Pathogenic COPA variants cause a Mendelian syndrome of immune dysregulation with elevated type I interferon signaling 1,2 . COPA is a subunit of coat protein complex I (COPI) that mediates Golgi to ER transport 3 . Missense mutations that disrupt the COPA WD40 domain impair binding and sorting of proteins targeted for retrieval to the ER but how this causes disease remains unknown 1,4 . Given the importance of COPA in Golgi-ER transport, we speculated that type I interferon signaling in COPA syndrome involves missorting of STING. Here we show that a defect in COPI transport due to mutant COPA causes ligand-independent activation of STING. Furthermore, SURF4 is an adapter molecule that facilitates COPA-mediated retrieval of STING at the Golgi. Activated STING stimulates type I interferon driven inflammation in Copa E241K/+ mice that is rescued in STING-deficient animals. Our results demonstrate that COPA maintains immune homeostasis by regulating STING transport at the Golgi. In addtion, activated STING contributes to immune dysregulation in COPA syndrome and may be a new molecular target in treating the disease.

Classifying systemic inflammatory disorders as autoinflammatory or autoimmune provides insight into disease pathogenesis and whether treatment should target innate molecules and their signaling pathways or the adaptive immune response. COPA syndrome is a monogenic disorder of immune dysregulation that leads to interstitial lung disease and high-titer autoantibodies. Studies show constitutive activation of the innate immune molecule STING is centrally involved in disease. However, the mechanisms by which STING results in loss of T cell tolerance and autoimmunity in COPA syndrome or more common autoimmune diseases is not understood. Using Copa E241K/+ mice, we uncovered a functional role for STING in the thymus. Single cell data of human thymus demonstrates STING is highly expressed in medullary thymic epithelial cells (mTECs) involved in processing and presenting self-antigens to thymocytes. In Copa E241K/+ mice, activated STING in mTECs triggered interferon signaling, impaired macroautophagy and caused a defect in negative selection of T cells. Wild-type mice given a systemic STING agonist phenocopied the selection defect and showed enhanced thymic escape of a T cell clone targeting a self-antigen also expressed in melanoma. Our work demonstrates STING activation in TECs shapes the T cell repertoire and contributes to autoimmunity, findings important for settings that activate thymic STING.

COPA syndrome is a recently described Mendelian autoimmune disorder caused by missense mutations in the Coatomer protein complex subunit alpha (COPA) gene. Patients with COPA syndrome develop arthritis and lung disease that presents as pulmonary hemorrhage or interstitial lung disease (ILD). Immunosuppressive medications can stabilize the disease, but many patients develop progressive pulmonary fibrosis that requires life-saving measures such as lung transplantation. Because very little is understood about the pathogenesis of COPA syndrome, it has been difficult to devise effective treatments for patients. To date, it remains unknown which cell types are critical for mediating the disease as well as the mechanisms that lead to autoimmunity. To explore these issues, we generated a CopaE241K/+ germline knock-in mouse bearing one of the same Copa missense mutations in patients. Mutant mice spontaneously developed ILD that mirrors lung pathology in patients, as well as elevations of activated cytokine-secreting T cells. Here we show that mutant Copa in epithelial cells of the thymus impairs the thymic selection of T cells and results in both an increase in autoreactive T cells and decrease in regulatory T cells in peripheral tissues. We demonstrate that T cells from CopaE241K/+ mice are pathogenic and cause ILD through adoptive transfer experiments. In conclusion, we establish a new mouse model of COPA syndrome to identify a previously unknown function for Copa in thymocyte selection and demonstrate that a defect in central tolerance is a putative mechanism by which COPA mutations lead to autoimmunity in patients.One Sentence Summary A new mouse model of COPA syndrome develops lung pathology that recapitulates patients and reveals that T cells are important drivers of the disease.