Epigenetic biomarkers of aging (the "epigenetic clock") have the potential to address puzzling findings surrounding mortality rates and incidence of cardio-metabolic disease such as: (1) women consistently exhibiting lower mortality than men despite having higher levels of morbidity; (2) racial/ethnic groups having different mortality rates even after adjusting for socioeconomic differences; (3) the black/white mortality cross-over effect in late adulthood; and (4) Hispanics in the United States having a longer life expectancy than Caucasians despite having a higher burden of traditional cardio-metabolic risk factors.We analyzed blood, saliva, and brain samples from seven different racial/ethnic groups. We assessed the intrinsic epigenetic age acceleration of blood (independent of blood cell counts) and the extrinsic epigenetic aging rates of blood (dependent on blood cell counts and tracks the age of the immune system). In blood, Hispanics and Tsimane Amerindians have lower intrinsic but higher extrinsic epigenetic aging rates than Caucasians. African-Americans have lower extrinsic epigenetic aging rates than Caucasians and Hispanics but no differences were found for the intrinsic measure. Men have higher epigenetic aging rates than women in blood, saliva, and brain tissue.Epigenetic aging rates are significantly associated with sex, race/ethnicity, and to a lesser extent with CHD risk factors, but not with incident CHD outcomes. These results may help elucidate lower than expected mortality rates observed in Hispanics, older African-Americans, and women.

Aging | doi:10.18632/aging.101168. Austin Quach, Morgan E. Levine, Toshiko Tanaka, Ake T. Lu, Brian H. Chen, Luigi Ferrucci, Beate Ritz, Stefania Bandinelli, Marian L. Neuhouser, Jeannette M. Beasley, Linda Snetselaar, Robert B. Wallace, Philip S. Tsao, Devin Absher, Themistocles L. Assimes, James D. Stewart, Yun Li, Lifang Hou, Andrea A. Baccarelli, Eric A. Whitsel, Steve Horvath

Evidence from animal and cell models suggests that pesticides cause a neurodegenerative process leading to Parkinson's disease (PD). Human data are insufficient to support this claim for any specific pesticide, largely because of challenges in exposure assessment. The authors developed and validated an exposure assessment tool based on geographic information systems that integrated information from California Pesticide Use Reports and land-use maps to estimate historical exposure to agricultural pesticides in the residential environment. In 1998–2007, the authors enrolled 368 incident PD cases and 341 population controls from the Central Valley of California in a case-control study. They generated estimates for maneb and paraquat exposures incurred between 1974 and 1999. Exposure to both pesticides within 500 m of the home increased PD risk by 75% (95% confidence interval (CI): 1.13, 2.73). Persons aged ≤60 years at the time of diagnosis were at much higher risk when exposed to either maneb or paraquat alone (odds ratio = 2.27, 95% CI: 0.91, 5.70) or to both pesticides in combination (odds ratio = 4.17, 95% CI: 1.15, 15.16) in 1974–1989. This study provides evidence that exposure to a combination of maneb and paraquat increases PD risk, particularly in younger subjects and/or when exposure occurs at younger ages.

Significance Within an evolutionary framework, aging and reproduction are intrinsically linked. Although both laboratory and epidemiological studies have observed associations between the timing of reproductive senescence and longevity, it is not yet known whether differences in the age of menopause are reflected in biomarkers of aging. Using our recently developed biomarker of aging, the “epigenetic clock,” we examined whether age at menopause is associated with epigenetic age of blood, saliva, and buccal epithelium. This is a definitive study that shows an association between age of menopause and biological aging (measured using the epigenetic clock). Our results also indicate menopause may accelerate the epigenetic aging process in blood and that age at menopause and epigenetic age acceleration share a common genetic signature.

It has been a long standing hypothesis that blood tissue of PD Parkinson's disease (PD) patients may exhibit signs of accelerated aging. Here we use DNA methylation based biomarkers of aging (“epigenetic clock”) to assess the aging rate of blood in two ethnically distinct case-control data sets. Using n=508 Caucasian and n=84 Hispanic blood samples, we assess a) the intrinsic epigenetic age acceleration of blood (IEAA), which is independent of blood cell counts, and b) the extrinsic epigenetic age acceleration rate of blood (EEAA) which is associated with age dependent changes in blood cell counts. Blood of PD subjects exhibits increased age acceleration according to both IEAA (p=0.019) and EEAA (p=6.1×10−3). We find striking differences in imputed blood cell counts between PD cases and controls. Compared to control subjects, PD subjects contains more granulocytes (p=1.0×10−9 in Caucasians, p=0.00066 in Hispanics) but fewer T helper cells (p=1.4×10−6 in Caucasians, p=0.0024 in Hispanics) and fewer B cells (p=1.6×10−5 in Caucasians, p=4.5×10−5 in Hispanics). Overall, this study shows that the epigenetic age of the immune system is significantly increased in PD patients and that granulocytes play a significant role

