lrp6 regulates ldlr mediated ldl uptake

23
LRP6 regulates LDLRmediated LDL uptake Zhijia Ye 1,2 , GwangWoong Go 1 , Rajvir Singh 1 , Wenzhong Liu 1 , Ali Reza Keramati 1 , and Arya Mani 1,3* From 1&3 The Departments of Internal Medicine and Genetics, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06510, USA and 2) College of Preventive Medicine, Third Military Medical University, Chongqing400038, China * Address correspondence to Arya Mani, MD, 333 Cedar Street, New Haven, CT 06510, Email: [email protected] Background: Elevated serum LDL cholesterol is a major risk factor for atherosclerosis. Mechanisms that regulate LDL homeostasis are not well understood. Results: LRP6 forms complex with LDLR and other endocytic proteins and its knockdown or mutation impairs LDLR endocytosis. Conclusion: LRP6 regulates LDLRdependent LDL uptake. Significance: LRP6 is a potential target for development of novel lipidlowering drugs. Genetic variations in LRP6 gene are associated with high serum LDL cholesterol levels. We have previously shown that LDL clearance in peripheral Blymphocytes of the LRP6 R611C mutation carriers is significantly impaired. In the current study we have examined the role of wildtype LRP6 (LRP6 WT ) and LRP6 R611C in LDL receptor (LDLR) mediated LDL uptake. LDL binding and uptake were increased when LRP6 WT was overexpressed and modestly reduced when it was knocked down in LDLR deficient CHO (ldlA7) cells. These findings implicated LRP6 in LDLRindependent cellular LDL binding and uptake. However, LRP6 knockdown in wildtype CHO cells resulted in a much greater decline in LDL binding and uptake compared to CHOldlA7 cells, suggesting impaired function of the LDLR. LDLR internalization was severely diminished when LRP6 was knocked down and was restored after LRP6 was reintroduced. Further analysis revealed that LRP6 WT forms a complex with LDLR, clathrin and ARH and undergoes a clathrinmediated internalization after stimulation with LDL. LDLR and LRP6 internalizations as well as LDL uptake were all impaired in CHOk1 cells expressing LRP6 R611C . These studies identify LRP6 as a critical modulator of receptormediated LDL endocytosis and introduce a mechanism by which variation in LRP6 may contribute to high serum LDL levels. Elevated serum LDL cholesterol is a major risk factor for atherosclerosis and myocardial infarction (1). Despite great advances in development of effective lipidlowering drugs, an adequate control of serum lipids in patients with very high serum LDL levels is seldom 1 http://www.jbc.org/cgi/doi/10.1074/jbc.M111.295287 The latest version is at JBC Papers in Press. Published on November 28, 2011 as Manuscript M111.295287 Copyright 2011 by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc. by guest on April 11, 2019 http://www.jbc.org/ Downloaded from

Upload: others

Post on 12-Sep-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

LRP6 regulates LDLR‐mediated LDL uptake  

 

Zhi‐jia Ye1,2, Gwang‐Woong Go1, Rajvir Singh1, Wenzhong Liu1, Ali Reza Keramati1, and Arya Mani1,3* 

From   1&3 The Departments of Internal Medicine and Genetics, Yale University School of Medicine, 

New Haven, CT 06510, USA and 2) College of Preventive Medicine, Third Military Medical University, 

Chongqing400038, China *Address correspondence to Arya Mani, MD, 333 Cedar Street, New Haven, CT 06510, Email: 

[email protected] 

 

 

Background: Elevated serum LDL cholesterol is a major risk factor for atherosclerosis. Mechanisms that regulate LDL homeostasis are not well understood.  Results: LRP6 forms complex with LDLR and other endocytic proteins and its knockdown or mutation impairs LDLR endocytosis. Conclusion:  LRP6  regulates  LDLR‐dependent 

LDL uptake.  

Significance:  LRP6  is  a  potential  target  for 

development of novel lipid‐lowering drugs. 

Genetic variations in LRP6 gene are associated with high serum LDL cholesterol levels. We have previously shown that LDL clearance in peripheral B‐lymphocytes of the LRP6R611C mutation carriers is significantly impaired. In the current study we have examined the role of wildtype LRP6 (LRP6WT) and LRP6R611C in LDL receptor (LDLR) mediated LDL uptake. LDL binding and uptake were increased when LRP6WT was overexpressed and modestly reduced when it was knocked down in LDLR deficient CHO (ldlA7) cells. These findings implicated LRP6 in LDLR‐independent cellular LDL binding and uptake. However, LRP6 

knockdown in wildtype CHO cells resulted in a much greater decline in LDL binding and uptake compared to CHO‐ldlA7 cells, suggesting impaired function of the LDLR. LDLR internalization was severely diminished when LRP6 was knocked down and was restored after LRP6 was reintroduced. Further analysis revealed that LRP6WT forms a complex with LDLR, clathrin and ARH and undergoes a clathrin‐mediated internalization after stimulation with LDL. LDLR and LRP6 internalizations as well as LDL uptake were all impaired in CHO‐k1 cells expressing LRP6R611C. These studies identify LRP6 as a critical modulator of receptor‐mediated LDL endocytosis and introduce a mechanism by which variation in LRP6 may contribute to high serum LDL levels. Elevated  serum  LDL  cholesterol  is  a major  risk 

factor  for  atherosclerosis  and  myocardial 

infarction  (1).  Despite  great  advances  in 

development  of  effective  lipid‐lowering  drugs, 

an adequate control of serum  lipids  in patients 

with  very  high  serum  LDL  levels  is  seldom 

  1

http://www.jbc.org/cgi/doi/10.1074/jbc.M111.295287The latest version is at JBC Papers in Press. Published on November 28, 2011 as Manuscript M111.295287

Copyright 2011 by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 2: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

achieved  (2). The major determinant of plasma 

LDL  cholesterol  levels  is  the  rate  of  LDL 

clearance  from  the  plasma.  Much  of  our 

knowledge  about  the  LDL  clearance  and 

trafficking  comes  from  rare  Mendelian 

disorders  that  impair  its  endocytosis  (3‐7). 

However,  the  identified  genetic  variants 

account  for  only  a  fraction  of  inherited  lipid 

abnormalities  in  the  general  population.  

Accordingly, our knowledge about mechanisms 

that  regulate  LDL  clearance  is  far  from 

complete.  

