Importance Epigenetic age acceleration is associated with exposure to social and economic adversity and may increase the risk of premature morbidity and mortality. However, no studies have included measures of structural racism, and few have compared estimates within or across the first and second generation of epigenetic clocks. Objective To determine whether epigenetic age acceleration is positively associated with exposures to diverse measures of racialized, economic, and environmental injustice measured at different levels and time periods. Design, Setting, and Participants This cross-sectional study used data from the My Body My Story (MBMS) study between August 8, 2008, and December 31, 2010, and examination 5 of the Multi-Ethnic Atherosclerosis Study (MESA) from April 1, 2010, to February 29, 2012. In the MBMS, DNA extraction was performed in 2021; linkage of structural measures to the MBMS and MESA, in 2022. US-born individuals were randomly selected from 4 community health centers in Boston, Massachusetts (MBMS), and 4 field sites in Baltimore, Maryland; Forsyth County, North Carolina; New York City, New York; and St Paul, Minnesota (MESA). Data were analyzed from November 13, 2021, to August 31, 2023. Main Outcomes and Measures Ten epigenetic clocks (6 first-generation and 4 second-generation), computed using DNA methylation data (DNAm) from blood spots (MBMS) and purified monocytes (MESA). Results The US-born study population included 293 MBMS participants (109 men [37.2%], 184 women [62.8%]; mean [SD] age, 49.0 [8.0] years) with 224 Black non-Hispanic and 69 White non-Hispanic participants and 975 MESA participants (492 men [50.5%], 483 women [49.5%]; mean [SD] age, 70.0 [9.3] years) with 229 Black non-Hispanic, 191 Hispanic, and 555 White non-Hispanic participants. Of these, 140 (11.0%) exhibited accelerated aging for all 5 clocks whose estimates are interpretable on the age (years) scale. Among Black non-Hispanic MBMS participants, epigenetic age acceleration was associated with being born in a Jim Crow state by 0.14 (95% CI, 0.003-0.27) SDs and with birth state conservatism by 0.06 (95% CI, 0.01-0.12) SDs, pooling across all clocks. Low parental educational level was associated with epigenetic age acceleration, pooling across all clocks, for both Black non-Hispanic (0.24 [95% CI, 0.08-0.39] SDs) and White non-Hispanic (0.27 [95% CI, 0.03-0.51] SDs) MBMS participants. Adult impoverishment was positively associated with the pooled second-generation clocks among the MESA participants (Black non-Hispanic, 0.06 [95% CI, 0.01-0.12] SDs; Hispanic, 0.07 [95% CI, 0.01-0.14] SDs; White non-Hispanic, 0.05 [95% CI, 0.01-0.08] SDs). Conclusions and Relevance The findings of this cross-sectional study of MBMS and MESA participants suggest that epigenetic age acceleration was associated with racialized and economic injustice, potentially contributing to well-documented inequities in premature mortality. Future research should test the hypothesis that epigenetic accelerated aging may be one of the biological mechanisms underlying the well-documented elevated risk of premature morbidity and mortality among social groups subjected to racialized and economic injustice.

Importance: DNA methylation (DNAm) provides a plausible mechanism by which adverse exposures become embodied and contribute to health inequities, due to its role in genome regulation and responsiveness to social and biophysical exposures tied to societal context. However, scant epigenome-wide association studies (EWAS) have included structural and lifecourse measures of exposure, especially in relation to structural discrimination. Objective: Our study tests the hypothesis that DNAm is a mechanism by which racial discrimination, economic adversity, and air pollution become biologically embodied. Design: A series of cross-sectional EWAS, conducted in My Body My Story (MBMS, biological specimens collected 2008-2010, DNAm assayed in 2021); and the Multi Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA; biological specimens collected 2010-2012, DNAm assayed in 2012-2013); using new georeferenced social exposure data for both studies (generated in 2022). Setting: MBMS was recruited from four community health centers in Boston; MESA was recruited from four field sites in: Baltimore, MD; Forsyth County, NC; New York City, NY; and St. Paul, MN. Participants: Two population-based samples of US-born Black non-Hispanic (Black NH), white non-Hispanic (white NH), and Hispanic individuals (MBMS; n=224 Black NH and 69 white NH) and (MESA; n=229 Black NH, n=555 white NH and n=191 Hispanic). Exposures: Eight social exposures encompassing racial discrimination, economic adversity, and air pollution. Main outcome: Genome-wide changes in DNAm, as measured using the Illumina EPIC BeadChip (MBMS; using frozen blood spots) and Illumina 450k BeadChip (MESA; using purified monocytes). Our hypothesis was formulated after data collection. Results: We observed the strongest associations with traffic-related air pollution (measured via black carbon and nitrogen oxides exposure), with evidence from both studies suggesting that air pollution exposure may induce epigenetic changes related to inflammatory processes. We also found suggestive associations of DNAm variation with measures of structural racial discrimination (e.g., for Black NH participants, born in a Jim Crow state; adult exposure to racialized economic residential segregation) situated in genes with plausible links to effects on health. Conclusions and Relevance: Overall, this work suggests that DNAm is a biological mechanism through which structural racism and air pollution become embodied and may lead to health inequities.

Abstract Background DNA methylation (DNAm) is commonly assayed using the Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip, but there is currently little published evidence to define the lower limits of the amount of DNA that can be used whilst preserving data quality. Such evidence is valuable for analyses utilising precious or limited DNA sources. Materials and methods We use a single pooled sample of DNA in quadruplicate at three dilutions to define replicability and noise, and an independent population dataset of 328 individuals (from a community-based study including US-born non-Hispanic Black and white persons) to assess the impact of total DNA input on the quality of data generated using the Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip. Results Data are less reliable and more noisy as DNA input decreases to 40ng, with clear reductions in data quality; however samples with a total input as low as 40ng pass standard quality control tests, and we observe little evidence that low input DNA obscures the associations between DNAm and two phenotypes, age and smoking status. Conclusions DNA input as low as 40ng can be used with the Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip, provided quality checks and sensitivity analyses are undertaken.