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.

Abstract CpG site methylation patterns have potential to improve differentiation of high-grade screening-detected cervical abnormalities. We assessed CpG differential methylation (DM) and differential variability (DV) in high-grade (CIN2+) vs. low-grade (≤CIN1) lesions. In ≤CIN1 (n=117) and CIN2+ (n=31) samples, cervical sample DNA underwent testing with Illumina HumanMethylation arrays. We assessed DM and DV of CpG methylation M values among nine cervical cancer-associated genes. We fit CpG-specific linear models and estimated empirical Bayes standard errors and false discovery rates (FDR). An exploratory epigenome-wide association study (EWAS) aimed to detect novel DM and DV CpGs (FDR&lt;0.05) and Gene Ontology (GO) term enrichment. Compared to ≤CIN1, CIN2+ exhibited greater methylation at CCNA1 Cluster 1 (M value difference 0.24; 95% CI 0.04, 0.43) and RARB Cluster 2 (0.16; 95% CI 0.05, 0.28), and lower methylation at CDH1 Cluster 1 (-0.15; 95% CI -0.26, -0.04). CIN2+ exhibited lower variability at CDH1 Cluster 2 (variation difference -0.24; 95% CI -0.41, -0.05) and FHIT Cluster 1 (-0.30; 95% CI -0.50, -0.09). EWAS detected 3,534 DM and 270 DV CpGs. Forty-four GO terms were enriched with DM CpGs related to transcriptional, structural, developmental, and neuronal processes. Methylation patterns may help triage screening-detected cervical abnormalities and inform US screening algorithms.

Pre-pregnancy maternal obesity is associated with adverse offspring outcomes at birth and later in life. Individual studies have shown that epigenetic modifications such as DNA methylation could contribute. Within the Pregnancy and Childhood Epigenetics (PACE) Consortium, we meta-analysed the association between pre-pregnancy maternal BMI and methylation at over 450,000 sites in newborn blood DNA, across 19 cohorts (9,340 mother-newborn pairs). We attempted to infer causality by comparing effects of maternal versus paternal BMI and incorporating genetic variation. In four additional cohorts (1,817 mother-child pairs), we meta-analysed the association between maternal BMI at the start of pregnancy and blood methylation in adolescents. In newborns, maternal BMI was associated with small (<0.2% per BMI unit (1kg/m2), P<1.06*10-7) methylation variation at 9,044 sites throughout the genome. Adjustment for estimated cell proportions greatly attenuated the number of significant CpGs to 104, including 86 sites common to the unadjusted model. At 72/86 sites, the direction of association was the same in newborns and adolescents, suggesting persistence of signals. However, we found evidence for a causal intrauterine effect of maternal BMI on newborn methylation at just 8/86 sites. In conclusion, this well-powered analysis identified robust associations between maternal adiposity and variations in newborn blood DNA methylation, but these small effects may be better explained by genetic or lifestyle factors than a causal intrauterine mechanism. This highlights the need for large-scale collaborative approaches and the application of causal inference techniques in epigenetic epidemiology.