We recently reported that LDL receptor 

related  protein  6  (LRP6)  regulates  LDL 

cholesterol  clearance  (8).  Individuals with  rare 

nonconservative  LRP6R611C  mutation  have  in 

their  third  or  fourth  decades  of  life  LDL 

cholesterol levels that are comparable to values 

observed  in patients with heterozygote  familial 

hypercholesterolemia  (9).  Furthermore, 

common variations within LRP6 gene have been 

associated with modest elevation  in serum LDL 

in  the  general  population  (10).  We  have 

previously  demonstrated  that  an  intact  LRP6 

function is necessary for normal LDL uptake (8). 

In  the same study, we showed  that  the splenic 

macrophages  of  LDLR+/‐ mice  display  reduced 

LDL uptake compared to wildtype mice. We also 

demonstrated  that  the  peripheral  B‐

lymphocytes  of  LRP6R611C  mutation  carriers 

exhibit  impaired  LDL  internalization  compared 

to  their non‐carrier  relatives  (8). Conversely,  In 

vitro  overexpression  of  LRP6  in  NIH3T3  cells 

increased  cellular  cholesterol  uptake  (same 

reference). Since  these studies were all carried 

out  in  cells  which  express  LDL  receptor,  it 

remained  to be determined as  to whether and 

to  what  extent  the  function  of  LRP6  in  LDL 

clearance  is LDLR‐dependent. Furthermore, the 

extent  of  ApoB  binding  of  LRP6  was  not 

sufficiently strong to explain the severe degree 

of hyperlipidemia  in  LRP6 mutation  carriers.  In 

this  study we  examined  the  effect  of  LRP6  on 

LDLR function and LDLR‐dependent LDL uptake . 

In  addition,  the  interaction  between  LRP6  and 

key  proteins  involved  in  vesicular  cholesterol 

transport was investigated. Finally, the effect of 

LRP6R611C on  LDLR  function and  LDLR‐mediated 

LDL uptake in CHO‐k1 cells was examined.  

 

EXPERIMENTA PROCEDURES 

Antibodies,  cell  lines  and  human  skin 

fibroblasts‐  Antibodies  for  LRP6,  HA  tag, 

clathrin,  caveolin‐1,  CD44,  and  β‐actin  were 

purchased from Cell Signaling Technology (MA). 

Antibody  for     Na+‐K+‐ATPase1 was  from  Santa 

Cruz  Biotechnology  (CA).  Dil‐LDL  (BT‐904)  and 

human  I‐125  LDL  (BT‐913R, specific  activity 0.20 

µCi/µg)  were  purchased  from  Biomedical 

Technologies  Inc., MA. Antibodies for ARH, and 

LDLR  were  purchased  from  Novus  Biologicals 

(CO).  Clathrin  specific  shRNAs were  purchased 

from Santa Cruz Biotechnology. CHO‐ldlA7 cells 

were gift  from Dr. Monty Krieger. CHO‐k1 cells 

  2

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 3: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

and  CHO‐ldlA7  cells  were  maintained  in  F12 

medium  supplemented  with  10%  FBS  and  1% 

pen‐strep. Wildtype  and  Cav‐1  knockout MEFs 

were kindly provided by Dr. Martin Schwartz at 

Yale.  Human  skin  fibroblasts  were  obtained 

from  LRP6R611C  mutation  carriers  and  four 

unaffected  relatives  by  routine  skin  biopsies. 

MEF,  HepG2,  HEK293  cells  and  human  skin 

fibroblasts were maintained  in DMEM medium 

supplemented with 10% FBS and 1% pen‐strep.   

Plasmids,  point‐mutant  generation,  and  cell 

transfection‐  Vectors  expressing  HA‐tagged 

LRP6WT or HA‐tagged  LRP6R611C were generated 

as previously described (9).   Plasmid LRP6‐EYFP 

was  a  gift  from  Dr.  Christof  Niehrs.  LRP6R611C‐

EYFP was generated by point‐mutation. Briefly, 

a  C  for  T mutation  at  the  nucleotide  position 

1831 in human LRP6 gene was introduced using 

QuikChange  Site‐Directed  Mutagenesis  Kit 

(Stratagen,  CA)  as  instructed  by  the 

manufacturer.  Thermal  cycling  reaction  was 

carried out using high  fidelity DNA polymerase 

and  complementary  mutagenic  primers.  The 

forward and  reverse primer sequences were 5’ 

CTATAGACCTCAGGGCCTTTGCTGTGGCTTGCCCT

ATTG  3’  and  5’ 

CAATAGGGCAAGCCACAGCAAAGGCCCTGAGGTC

TATAG  3’  respectively.  Cell  transfections were 

carried  out  with  Fugene6  (Roche,  IN)  as  per 

manufacturer’s instructions. 

Immunocoprecipitation‐  cell  lysates  (2 mg) 

were  subjected  to  overnight 

immunoprecipitation  with  HA  antibody  in 

presence of protein A/G Sepharose beads at 

4  °C.    The  following  day,  the 

immunoprecipitants were washed with lysis 

buffer  three  times,  applied  to  SDS‐gel 

electrophoresis  and  subsequently  analyzed 

by western blotting using  antibody  against 

LDLR,  clathrin,  and  ARH. 

Immunoprecipitation  with  LDLR  antibody 

and  immunoblotting with HA antibody was 

carried out similarly. 

Metabolic  labeling‐CHO  cells were plated  in 6‐

well  plates  and  grew  to  70%  confluent.  Cells 

were washed multiple  times  and  incubated  in 

0.2 mCi/mL of  [35S]‐cysteine  in MEM w/o cys + 

1x Gln for 30 min for pulse‐chase labeling or 4 h 

for  continuous  labeling  at  room  temperature. 

After several washes with cold PBS, 2 ml/well of 

Chase media (37°C) were added.   At the end of 

each  time  point,  cells  were  washed,  lysed  in 

cold lysis buffer in presence of PMSF and placed 

on  a  rocker  for  30  min  at  4°C.  Lysates  were 

centrifuged  for  1 min  at  14,000  rpm  in  a  4°C 

and  the  supernatant was  transferred  to a new 

set of tubes where 500 µl/tube HA monoclonal 

antibodies  were  added  for 

immunoprecipitation.  Subsequently  50  µl/tube 

Protein  A  beads  were  added  to  the  samples, 

  3

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 4: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

placed  on  a  rocker  at  4°C  overnight  and 

subsequently  washed  with  cold  PBS.  Beads 

were spun down for 1 min at 4,000 rpm, boiled 

for 5 min and the supernatant was loaded onto 

gel(s), fixed and exposed to films. 

Stable  shRNA knockdown of LRP6 and clathrin‐

The lentivirus vectors expressing LRP6 targeting 

shRNA  (5’  CGGCGAATTGAAAGCAGTGAT  3’) 

were  constructed as described  (11). Briefly 0.5 

million  of  CHO‐k1  or  CHO‐ldlA7  cells  were 

plated in 6‐well plates one day before infection.  

