RIPK1 is shown to have a crucial role—independent of its known kinase function—in suppressing epithelial cell apoptosis and necroptosis in mice, thereby regulating homeostasis and preventing inflammation in barrier tissues. Receptor-interacting protein 1 kinase (RIPK1) is involved in the activation of various cell death pathways and in the control of inflammatory signalling. Two separate groups reporting in this issue use contrasting techniques to show that as well as promoting cell death, RIPK1 has a paradoxical function in supporting the survival of mouse epithelial cells that is independent of its kinase function. RIPK1 suppresses epithelial cell apoptosis and necroptosis by preventing FADD/caspase-8-mediated apoptosis and RIPK3-dependent necroptosis. These findings, together with genetic data, suggest that RIPK1 is a master regulator of epithelial cell survival, homeostasis and inflammation in the intestine and the skin. Necroptosis has emerged as an important pathway of programmed cell death in embryonic development, tissue homeostasis, immunity and inflammation1,2,3,4,5,6,7,8. RIPK1 is implicated in inflammatory and cell death signalling9,10,11,12,13 and its kinase activity is believed to drive RIPK3-mediated necroptosis14,15. Here we show that kinase-independent scaffolding RIPK1 functions regulate homeostasis and prevent inflammation in barrier tissues by inhibiting epithelial cell apoptosis and necroptosis. Intestinal epithelial cell (IEC)-specific RIPK1 knockout caused IEC apoptosis, villus atrophy, loss of goblet and Paneth cells and premature death in mice. This pathology developed independently of the microbiota and of MyD88 signalling but was partly rescued by TNFR1 (also known as TNFRSF1A) deficiency. Epithelial FADD ablation inhibited IEC apoptosis and prevented the premature death of mice with IEC-specific RIPK1 knockout. However, mice lacking both RIPK1 and FADD in IECs displayed RIPK3-dependent IEC necroptosis, Paneth cell loss and focal erosive inflammatory lesions in the colon. Moreover, a RIPK1 kinase inactive knock-in delayed but did not prevent inflammation caused by FADD deficiency in IECs or keratinocytes, showing that RIPK3-dependent necroptosis of FADD-deficient epithelial cells only partly requires RIPK1 kinase activity. Epidermis-specific RIPK1 knockout triggered keratinocyte apoptosis and necroptosis and caused severe skin inflammation that was prevented by RIPK3 but not FADD deficiency. These findings revealed that RIPK1 inhibits RIPK3-mediated necroptosis in keratinocytes in vivo and identified necroptosis as a more potent trigger of inflammation compared with apoptosis. Therefore, RIPK1 is a master regulator of epithelial cell survival, homeostasis and inflammation in the intestine and the skin.

Abstract Iron dysregulation has been implicated in multiple neurodegenerative diseases, including Parkinson’s Disease (PD), Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS), and Multiple Sclerosis (MS). One prominent feature of affected brain regions are iron-loaded microglia, but how iron overload influences microglia physiology and disease response is poorly understood. Here we show that microglia are highly susceptible to ferroptosis, an iron-dependent form of cell death. In a tri-culture of human iPSC-derived neurons, astrocytes, and microglia, under ferroptosis-inducing conditions, microglia undergo a drastic shift in cell state, with increased ferritin levels, disrupted glutathione homeostasis, and altered cytokine signaling. Similar ferroptosis-associated signature (FAS) microglia were uncovered in PD, and the signature was also found in a large cohort of PD patient blood samples, raising the possibility that ferroptosis can be identified clinically. We performed a genome-wide CRISPR screen which revealed a novel regulator of ferroptosis, the vesicle trafficking gene SEC24B. A small molecule screen also nominated several candidates which blocked ferroptosis, some of which are already in clinical use. These data suggest that ferroptosis sits at the interface of cell death and inflammation, and inhibition of this process in microglia and other brain cells may provide new ways for treating neurodegenerative disease.

Abstract Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease that causes motor neuron loss in the brain and spinal cord. Neuroinflammation driven by activated microglia and astrocytes is prominent in ALS, but an understanding of cell state dynamics and which pathways contribute to the disease remains unclear. Single nucleus RNA sequencing of ALS spinal cords demonstrated striking changes in glial cell states, including increased expression of inflammatory and glial activation markers. Many of these signals converged on RIPK1 and the necroptotic cell death pathway. Activation of the necroptosis pathway in ALS spinal cords was confirmed in a large bulk RNA sequencing dataset and at the protein level. Blocking RIPK1 kinase activity delayed symptom onset and motor impairment and modulated glial responses in SOD1 G93A mice. We used a human iPSC-derived motor neuron, astrocyte, and microglia tri-culture system to identify potential biomarkers secreted upon RIPK1 activation, inhibited pharmacologically in vitro , and modulated in the CSF of people with ALS treated with a RIPK1 inhibitor. These data reveal ALS-enriched glial populations associated with inflammation and suggest a deleterious role for neuroinflammatory signaling in ALS pathogenesis.