クラスリンアダプタータンパク質ARH、DAB2、およびNumbは、Niemann-Pick C1-like 1と低密度リポタンパク質受容体媒介コレステロール摂取で異なる役割を果たします

循環低密度リポタンパク質（LDL）の取り込みは、クラスリン依存性エンドサイトーシスを介してLDL受容体（LDLR）によって媒介されます。このプロセスの初期段階では、アダプタータンパク質ARHとDAB2は、LDLRのエンドサイトーシスシグナルモチーフに特異的に結合し、クラスリン/AP2をリクルートして内在化を開始します。一方、腸のコレステロールは、クラスリン依存性エンドサイトーシスを介して、ニーマンピックC1様1（NPC1L1）に吸収されます。別のアダプタータンパク質であるNumbは、NPC1L1 C末端のエンドサイトーシスモチーフを認識し、カップルNPC1L1はエンドサイトーシス機構に認識します。ARH、DAB2、およびNumbタンパク質には、エンドサイトーシスモチーフを直接結合する均一なホスホチロシン結合（PTB）ドメインが含まれています。ARH、DAB2、およびNumbはすべてPTBドメインファミリーメンバーであるため、新たなミステリーは、これらのアダプターがLDLRおよびNPC1L1エンドサイトーシスで補完的に作用するかどうかです。ここで、ARHとDAB2はNPC1L1に結合せず、NPC1L1の内在化には必要ないことがわかりました。同様に、NumbにはLDLR C末端と相互作用する能力が欠けており、LDLの取り込みに不可欠でした。より短いPTBドメインを持つ麻痺性アイソフォームのみが、NPC1L1エンドサイトーシスを促進することができます。腸のコレステロール吸収における報告された機能に加えて、Numbは肝臓の胆汁からのコレステロール再吸収も媒介しました。さらに、低血液LDLコレステロールのヒトにG595D置換を伴う麻痺性バリアントを特定しました。G595D置換は、クラスリン/AP2に対する麻痺の親和性を減衰させるため、NPC1L1の内在化とコレステロールの再吸収を障害しました。これらの結果は、NumbがLDLRを介したLDL取り込みに選択的に関与するARHとDAB2とは異なるヒト腸と肝臓の両方でNPC1L1を介したコレステロール吸収を特異的に調節することを示しています。

The uptake of circulating low density lipoproteins (LDL) is mediated by LDL receptor (LDLR) through clathrin-dependent endocytosis. At the early stage of this process, adaptor proteins ARH and Dab2 specifically bind the endocytic signal motif in LDLR and recruit clathrin/AP2 to initiate internalization. On the other hand, intestinal cholesterol is absorbed by Niemann-Pick C1-Like 1 (NPC1L1) through clathrin-dependent endocytosis. Another adaptor protein, Numb recognizes the endocytic motif in NPC1L1 C terminus and couples NPC1L1 to endocytic machinery. The ARH, Dab2, and Numb proteins contain a homogeneous phosphotyrosine binding (PTB) domain that directly binds endocytic motifs. Because ARH, Dab2, and Numb are all PTB domain family members, the emerging mystery is whether these adaptors act complementally in LDLR and NPC1L1 endocytosis. Here, we found that ARH and Dab2 did not bind NPC1L1 and were not required for NPC1L1 internalization. Similarly, Numb lacked the ability to interact with the LDLR C terminus and was dispensable for LDL uptake. Only the Numb isoforms with shorter PTB domain could facilitate NPC1L1 endocytosis. Besides the reported function in intestinal cholesterol absorption, Numb also mediated cholesterol reabsorption from bile in liver. We further identified a Numb variant with G595D substitution in humans of low blood LDL-cholesterol. The G595D substitution impaired NPC1L1 internalization and cholesterol reabsorption, due to attenuating affinity of Numb to clathrin/AP2. These results demonstrate that Numb specifically regulates NPC1L1-mediated cholesterol absorption both in human intestine and liver, distinct from ARH and Dab2, which selectively participate in LDLR-mediated LDL uptake.