Polybrene was added  into medium  to  the  final 

concentration  of  5  μg/ml.  Lentivirus  particles 

were added  into  the medium  for 24 h. On  the 

next day medium was replaced and transduced 

cells  were  transferred  to  medium 

supplemented with 5 ug/ml of puromycin.  

Binding  and  uptake  of  LDL‐  CHO‐k1  and  CHO‐

ldlA7 cells either overexpressing wildtype LRP6 

or  LRP6R611C,  or  transfected  with  shGFP  or 

shLRP6    were  cultured  in  F12  medium 

supplemented  with  5%  human  lipoprotein 

deficient  serum  (LPDS)  for  24  h,  followed  by 

treatment with I125‐LDL for binding assay or with 

dil‐LDL for uptake study. For binding assay, cells 

were pre‐chilled for 30 min at 4 °C, followed by 

adding  I125‐LDL  (10  µg/ml)  in  F12  culture 

medium supplemented with LPDS for 2 h at 4°C. 

Following  several  at 4°C with DPBS,  cells were 

incubated with 2 ml of  sodium dextran  sulfate 

(4 mg/ml) in DPBS for 1 hour at 4 °C. An aliquot 

was placed in liquid scintillation counter (LSC) to 

determine the total amount of I125‐LDL bound to 

the  cell  surface.  Cells were  harvested  and  the 

lysate  was  used  to  measure  protein 

concentration.  For  LDL  uptake,  cells  were 

incubated  in LPDS with dil‐LDL  (10 μg/ml) for 2 

h  at  37°C.  Cells  were  harvested  and  washed 

twice with  ice‐cold PBS and analyzed by  FACS. 

For treatment with lipoprotein lipase (LPL), cells 

were  incubated  in  medium  B  supplemented 

with  1  µg/ml  LPL  inactivated  with 

tetrahydrolipostatin (1:2,000). 

Confocal  imaging‐ Cells were placed  in 24‐well 

plates  containing  poly‐D‐lysine  coated 

coverslips.  After  lipoprotein  starvation,  cells 

were treated with human LDL (hLDL, 20 μg/ml). 

Cells were fixed by 4% paraformaldehyde for 10 

min, permeabilized with 0.05% Triton X‐100  in 

PBS for 5 min, and blocked by 3% BSA in PBS for 

1 h. Cells were then washed and incubated with 

1:100  diluted  antibodies  for  LRP6  (Abgent), 

clathrin  (BD),  caveolin  (BD),  or  LDLR  (Abcam) 

overnight  at  4°C.  Subsequently  cells  were 

washed and incubated with 1:100 diluted Alexa 

Fluor  488  and  Alexa  Fluor  568  fluorescence‐

conjugated secondary antibodies (Invitrogen) at 

RT  for  1  h.    Coverslips  were  mounted  with 

ProLong  Gold  Antifade with  DAPI  (Invitrogen). 

Specimens were examined by Nikon Ti‐E Eclipse 

inverted  microscope  equipped  with  Perfect 

  4

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 5: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

Focus  using  excitation  and  emission  filters  at 

488 nm and 561 nm, respectively. 

Sucrose density gradient ‐Cultured CHO‐k1 cells 

3 x 108 were harvested in cold PBS on ice and 

were lysed in 700 µl extraction buffer (25 mM 

HEPES (pH 6.5), 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% 

Triton X‐100, 1 mM PMSF and protease 

inhibitor cocktail). The lysate was mixed 1 ml of 

with 80% sucrose cushion to yield a mixture of 

40% sucrose gradient and then transferred into 

a 12‐ml ultracentrifuge tube for SW41 rotor. At 

top of the sample‐sucrose mixture (2 ml), 6.5 ml 

of 30% sucrose and 3.5 ml of 5% sucrose 

cushion were overlaid respectfully. 

Ultracentrifugation was done at 34,500 rpm for 

20 h at 4°C using Beckman SW 41 rotor. After 

centrifugation, fractions were collected from 

the bottom of the tube with 20‐gauge needles 

and analyzed by immunoblotting with the 

indicated antibodies.  

Isolation of cell surface proteins‐ Endocytosis of 

the  LDLR  or  LRP6  was  monitored  using  a 

protocol  described  previously  (12).  HA‐tagged 

LRP6WT or LRP6R611C  transfected CHO cells were 

used  for  LDLR  endocytosis,  and  wildtype  or 

caveolin1  knockout MEFs were  used  for  LRP6 

endocytosis.  After  24  h  lipoprotein  starvation, 

monensin  (25  µM)  and  human  LDL  (20  µg/µl) 

were  added  and  incubated  for  0,  5,  20,  or  60 

min.  Cells  were  plunged  into  ice‐cold  PBS  to 

inhibit  further  endocytosis,  washed  with  cold 

PBS,  resuspended  in  1  ml  of  PBS  plus 

sulfosuccinimidyl‐6‐biotinamido  hexanoate  (1 

mg/ml), and  incubated  for 30 min at 4  °C with 

end‐over‐end  mixing.  Samples  were  then 

processed  for surface expression of LDLR using 

neutravidin‐agarose. Cell surface proteins were 

eluted from the beads by adding 1X SDS loading 

buffer and were immunoblotted using indicated 

antibodies. 

Statistical analysis‐ All experimental data 

represent results from four independent 

experiments. Protein expression levels were 

quantified by densitometry of Western blots. 

Statistical analysis was carried out with two‐

factor analysis of variance (ANOVA). Statistical 

Comparisons were done using Analyse‐it® 

statistic software. A probability value of P < 0.05 

was considered as statistically significant for all 

experiments.  

RESULTS 

LRP6  regulates  LDLR‐independent  cellular  LDL 

uptake‐  To  study  LDLR‐independent  effect  of 

LRP6  on  LDL  uptake,  CHO‐ldlA7  were 

transfected with plasmids containing HA tagged 

LRP6WT or empty vectors. These cells  lack LDLR 

(Fig. 1A). Binding of  I125 LDL  to cell surface was 

analyzed  using  liquid  scintillation  counter  and 

cellular uptake of dil‐LDL (LDL labeled with 1,1’‐

dioctadecyl‐3,3,3’,3’‐tetramethylindo‐

carbocynanine perchlorate) was examined using 

FACS  analysis.  CHO‐ldlA7  cells  expressing 

  5

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 6: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

LRP6WT  showed  significantly higher  LDL binding 

at 4°C compared to vehicle alone (P<0.001) (Fig. 

