ABSTRACT Background Compelling observational studies have reported that childhood obesity is associated with the risk of many complex diseases in adulthood. However, results from observational studies are unable to fully account for confounding factors. The causal effects of childhood obesity have not been systematically characterized. We aimed to assess the causal associations between childhood body mass index (BMI) and various adult traits/diseases using two-sample Mendelian randomization (MR). Methods and findings Over 5,000 datasets for adult outcomes were obtained from various resources. After data filtering, 269 adult traits genetically correlated with childhood BMI ( P < 0.05) were subjected to MR analyses. The number of independent outcomes was 148, setting the significant threshold as P < 3.38 × 10 −4 . Inverse-variance weighted method, MR-Egger, weighted median method, and weighted mode method were used to estimate the causal effects. We identified potential causal effects of childhood obesity on 60 adult traits (27 disease-related traits, 27 lifestyle factors, and 6 other traits). Higher childhood BMI was associated with a reduced overall health rating (β = −0.10, 95% CI: −0.13 to −0.07, P = 6.26 × 10 −11 ). Findings on diseases included some novel effects, such as the adverse effects of higher childhood BMI on cholelithiasis (OR = 1.26, 95% CI: 1.18 to 1.35, P = 3.29 × 10 −5 ). For dietary habits, we found that higher childhood BMI was positively associated adult diet portion size (β = 0.26, 95% CI: 0.18 to 0.34, P = 7.34 × 10 −11 ). Different from the conventional impression, our results showed that higher childhood BMI was positively associated with low calorie density food intake. With 76 adult BMI single-nucleotide polymorphisms (SNPs) as instruments, we confirmed that adulthood BMI was positively associated with heel bone mineral density. However, the association no longer present after excluding the SNPs existing in or in linkage disequilibrium (LD) with childhood BMI. Network MR analyses suggested that past tobacco smoking and portion size mediated 6.39% and 10.90% of the associations between childhood BMI and type 2 diabetes, respectively. The main study limitation is that it is difficult to tease out the independent effects of childhood BMI due to the strong correlation between childhood and adulthood BMI. Conclusions In summary, we provided a phenome-wide view of the effects of childhood BMI on adult traits. Our results highlight the need to intervene in childhood to reduce obesity from a young age and its later-life effects. Author summary Why was this study done? Childhood obesity is a worldwide public health problem. The prevalence has increased at an alarming rate. Observational epidemiological studies have reported that childhood obesity is associated with the risk of many complex diseases in adulthood, such as coronary artery disease (CAD) and diabetes. However, observational studies are limited in explaining causality because of possible bias from unmeasured confounding factors. What did the researchers do and find? A Mendelian randomization (MR) approach was used to provide a phenome-wide view of the causal associations between childhood BMI and adult outcomes. Potential causal effects of childhood obesity on 60 adult traits were identified. Higher childhood BMI was associated with reduced overall health rating, and caused increased risk of some diseases, such as cholelithiasis, hypothyroidism, CAD, and type 2 diabetes (T2D). In contrast, childhood BMI was positively associated with adult heel bone mineral density and low calorie density food intake. Portion size and smoking behavior might mediate the association between childhood BMI and T2D risk. What do these findings mean? Our results highlight the importance to address rising childhood obesity prevalence rate and early interventions on obesity might help to promote health equity in later life.

Circular RNAs (circRNAs) are an abundant class of noncoding RNAs with widespread, cell/tissue specific pattern. Because of their involvement in the pathogenesis of multiple disease, they are receiving increasing attention. Previous work suggested that epigenetic features might be related to circRNA expression. However, current algorithms for circRNAs prediction neglect these features, leading to constant results across different cells. Here we built a machine learning framework named CIRCScan, to predict expression status and expression levels of circRNAs in various cell lines based on sequence and epigenetic features. Both expression status and expression levels can be accurately predicted by different groups of features. For expression status, the top features were similar in different cells. However, the top features for predicting expression levels were different in different cells. Noteworthy, the importance of H3K79me2 ranked high in predicting both circRNAs expression status and levels across different cells, indicating its important role in regulating circRNAs expression. Further validation experiment in K562 confirmed that knock down of H3K79me2 did result in reduction of circRNA production. Our study offers new insights into the regulation of circRNAs by incorporating epigenetic features in prediction models in different cellular contexts.

Both Systemic Lupus Erythematosus (SLE) and Systemic Sclerosis (SSc) are autoimmune diseases sharing similar genetic backgrounds. Genome-wide association studies (GWASs) have constantly disclosed numerous genetic variants conferring to both disease risks at 7q32.1, but the functional mechanisms underlying them are still largely unknown. Through combining fine-mapping and functional epigenomic analyses, we prioritized a potential independent functional SNP (rs13239597) within TNPO3 promoter region, residing in a putative enhancer element. Functional analysis integrating expression quantitative trait locus (eQTL) and high-throughput chromatin interaction (Hi-C) demonstrated that IRF5 is the distal target gene (~118kb) of rs13239597, which is a key regulator of pathogenic autoantibody dysregulation increased risk of both SLE and SSc. We experimentally validated the long-range chromatin interactions between rs13239597 and IRF5 using chromosome conformation capture (3C) assay. We further demonstrated that rs13239597-A acted as an allele-specific enhancer regulating IRF5 expression, independently of TNPO3 by using dual-luciferase reporter assays and CRISPR-Cas9. Particularly, the transcription factor EVI1 could preferentially bind to rs13239597-A allele and increase the enhancer activity to regulate IRF5 expression. Taken together, our results uncovered the mechanistic insight connecting between a noncoding functional variant with a distal immunologically pathogenic gene IRF5, which might obligate in understanding the complex genetic architectures of SLE and SSc pathogenesis.