UNC93B1 is a transmembrane domain protein mediating the signaling of endosomal Toll-like receptors (TLRs). We report five families harboring rare missense substitutions (I317M, G325C, L330R, R466S, and R525P) in UNC93B1 causing systemic lupus erythematosus (SLE) or chilblain lupus (CBL) as either autosomal dominant or autosomal recessive traits. As for a D34A mutation causing murine lupus, we recorded a gain of TLR7 and, to a lesser extent, TLR8 activity with the I317M (in vitro) and G325C (in vitro and ex vivo) variants in the context of SLE. Contrastingly, in three families segregating CBL, the L330R, R466S, and R525P variants were isomorphic with respect to TLR7 activity in vitro and, for R525P, ex vivo. Rather, these variants demonstrated a gain of TLR8 activity. We observed enhanced interaction of the G325C, L330R, and R466S variants with TLR8, but not the R525P substitution, indicating different disease mechanisms. Overall, these observations suggest that UNC93B1 mutations cause monogenic SLE or CBL due to differentially enhanced TLR7 and TLR8 signaling.

Abstract Mitochondrial DNA (mtDNA) has been suggested to drive immune system activation, but the induction of interferon signaling by mtDNA has not been demonstrated in a Mendelian mitochondrial disease. We initially ascertained two patients, one with a purely neurological phenotype, and one with features suggestive of systemic sclerosis in a syndromic context, and found them both to demonstrate enhanced interferon-stimulated gene (ISG) expression in blood. We determined each to harbor a previously described de novo dominant-negative heterozygous mutation in ATAD3A , encoding ATPase family AAA domain-containing protein 3A (ATAD3A). We identified five further patients with mutations in ATAD3A , and recorded up-regulated ISG expression and interferon alpha protein in four of them. Knockdown of ATAD3A in THP-1 cells resulted in increased interferon signaling, mediated by cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) and stimulator of interferon genes (STING). Enhanced interferon signaling was abrogated in THP-1 cells and patient fibroblasts depleted of mtDNA. Thus, mutations in the mitochondrial membrane protein ATAD3A define a novel type I interferonopathy. Summary Dominant-negative mutations in ATAD3A, a ubiquitously expressed mitochondrial protein, cause mitochondrial DNA-dependent up-regulation of type I interferon signaling in the context of neurological disease and autoimmunity, thereby defining a novel type I interferonopathy.