1B).  Accordingly,  LDL  uptake  at  37°C  was 

increased  in  cells  expressing  LRP6WT  by  25% 

compared  to  cells  transfected  with  vehicle 

alone (P<0.01) (Fig. 1C).  

We  next  knocked  down  LRP6  by  RNA 

interference in CHO‐ldlA7 cells and examined its 

effect  on  LDL  clearance.  The  shRNA  reduced 

LRP6  protein  levels  by  greater  than  80%  (Fig. 

1D).  RNA  interference  (shLRP6)  resulted  in  a 

modest,  but  significant,  reduction  in  LDL 

binding  and  internalization  of  these  cells 

compared  to  cells  transfected with GFP‐shRNA 

(P<0.05)  (Fig.  1E,  F).  These  findings  implicated 

LRP6 in LDLR independent LDL uptake.   

 

LRP6 modulates LDLR‐mediated LDL uptake‐ The 

modest effect of LRP6 on LDL uptake could not 

explain  the  severity  of  hyperlipidemia  in 

patients with loss of function LRP6 mutation. To 

study the effect of LRP6 on LDLR‐ mediated LDL 

uptake,  wildtype  CHO  cells  (CHO‐k1)  were 

transfected with plasmids containing HA tagged 

LRP6WT  or  vehicle  alone.  LDL  binding 

significantly  increased  in  cells  overexpressing 

LRP6WT (P<0.01) compared to vehicle alone (Fig. 

2A).  Baseline  LDL  uptake  was  significantly 

higher  in CHO‐k1 compared  to CHO‐ldlA7 cells. 

Analogous  to  CHO‐ldlA7  cells,  CHO‐k1  cells 

expressing  LRP6WT  exhibited  increased  LDL 

internalization  compared  to  vector  alone  (Fig. 

2B) (P<0.05). Strikingly, there was much greater 

increase  in  LDL  uptake  caused  by  LRP6WT 

overexpression  in  CHO‐k1  vs.  CHO‐ldlA7  cells. 

Conversely, LRP6 knockdown with LRP6‐specific 

shRNA  reduced  LDL  binding  (P<  0.05)  and 

internalization(P<0.01)  in  CHO‐k1  cells 

compared  to  cells  transfected  with  a  GFP 

shRNA(Fig.  2C,  2D).  In  these  cells  LDLR  was 

expected  to  compensate  for  the  impaired 

function of LRP6 in LDL uptake. On the contrary, 

LRP6  knockdown  resulted  in  a  much  greater 

decline  in  LDL  binding  and  internalization  in 

CHO‐k1cells  compared  to  CHO‐ldlA7  cells. 

Furthermore, opposite to CHO‐ldlA7 cells, CHO‐

k1  cells  exhibited  a  steady  decline  in  LDL 

clearance  after  LRP6  knockdown.    These 

findings  indicated  impaired  function of LDLR  in 

absence of LRP6 and strongly implicated LRP6 in 

LDLR‐dependent  LDL  uptake.  The  lipoprotein 

lipase (LPL)‐facilitated LDL uptake has shown to 

be a LDLR‐dependent process (13). The effect of 

LRP6  on  LPL‐facilitated  LDL  uptake  was 

examined  in CHO‐k1  cells. Cells overexpressing 

LRP6WT exhibited >1.8  fold  (P<0.01)  increase  in 

LDL  uptake  in  response  to  LPL  compared  to 

vector  alone  (Fig.  2E).  LPL  did  not  change  LDL 

uptake  in  CHO‐ldlA7  cells  before  and  after 

overexpression of LRP6WT (data not shown). This 

finding underscores  the  critical  role of  LRP6  in 

LDLR‐mediated LDL uptake. 

 

  6

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 7: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

LRP6  is necessary  for  LDLR  internalization‐ The 

effect of LRP6 on LDLR function was assessed by 

the LDLR internalization in response to LDL. The 

rate  of  LDLR  disappearance  from  the  cell 

surface  in  response  to  LDL  (10  μg/ml)  was 

examined  in  CHO‐k1  cells  after  LRP6  was 

knocked down by RNA  interference. Cells were 

infected with  lentivirus vectors expressing LRP6 

targeting shRNA and  treated with monensin  to 

block  LDLR  recycling.  LDLR  on  the  cell  surface 

was  biotinylated  and  were  isolated  using 

neutravidin  agarose.  The  isolated  protein  was 

immunoblotted  to  assess  for  surface  LDLR  30 

and  60 min  after  treatment with  LDL.  In  cells 

expressing  sham  shRNA,  LDLR  internalization 

was detectable 30 min after LDL was added  to 

the medium.  The  amount  of  LDLR  in  the  cell 

lysates  before  isolation  of  the  biotinylated 

protein was unchanged,  indicating that the  loss 

of surface LDLR was not due to the reduction in 

total  LDLR  content.  The  membrane  LDLR  in 

response to LDL remained relatively unchanged 

when LRP6 was knocked down,  indicative of  its 

impaired  internalization  (Fig. 3A). The  impaired 

function  of  the  LDLR  was  rescued  when  cells 

were  transfected  with  plasmid  containing 

LRP6WT  (Fig.  3B).  These  results  indicated  that 

LRP6  is  indispensable  for  proper  LDLR 

internalization. 

 

LRP6  colocalizes  and  forms  complex with  LDLR 

and  clathrin‐  The  conventional wisdom  is  that 

LRP6  is  a  lipid  raft  receptor  protein  which  is 

internalized  after  Wnt  stimulation  in  a  Cav‐1 

mediated process  (14). The  intriguing effect of 

LRP6  on  LDLR  internalization  prompted  us  to 

readdress this issue. The subcellular localization 

of LRP6 in relationship to LDLR and clathrin was 

examined  by  sucrose  gradient  fractionation  in 

CHO‐k1  cells.  The  analysis  showed  that  the 

majority of LRP6 resides in membrane fractions 

which  contain  clathrin  and  LDLR  (Fig.  3C)  and 

only  a  small  quantity  of  LRP6  was  present  in 

Cav‐1  containing  fraction.  These  findings 

prompted  further  studies  to  examine  the 

interaction between LRP6 and LDLR. 

To  determine whether  LRP6  and  LDLR 

form a complex, immunocoprecipitation studies 

in CHO‐k1 cells transfected with plasmids either 

expressing HA  tagged  LRP6WT  or  vectors  alone 

were  carried  out.  Proteins  from  cell  lysates 

were  immunoprecipitated with anti‐HA or anti‐

LDLR  antibodies  followed  by Western  blotting 

with  anti‐LDLR  or  anti‐HA  antibodies, 

respectively.  The  analysis  showed  that  LRP6 

forms a complex with LDLR (Fig. 3D).  