ABSTRACT DNA methylation data have been successfully used to develop highly accurate estimators of age (“epigenetic clocks”) in many mammalian species. With a view of extending such epigenetic clocks to all primate species, we analyzed DNA methylation profiles of 2400 tissues derived from 37 primate species including 11 haplorhine species (baboons, marmosets, vervets, rhesus macaque, chimpanzees, gorillas, orangutan, humans) and 26 strepsirrhine species (suborders Lemuriformes and Lorisiformes). From these we present here, pan-primate epigenetic clocks which are highly accurate for all primates including humans (age correlation R=0.98). We also carried out in-depth analysis of baboon DNA methylation profiles and generated five epigenetic clocks for baboons (Olive-yellow baboon hybrid), one of which, the pan-tissue epigenetic clock, was trained on seven tissue types (fetal cerebral cortex, adult cerebral cortex, cerebellum, adipose, heart, liver, and skeletal muscle) with ages ranging from late fetal life to 22.8 years of age. To facilitate translation of findings in baboons to humans, we further constructed two dual-species, human-baboon clocks. We also identified and present here, epigenetic predictors of sex that apply to all primate species. Low overlap can be observed between age- and sex-related CpGs. Overall, this study advances our understanding of conserved age- and sex-related epigenetic changes in primates, and provides biomarkers to study the aging of all primate species with the facility to readily translate any findings between primate species.

Abstract An under-recognised aspect of the current humanitarian catastrophe in Gaza is the impact of the war on the environment and the associated risks for human health. This commentary contextualises these impacts against the background of human suffering produced by the overwhelming violence associated with the use of military force against the general population of Gaza. In calling for an immediate cessation to the violence, the authors draw attention to the urgent need to rebuild the health care system and restore the physical and human infrastructure that makes a liveable environment possible and promotes human health and well-being, especially for the most vulnerable in the population. Environmental remediation should therefore form one of the most important parts of international efforts to assist reconstruction, through which we hope Palestinians and Israelis will achieve lasting peace, health, and sustainable development, all as part of accepted international human rights obligations.

The health impacts of endocrine disrupting chemicals (EDCs) remain debated and their tissue and molecular targets are poorly understood. Here we leveraged systems biology approaches to assess the target tissues, molecular pathways, and gene regulatory networks associated with prenatal exposure to the model EDC Bisphenol A (BPA). Prenatal BPA exposure led to scores of transcriptomic and methylomic alterations in the adipose, hypothalamus, and liver tissues in mouse offspring, with cross-tissue perturbations in lipid metabolism as well as tissue-specific alterations in histone subunits, glucose metabolism and extracellular matrix. Network modeling prioritized main molecular targets of BPA, including Pparg, Hnf4a, Esr1, and Fasn. Lastly, integrative analyses identified the association of BPA molecular signatures with cardiometabolic phenotypes in mouse and human. Our multi-tissue, multi-omics investigation provides strong evidence that BPA perturbs diverse molecular networks in central and peripheral tissues, and offers insights into the molecular targets that link BPA to human cardiometabolic disorders.

ABSTRACT Aging is often perceived as a degenerative process resulting from random accrual of cellular damage over time. Despite this, age can be accurately estimated by epigenetic clocks based on DNA methylation profiles from almost any tissue of the body. Since such pan-tissue epigenetic clocks have been successfully developed for several different species, we hypothesized that one can build pan-mammalian clocks that measure age in all mammalian species. To address this, we generated data using 11,754 methylation arrays, each profiling up to 36 thousand cytosines in highly-conserved stretches of DNA, from 59 tissue-types derived from 185 mammalian species. From these methylation profiles, we constructed three age predictors, each with a single mathematical formula, termed universal pan-mammalian clocks that are accurate in estimating the age (r>0.96) of any mammalian tissue. Deviations between epigenetic age and chronological age relate to mortality risk in humans, mutations that affect the somatotropic axis in mice, and caloric restriction. We characterized specific cytosines, whose methylation levels change with age across most mammalian species. These cytosines are greatly enriched in polycomb repressive complex 2-binding sites, are located in regions that gradually lose chromatin accessibility with age and are proximal to genes that play a role in mammalian development, cancer, human obesity, and human longevity. Collectively, these results support the notion that aging is indeed evolutionarily conserved and coupled to developmental processes across all mammalian species - a notion that was long-debated without the benefit of this new compelling evidence. SUMMARY This study identifies and characterizes evolutionarily conserved cytosines implicated in the aging process across mammals and establishes pan mammalian epigenetic clocks.

There is growing recognition that epivariations, most often recognized as promoter hypermethylation events that lead to gene silencing, are associated with a number of human diseases. However, little information exists on the prevalence and distribution of rare epigenetic variation in the human population. In order to address this, we performed a survey of methylation profiles from 23,116 individuals using the Illumina 450k array. Using a robust outlier approach, we identified 4,452 unique autosomal epivariations, including potentially inactivating promoter methylation events at 384 genes linked to human disease. For example, we observed promoter hypermethylation of BRCA1 and LDLR at population frequencies of ~1 in 3,000 and ~1 in 6,000 respectively, suggesting that epivariations may underlie a fraction of human disease which would be missed by purely sequence-based approaches. Using expression data, we confirmed that many epivariations are associated with outlier gene expression. Analysis of SNV data and monozygous twin pairs suggests that approximately two thirds of epivariations segregate in the population secondary to underlying sequence mutations, while one third are likely sproradic events that occur post-zygotically. We identified 25 loci where rare hypermethylation coincided with the presence of an unstable CGG tandem repeat, and validated the presence of novel CGG expansions at several of these, identifying the molecular defect underlying most of the known folate-sensitive fragile sites in the genome. Our study provides a catalog of rare epigenetic changes in the human genome, gives insight into the underlying origins and consequences of epivariations, and identifies many novel hypermethylated CGG repeat expansions.