correlation (r\_g=~-0.5) with cognitive traits and age at first birth. Aggression was strongly genetically correlated with smoking phenotypes (range.|r\_g |:.0.46 - 0.60). Genetic correlations between AGG and psychiatric disorders were strongest for mother- and self-reported AGG. Conclusions: The current GWAMA of childhood aggression provides a powerful tool to interrogate the genetic etiology of AGG by creating individual polygenic scores and genetic correlations with psychiatric traits.### Competing Interest StatementMiquel Casas has received travel grants and research support from Eli Lilly and Co., Janssen-Cilag, Shire and Lundbeck and served as consultant for Eli Lilly and Co., Janssen-Cilag, Shire and Lundbeck. Josep Antoni Ramos Quiroga was on the speakers’ bureau and/or acted as consultant Eli-Lilly, Janssen-Cilag, Novartis, Shire, Lundbeck, Almirall, Braingaze, Sincrolab, Medicine, Exeltis and Rubió in the last 5 years. He also received travel awards (air tickets + hotel) for taking part in psychiatric meetings from Janssen-Cilag, Rubió, Shire, Medice and Eli-Lilly. The Department of Psychiatry chaired by him received unrestricted educational and research support from the following companies in the last 5 years: Eli-Lilly, Lundbeck, Janssen-Cilag, Actelion, Shire, Ferrer, Oryzon, Roche, Psious, and Rubió.

Abstract DNA methylation profiles of aggressive behavior may capture lifetime cumulative effects of genetic, stochastic, and environmental influences associated with aggression. Here, we report the first large meta-analysis of epigenome-wide association studies (EWAS) of aggressive behavior (N=15,324 participants). In peripheral blood samples of 14,434 participants from 18 cohorts with mean ages ranging from 7 to 68 years, 13 methylation sites were significantly associated with aggression (alpha=1.2×10 −7 ; Bonferroni correction). In cord blood samples of 2,425 children from five cohorts with aggression assessed at mean ages ranging from 4 to 7 years, 83% of these sites showed the same direction of association with childhood aggression ( r =0.74, p=0.006) but no epigenome-wide significant sites were found. Top-sites (48 at a false discovery rate of 5% in the peripherl blood meta-analysis or in a combined meta-analysis of peripheral blood and cord blood) have been associated with chemical exposures, smoking, cognition, metabolic traits, and genetic variation (mQTLs). Three genes whose expression levels were associated with top-sites were previously linked to schizophrenia and general risk tolerance. At six CpGs, DNA methylation variation in blood mirrors variation in the brain. On average 44% (range=3-82%) of the aggression–methylation association was explained by current and former smoking and BMI. These findings point at loci that are sensitive to chemical exposures with potential implications for neuronal functions. We hope these results to be a starting point for studies leading to applications as peripheral biomarkers and to reveal causal relationships with aggression and related traits.

Cranial growth and development affects the closely related traits of head circumference (HC) and intracranial volume (ICV). Here we model the developmental genetic architecture of HC, showing this is genetically stable and correlated with genetic determinants of ICV. Investigating up to 46,000 children and adults of European descent, we identify association with final HC and/or final ICV+HC at 9 novel common and low-frequency loci, illustrating that genetic variation from a wide allele frequency spectrum contributes to cranial growth. The largest effects are reported for low-frequency variants within TP53, with 0.5 cm wider heads in increaser-allele carriers versus non-carriers during mid-childhood.

Maternal smoking during pregnancy (MSDP) contributes to poor birth outcomes, in part through disrupted placental functions, which may be reflected in the placental epigenome. We meta-analyzed the associations between MSDP and placental DNA methylation (DNAm) and between DNAm and birth outcomes within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) consortium (7 studies, N=1700, 344 with any MSDP). We identified 1224 CpGs that were associated with MSDP, of which 341 associated with birth outcomes and 141 associated with gene expression. Only 6 of these CpGs were consistent with the findings from a prior meta-analysis of cord blood DNAm, demonstrating substantial tissue-specific responses to MSDP. The placental MSDP associated CpGs were enriched for growth-factor signaling, hormone activity, inflammation, and vascularization, which play important roles in placental function. We demonstrate links between placental DNAm, MSDP and poor birth outcomes, which may better inform the mechanisms through which MSDP impacts placental function and fetal growth.

ABSTRACT Cognitive skills are a strong predictor of a wide range of later life outcomes. Genetic and epigenetic associations across the genome explain some of the variation in general cognitive abilities in the general population and it is plausible that epigenetic associations might arise from prenatal environmental exposures and/or genetic variation early in life. We investigated the association between cord blood DNA methylation at birth and cognitive skills assessed in children from eight pregnancy cohorts (N=2196-3798) within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) Consortium across overall, verbal and non-verbal cognitive scores. The associations at single CpG sites were weak for all of the cognitive domains investigated. One region near DUSP22 on chromosome 6 was associated with non-verbal cognition in a model adjusted for maternal IQ. We conclude that there is little evidence to support the idea that cord blood DNA methylation at single CpGs can predict cognitive skills and further studies are needed to confirm regional differences.

Early childhood growth patterns are associated with adult metabolic health, but the underlying mechanisms are unclear. We performed genome-wide meta-analyses and follow-up in up to 22,769 European children for six early growth phenotypes derived from longitudinal data: peak height and weight velocities, age and body mass index (BMI) at adiposity peak (AP ~9 months) and rebound (AR ~5-6 years). We identified four associated loci (P< 5x10-8): LEPR/LEPROT with BMI at AP, FTO and TFAP2B with Age at AR and GNPDA2 with BMI at AR. The observed AR-associated SNPs at FTO, TFAP2B and GNPDA2 represent known adult BMI-associated variants. The common BMI at AP associated variant at LEPR/LEPROT was not associated with adult BMI but was associated with LEPROT gene expression levels, especially in subcutaneous fat (P<2x10-51). We identify strong positive genetic correlations between early growth and later adiposity traits, and analysis of the full discovery stage results for Age at AR revealed enrichment for insulin-like growth factor 1 (IGF-1) signaling and apolipoprotein pathways. This genome-wide association study suggests mechanistic links between early childhood growth and adiposity in later childhood and adulthood, highlighting these early growth phenotypes as potential targets for the prevention of obesity.