Associations  between  LRP6,  clathrin 

and  ARH  were  also  examined  by 

immunocoprecipitation studies (Fig. 3D).  There 

was only a weak association between LRP6 and 

clathrin  at  baseline,  which  dramatically 

increased  in  presence  of  LDL.  In  contrast,  the 

maximum  physical  association  between  ARH 

and  LRP6  was  at  baseline  (see  below).    The 

  7

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 8: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

specificity of these reactions was demonstrated 

by  absence  of  coimmunoprecipitaion  of  LRP6 

with IgG.  

We examined cellular localization of the 

LDLR  and  LRP6  in normal  cultured human  skin 

fibroblasts  by  immunocytochemistry  and 

confocal microscopy  (Fig.  3E).  LRP6  and  LDLR 

colocalized both on  the cell  surface and within 

the cytoplasm. After stimulation with LDL, both 

membrane  proteins  translocated  to  the  same 

juxtanuclear region. 

 

LDL‐mediated  LRP6  internalization  is  clathrin‐

dependent‐  We  examined  membrane 

expression of LRP6WT in CHO‐k1 cells over a time 

course of 60 min after  treatment with LDL and 

in presence of monensin. There was no change 

in total expression of LRP6WT (data not shown). 

Membrane expression of the LRP6WT decreased 

steadily  during  this  time  period,  indicating  its 

internalization in response to LDL (Fig. 4A).  

Non‐vesicular  LDL  uptake  is  a  clathrin‐

independent  process  (15),  that  is    associated 

with  upregulation  of  large  network  of 

invaginations  originating  from  the  plasma 

membrane  (13).  Cav‐1  promotes  formation  of 

tubular  invaginations  (16,17)  and  has  been 

implicated in LDL trafficking within cells (18,19). 

In  addition,  Cav‐1  is  required  for  Wnt3a‐

mediated  LRP6  internalization  and  activation 

(14). We  investigated  if  Cav‐1  is  required  for 

LDL‐mediated  LRP6  internalization.  LRP6 

internalization  in  Cav‐1(‐/‐)  mouse  embryonic 

fibroblasts  (MEFs)  was  compared  to  control 

MEFs  in  presence  of monensin.  There was  no 

significant  difference  in  LRP6  internalization 

between  the  two  cell  types  (Fig.  4C).  This 

finding  suggested  that  the  LDL‐mediated 

internalization of LRP6 is caveolin independent. 

The  process  of  LDLR‐dependent  LDL 

clearance  starts  from  binding  of  LDL  by  LDLR 

and its endocytosis mediated by clathrin coated 

vesicles. LRP6  is a member of LDLR  family with 

structural domains similar to LDLR. To examine 

the  role of  clathrin  in  LRP6 endocytosis during 

LDL uptake, clathrin was knocked down by RNA 

interference  in  MEFs.  The  RNA  interference 

reduced expression of clathrin by more than 90 

percent  (Fig.  4B).  LRP6  internalization  in 

response  to  LDL  was  significantly  impaired 

when  clathrin  was  knocked  down  by  RNA 

interference  (Fig.  4C).  Immunohistochemical 

studies  of  normal  human  skin  fibroblasts 

showed colocalization of LRP6 with clathrin and 

their translocation to the juxtanuclear region 30 

minutes  after  exposure  to  LDL  (Fig.  4D). 

Surprisingly,  there  was  no  significant 

colocalization between LRP6 and Cav‐1 in these 

cells before or after stimulation with LDL. These 

findings  suggest  that  clathrin  mediates 

internalization of both LDLR and LRP6.  

We  next  examined  the  time  course  of 

physical association between LRP6 and clathrin 

in  response  to  LDL  by  immunocoprecipitation 

  8

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 9: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

studies.    The  immunocoprecipitation  of  LRP6 

and  clathrin was  examined  in CHO‐k1  cells  for 

60  min  after  LDL  (10  μg/dl)  stimulation. 

Complex  formation between  LRP6 and  clathrin 

was weak at baseline but peaked at 30 minutes 

post stimulation with LDL  (Fig. 4E).  In contrast, 

ARH and LRP6 formed a complex  in absence of 

LDL. This complex  is barely detectable after 30 

minutes  and  is  undetectable  after  60 minutes 

stimulation with LDL (Fig. 4F). These findings are 

consistent with the roles of clathrin and ARH as 

endocytic  and  adaptor  proteins,  respectively 

(20).  Taken together, these results suggest that 

LRP6 serves as a critical protein for vesicular LDL 

uptake.  

LRP6R611C  impairs  LDL  uptake  and  LDLR 

internalization‐ LRP6R611C mutation carriers have 

such  dramatically  elevated  serum  LDL 

cholesterol  level,  which  could  not  be  solely 

explained by  isolated  impairment of  the  LDLR‐

independent  LDL  uptake.  This  raised  the 

question as to whether R611C mutation impairs 

LDLR  function. We expressed LRP6R611C  in CHO‐

k1 and CHO‐ldlA7 cells and compared  its effect 

on  cell  surface  LDL  binding  and  LDL 

internalization  with  those  of  the  LRP6WT  or 

empty vector. There was no  significant  change 

in  total  expression  levels  of  LRP6WT  and 

LRP6R611C (Fig. 5A). Similarly, a pulse chase study 

carried  out  for  120 min  showed  no  decline  in 

total LRP6 at  the given  time points,  suggesting 

absence  of  protein  degradation  (Fig.  5B).  The 

membrane  expression of  LRP6R611C was  slightly 

lower  than  LRP6WT  (Fig.  5C).  This  we  had 

previously  shown  to  be  caused  by  impaired 

recycling  of  the  mutant  protein.  Accordingly, 

the  amount  of  LRP6R611C  protein 

immunocoprecipitated  with  LDLR  and  clathrin 

was significantly lower compared to LRP6WT (Fig. 

3D).  Expression  of  LRP6R611C  in  both  CHO  cell 

types,  however,  completely  failed  to  increase 

LDL binding  and  internalization  (Fig. 1A, B  and 

2A, B). The rate of LDLR disappearance from the 

cell  surface  in  response  to  LDL  (10  μg/ml) was 

examined  between  CHO‐k1  cells  expressing 

LRP6WT  and  LRP6R611C.  The  baseline  expression 

levels  of  the  membrane  LDLR  were  slightly 

higher in cells expressing LRP6R611C compared to 

LRP6WT,  likely  due  to  a  feedback  mechanism 

triggered by  the  impaired LRP6‐dependent LDL 

uptake.  However,  the  LDLR  internalization  in 

response  to  LDL  (10  μg/ml)  was  markedly 

reduced  in  CHO‐k1  cells  expressing  LRP6R611C 

compared to LRP6WT and vector alone (Fig. 5D). 

