ヒトDPP9はNLRP1インフラマソームを抑制し、ペプチダーゼ活性とfiindドメイン結合の両方を介して自己炎症性疾患から保護します

インフラマソームは、病原体および危険関連シグナルに応答して、インターロイキン-1駆動型炎症を活性化する重要な分子複合体です。インフラマソームセンサーNLRP1の生殖細胞変異は、メンデルの全身性自己免疫と皮膚がんの感受性を引き起こしますが、その内因性の調節はあまり理解されていません。ここでは、プロテオミクススクリーンを使用して、ヒトNLRP1と関連するインフラマソームレギュレーターCard8との新規相互作用パートナーとして、ジペプチジルジペプチダーゼDPP9を発見します。DPP9は、ヒトおよびマウスからの多様な原発性細胞タイプにおけるNLRP1インフラマソームの内因性阻害剤として機能します。小分子薬物およびCRISPR/CAS9を介した遺伝的欠失を介したDPP8/9阻害は、ヒトNLRP1インフラマソームを特異的に活性化し、ASCスペック形成、ピクロイトティック細胞死、および切断されたインターロイキン-1βの分泌をもたらします。機械的には、DPP9は、NLRP1およびCARD8で見つかった一意のオートプロテロリシスドメイン（機能（FIIND）を見つける機能（FIIND））と相互作用します。DPP9のこの足場機能とその触媒活性は、NLRP1をその不活性状態に維持し、下流のインフラマソームの活性化を抑制するために相乗的に作用します。さらに、DPP9結合を廃止するNLRP1 fiindドメインの単一の患者由来の生殖細胞系ミスセンス変異を特定し、メンデルの自己炎症症疾患炎症と関節炎およびジスカリートーシスで見られるインフラマソーム過活性化につながりました。これらの結果は、DPP8/9によるマウスNLRP1bの調節に関する最近の発見を統合し、一次ヒト細胞におけるNLRP1インフラマソームの新しい調節メカニズムを明らかにします。我々の結果はさらに、DPP9がヒト自己炎症性疾患に関与する多機能インフラマソーム調節因子である可能性があることを示唆しています。

The inflammasome is a critical molecular complex that activates interleukin-1 driven inflammation in response to pathogen- and danger-associated signals. Germline mutations in the inflammasome sensor NLRP1 cause Mendelian systemic autoimmunity and skin cancer susceptibility, but its endogenous regulation remains less understood. Here we use a proteomics screen to uncover dipeptidyl dipeptidase DPP9 as a novel interacting partner with human NLRP1 and a related inflammasome regulator, CARD8. DPP9 functions as an endogenous inhibitor of NLRP1 inflammasome in diverse primary cell types from human and mice. DPP8/9 inhibition via small molecule drugs and CRISPR/Cas9-mediated genetic deletion specifically activate the human NLRP1 inflammasome, leading to ASC speck formation, pyroptotic cell death, and secretion of cleaved interleukin-1β. Mechanistically, DPP9 interacts with a unique autoproteolytic domain (Function to Find Domain (FIIND)) found in NLRP1 and CARD8. This scaffolding function of DPP9 and its catalytic activity act synergistically to maintain NLRP1 in its inactive state and repress downstream inflammasome activation. We further identified a single patient-derived germline missense mutation in the NLRP1 FIIND domain that abrogates DPP9 binding, leading to inflammasome hyperactivation seen in the Mendelian autoinflammatory disease Autoinflammation with Arthritis and Dyskeratosis. These results unite recent findings on the regulation of murine Nlrp1b by Dpp8/9 and uncover a new regulatory mechanism for the NLRP1 inflammasome in primary human cells. Our results further suggest that DPP9 could be a multifunctional inflammasome regulator involved in human autoinflammatory diseases.