Immunostaining of the LDLR and clathrin in skin 

fibroblasts of noncarriers of the LRP6 mutation 

showed  redistribution  of  the  LDLR/clathrin 

complex  from  cell  surface  to  a  juxtanuclear 

region  30  minutes  after  stimulation  with  LDL 

(Fig.  5E). However,  LDLR/clathrin  complex was 

at  this  time  point  still  significantly  present  on 

the  surface  of  the  skin  fibroblasts  of  LRP6R611C 

mutation  carriers.  Taken  together,  these 

findings strongly suggested impaired function of 

  9

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 10: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

the mutant receptor protein in promoting LDLR 

internalization and LDL uptake. 

We  next  compared  internalization  of 

LRP6R611C  and  LRP6WT  in  CHO‐k1  cells  treated 

with  monensin  to  block  recycling.  The 

internalization  of  the  LRP6R611C  compared  to 

LRP6WT was  dramatically  reduced  (Fig.  4A).  At 

the  baseline,  there  was  a  modest  association 

between  LRP6R611Cand  ARH  demonstrated  by 

immunocoprecipitation  (Fig.  3E,  4E).  This 

association,  however,  remained  unchanged 

over a time course of 60 min after LDL exposure 

(Fig.  4E).  Taken  together,  these  findings 

suggested  impaired  vesicular  endocytosis 

caused  by  LRP6  mutation.  Diminished  LDL 

uptake  results  in  increased  LDL  synthesis 

through  a  feedback  mechanism  (21). 

Accordingly,  the key enzyme of  the cholesterol  

biosynthesis,  HMGCR,  was  expressed  at 

significantly  higher  levels  in  cells  expressing 

LRP6R611C compared to LRP6WT (Fig. 5E). 

These  studies  imply  the  critical  role  of 

LRP6  in  vesicular  trafficking  and  suggest  that 

the  impairment of this function  is an  important 

contributor  to  the  elevated  LDL  cholesterol 

levels in LRP6R611C mutation carriers. 

 

 

DISCUSSION 

LRP6  is a member of  the LDL  receptor‐

related  family,  which  are  transmembrane  cell 

surface proteins  involved  in  receptor‐mediated 

endocytosis.  LRP6,  however,  is  widely  known 

for its role as a Wnt coreceptor in the canonical 

signaling  pathway  during  embryonic 

development  (22).  Although  this  protein  is 

ubiquitously expressed post‐embryonically (23), 

its function in adult tissues has remained largely 

elusive.  We  have  previously  shown  that 

individuals  with  rare  nonconservative 

LRP6mutations  have  LDL  levels  that  resemble 

those  of  the  individuals  with  heterozygote 

familial hypercholesterolemia  (9, 10). Common 

variants of this gene have been associated with 

modest  elevation  of  the  LDL  in  independent 

populations (10). These studies have implicated 

the emerging  role of  LRP6  in  regulation of  the 

circulating  LDL  and  as  a  potential  target  for 

lipid‐lowering therapy. 

We  have  previously  shown  that  LRP6 

promotes  LDL  uptake  and  this  function  is 

impaired  in  the  lymphocytes  of  LRP6R611C 

mutation  carriers.  However,  whether  LRP6‐

mediated  LDL  uptake  is  independent  of  LDLR 

function  was  not  examined.  The most  critical 

finding of the current study is the identification 

of  LRP6  as  a  regulator  for  LDLR‐mediated  LDL 

uptake. The evidences came from much greater 

alterations  in  LDL  binding  and  clearance  in 

wildtype CHO compared to LDLR deficient CHO‐

ldlA7  cell  when  LRP6  was  overexpressed  or 

knocked  down.  Most  notably,  the  LDLR 

endocytosis was  significantly  impaired  in CHO‐

k1  cells  when  LRP6  was  knocked  down  or 

  10

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 11: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

mutated.  LRP6  colocalized  and 

immunocoprecipitated  with  LDLR.  A  sucrose 

gradient centrifugation demonstrated that LRP6 

resides  in  the  same  membrane  fraction  with 

LDLR  and  clathrin.    Immunohistochemical 

studies  confirmed  the  colocalization  of  LRP6, 

clathrin and LDLR. Further analysis showed that 

LRP6  forms  a  complex  with  LDLR,  ARH  and 

clathrin  and  undergoes  a  clathrin‐dependent 

endocytosis  after  exposure  to  LDL.    These 

findings  suggested  that  LRP6  functions  as  a 

critical  scaffolding  protein  that  promotes 

formation  of  a  complex  between  LDR  and 

endocytic  machinery  and  triggers  their 

endocytosis.  Dissection  of  the  intracellular 

trafficking  of  LRP6  requires  additional 

investigations  that  were  beyond  the  scope  of 

the current study.   

LRP6R611C  expression  in  CHO‐k1 

significantly  impaired  LDLR  internalization  and 

failed  to enhance  LDL binding or uptake. Since 

LDLR  is  the major  regulator of  the  cellular  LDL 

clearance,  its  altered  function  has  possibly  a 

major  impact  on  the  circulating  LDL  levels  of 

LRP6 mutation carriers.  Impaired LDL uptake  in 

cells expressing LRP6R611C should also trigger LDL 

biosynthesis. Such evidence comes from higher 

HMGR  expression  in  cells  expressing  LRP6R611C 

vs.  LRP6WT.  Whether  and  to  what  extent 

HMGCR  inhibitors  can  reduce  serum  LDL  in 

LRP6  mutation  carriers  remains  to  be 

determined. 

In  this  study  we  also  demonstrate  a 

modest,  but  significant,  role  of  LRP6  in  LDLR‐

independent  LDL  uptake.   We  have  previously 

shown  that  LRP6 binds  apoB  and  is present  in 

early  endosomes. Whether  LRP6  is  recognized 

by  the  LDLR‐related  adaptor  proteins  is 

unknown  at  this  point.    LRP6  contains  several 

putative  YXXϕ motifs  for  potential  binding  to 

AP‐2  (where  X  stands  for  any  amino  acid  and 

ϕfor  a  bulky  hydrophobic  residue)  (24‐26) 

(27,28). One of these motifs is in close proximity 

of  the  R611C mutation  site.  Interestingly,  the 

internalization of LRP6R611C was also significantly 

impaired. Additional experiments are necessary 

to  determine  which  motif(s)  of  LRP6  is  (are) 

required for  its recognition by adaptor proteins 

and for its internalization.  

Cav‐1  is  a  protein  required  for  LRP6 

internalization  upon Wnt  stimulation  (14)  and 

has shown to be  involved  in LDL trafficking (18, 

19).  Cav‐1  was,  however,  not  necessary  for 

LRP6  internalization  in  response  to  LDL. 

Strikingly,  sucrose  gradient  centrifugation 

demonstrated  that  LRP6  resides  mainly  in 

fractions  containing  clathrin  as  opposed  to 

caveolin. Taken  together,  these  results  suggest 

that LRP6‐mediated LDL uptake is a clathrin but 

not a caveolin dependent process.  

In  sum,  our  results  strongly  indicate 

that LRP6 is a critical modulator of vesicular LDL 

uptake. This conclusion comes from a collective 

data  ranging  from  identification of a  rare LRP6 

  11

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 12: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

  12

mutation  in  a  large  kindred  with  dramatically 

elevated  LDL  cholesterols,  demonstration  of 

defective  LDL  clearance  in  cells  from mutation 

carries and  strong  in  vitro  findings of  impaired 

LDLR  function  in  cells  expressing mutant  LRP6 

or  deficient  for  it.    Thus,  LRP6  should  be 

regarded as a potential target for development 

of novel therapeutics in hyperlipidemia.

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 13: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

 

FOOTNOTES   

We thank Dr. Monty Krieger for kindly providing us with the CHO‐ldlA7 cells. We would also like to give 

our  thanks  to Dr. Martin Schwartz  for his critical advice and  for providing us with wildtype and Cav‐1 

knockout mouse embryonic fibroblasts. Our special thanks go also to Dr. Christof Niehrs for generously 

sending us the LRP6‐EYFP plasmid. The work was supported by R01HL094784‐01 and R01HL094574‐03. 

FIGURE LEGENDS 

Fig. 1 (A‐F)LDLR independent binding and internalization of LDL by LRP6. CHO‐ldlA7 cells were transfected 

with plasmids encoding HA‐tagged LRP6WT, LRP6R611C or with vector alone (CTL). CHO‐LdlA7 cells lack LDLR (A 

). Cells were cultured in 5% human LPDS for 24 h followed by addition of I125‐LDL (10 µg/ml) for 2 h at 4°C. 

For the binding assays. For LDL uptake dil‐LDL (10 μg/μml) was added to the medium at 37°C for 2 h and 

analyzed by FACS.  Cells expressing LRP6WT had significantly greater and those expressing LRP6R611C 

significantly lower LDL binding compared to controls (B). Similarly cells expressing LRP6WT had significantly 

higher LDL uptake compared to vector alone (CTL) and cells expressing LRP6R611C (C). LRP6 specific shRNA 

knocked down LRP6 in CHO‐ldlA7 cells by more than 80% (D). LRP6 knockdown by RNA interference 

modestly reduced LDL binding (E) and uptake (F) compared to GFP shRNA (mean±SEM. *P<0.05, **P<0.01, 

***P<0.001  by ANOVA) 

Fig. 2 (A‐E)Binding and internalization of LDL by LRP6 in presence of LDLR. CHO‐k1 cells were transfected 

with plasmids encoding HA‐tagged LRP6WT, LRP6R611C or with vector (CTL) alone. LDL binding and 

internalization assays were carried out as described.  Cells expressing LRP6WT had significantly higher and 

those expressing LRP6R611C showed significantly lower LDL binding compared to the vector alone (A). LRP6WT 

caused higher LDL uptake compared to LRP6R611C or vector alone (B). LRP6 knockdown by RNA interference 

significantly reduced LDL binding (C) and uptake (D). The decrement in LDL uptake of CHO‐k1 cells was more 

dramatic compared to CHO‐ldlA7 cells suggesting impairment of the LDLR activity. Interaction between LRP6 

and LDLR was further examined by examining the effect of the LPL on LDL uptake. LPL‐induced increase in 

uptake of LDL in CHO‐k1 cells expressing LRP6WT was twice as high compared to vector alone (E) 

(mean±SEM. *P<0.05, **P<0.01   by ANOVA). 

Fig. 3(A‐E)LRP6 mediates LDLR internalization. LRP6 knockdown by RNA interference significantly 

impaired LDLR internalization in CHO‐k1 cells treated with LDL and recycling inhibitor monensin (A). This 

  13

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 14: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

effect was rescued with transfection of LRP6WT (B). Sucrose density gradient centrifugation in CHO‐k1 

cells shows that LRP6 resides predominantly in the membrane fractions containing clathrin and LDLR 

compared to Caveoline‐1 (C). LRP6WT and LRP6R611C form complexes with LDLR, clathrin and ARH but not 

IgG (used as control) (D). CHO‐k1 cells were transfected with plasmids containing either LRP6WT or 

LRP6R611C. Proteins from cell lysates were immunoprecipitated with either anti‐HA or anti‐LDLR followed 

by Western blotting with either anti‐LDLR or anti‐HA antibodies, respectively. In addition, after 

immunoprecipitation with anti‐HA Western blottings were carried out with anti‐ARH and anti‐clathrin. 

Immunohistochemical studies in skin fibroblasts of R611C mutation carriers and noncarriers showed 

colocalization of LDLR and wildtype and mutant LRP6 (3E). However, LDLR/LRP6 internalization was 

defective in the skin fibroblasts of R611C mutation carriers. In the upper corner of the right panels 

higher magnification of the cell surface area shown by the arrows are depicted for better visualization 

on).  

 

Fig. 4 (A‐F) Clathrin‐dependent internalization of LRP6 and its impairment by R611C mutation. LRP6 on 

the cell surface was biotinylated and were precipitated using neutravidin agarose. The 

immunoprecipitated complex was immunoblotted to assess for surface LDLR 30 and 60 min after 

treatment with LDL. Wildtype LRP6 started to internalize 30 min after LDL was added to the medium (A). 

In contrast, internalization of LRP6R611C was significantly impaired. Clathrin specific shRNA knocked down 

clathrin in MEF cells by more than 90 percent (B). LRP6 internalization in Cav1 (‐/‐) MEFs was 

comparable to those of the wild type MEFs (C), but was significantly impaired in MEFs after clathrin was 

knocked down. Immunohistochemical studies in normal human skin fibroblasts showed significant 

colocalization of LRP6 with clathrin, but not with caveolin 1 (D). Clathrin and LRP6 but not Cav‐1 

internalized in response to LDL stimulation. Immunocoprecipitation of LRP6, clathrin and ARH over a 

time course of 60 min after LDL exposure were carried out. LRP6/clathrin immunocoprecipitation 

peaked 30 min after stimulation with LDL (E). ARH andLRP6WTimmunocoprecipitated, but their 

association decreased over time after exposure to LDL (F). LRP6R611C immunocoprecipitated with ARH but 

its association with LRP6 remained unchanged over a time course of 60 min after LDL exposure, 

suggesting impaired endocytosis.  

Fig.  5(A‐F)R611C mutation  impairs  vesicular  LDL  uptake.  CHO‐k1  cells were  transfected with 

vectors containing HA tagged LRP6R611C, LRP6WT or empty vectors. The total expression of LRP6R611C and 

LRP6WT were not significantly different  (A). A pulse‐chase study carried out  to assess  for decay of  the 

LRP6R611C protein  showed  no  change  in  its  expression  at  specified  time  interval  (B).  There was  slight 

  14

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 15: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

reduction  in membrane expression  levels of LRP6R611C compared  to LRP6WT  (C).   Membrane expression 

levels  of  LDLR  in  response  to  LDL  in  CHO‐k1cells  expressing  LRP6R611C  and  LRP6WT  were  compared. 

LRP6R611C significantly impaired LDLR internalization in (D). HMGCR, the key enzyme of the LDL synthesis, 

was  expressed  at  significantly  higher  levels  in  cells  expressing  LRP6R611C  compared  to  LRP6WT  (E). 

Immunofluorescent staining of the skin fibroblasts from R611C mutation carriers and noncarriers using 

antibodies  against  clathrin  and  LDLR  was  carried  out  (F).  LDLR  and  clathrin  internalized  after  LDL 

stimulation  in  the  fibroblasts  of  mutation  noncarriers.    In  contrast,  LDLR  and  clathrin  in  the  skin 

fibroblasts of the mutation carriers remained largely on the cell surface after stimulation with LDL. 

  15

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 16: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

REFERENCES 

 1.  Rahilly‐Tierney, C. R., Lawler, E. V., Scranton, R. E., and Michael Gaziano, J. (2009) Prev 

Cardiol12, 80‐87 2.  Varma, R., Aronow, W. S., Gandelman, G., and Zammit, C. (2005) Am J Cardiol95, 269‐270 3.  Cohen, J. C., Boerwinkle, E., Mosley, T. H., and Hobbs, H. H. (2006) N Engl J Med354, 1264‐1272 4.  Hobbs, H. H., Leitersdorf, E., Leffert, C. C., Cryer, D. R., Brown, M. S., and Goldstein, J. L. (1989) J 

Clin Invest84, 656‐664 5.  Hobbs, H. H., Russell, D. W., Brown, M. S., and Goldstein, J. L. (1990) Annu Rev Genet24, 133‐170 6.  Hobbs, H. H., Brown, M. S., and Goldstein, J. L. (1992) Hum Mutat1, 445‐466 7.  Russell, D. W., Lehrman, M. A., Südhof, T. C., Yamamoto, T., Davis, C. G., Hobbs, H. H., Brown, M. 

S., and Goldstein, J. L. (1986) Cold Spring Harb Symp Quant Biol51 Pt 2, 811‐819 8.  Liu, W., Mani, S., Davis, N., Sarrafzadegan, N., Kavathas, P., and Mani, A. (2008) Circ Res103, 

1280‐1288 9.  Mani, A., Radhakrishnan, J., Wang, H., Mani, M., Nelson‐Williams, C., Carew, K., Mane, S., 

Najmabadi, H., Wu, D., and Lifton, R. (2007) Science315, 1278‐1282 10.  Tomaszewski, M., Charchar, F. J., Barnes, T., Gawron‐Kiszka, M., Sedkowska, A., Podolecka, E., 

Kowalczyk, J., Rathbone, W., Kalarus, Z., Grzeszczak, W., Goodall, A. H., Samani, N. J., and Zukowska‐Szczechowska, E. (2009) Arterioscler Thromb Vasc Biol29, 1316‐1321 

11.  Tiscornia, G., Singer, O., and Verma, I. M. (2006) Nat Protoc1, 234‐240 12.  Basu, S. K., Goldstein, J. L., Anderson, R. G., and Brown, M. S. (1981) Cell24, 493‐502 13.  Loeffler, B., Heeren, J., Blaeser, M., Radner, H., Kayser, D., Aydin, B., and Merkel, M. (2007) J 

Lipid Res48, 288‐298 14.  Yamamoto, H., Komekado, H., and Kikuchi, A. (2006) Dev Cell11, 213‐223 15.  Boucrot, E., Saffarian, S., Zhang, R., and Kirchhausen, T. (2010) PLoS One5, e10597 16.  Yokomori, H., Oda, M., Yoshimura, K., Nagai, T., Fujimaki, K., Watanabe, S., and Hibi, T. (2009) 

Liver Int29, 266‐276 17.  Carozzi, A. J., Ikonen, E., Lindsay, M. R., and Parton, R. G. (2000) Traffic1, 326‐341 18.  Fernández‐Hernando, C., Yu, J., Suárez, Y., Rahner, C., Dávalos, A., Lasunción, M. A., and Sessa, 

W. C. (2009) Cell Metab10, 48‐54 19.  Fernández‐Hernando, C., Yu, J., Dávalos, A., Prendergast, J., and Sessa, W. C. (2010) Am J 

Pathol177, 998‐1003 20.  Garuti, R., Jones, C., Li, W. P., Michaely, P., Herz, J., Gerard, R. D., Cohen, J. C., and Hobbs, H. H. 

(2005) J Biol Chem280, 40996‐41004 21.  Goldstein, J. L., and Brown, M. S. (1973) Proc Natl Acad Sci U S A70, 2804‐2808 22.  Kokubu, C., Heinzmann, U., Kokubu, T., Sakai, N., Kubota, T., Kawai, M., Wahl, M. B., Galceran, J., 

Grosschedl, R., Ozono, K., and Imai, K. (2004) Development131, 5469‐5480 23.  Lindvall, C., Zylstra, C. R., Evans, N., West, R. A., Dykema, K., Furge, K. A., and Williams, B. O. 

(2009) PLoS One4, e5813 24.  Nesterov, A., Kurten, R. C., and Gill, G. N. (1995) J Biol Chem270, 6320‐6327 25.  Sorkin, A., Mazzotti, M., Sorkina, T., Scotto, L., and Beguinot, L. (1996) J Biol Chem271, 13377‐

13384 26.  Fire, E., Brown, C. M., Roth, M. G., Henis, Y. I., and Petersen, N. O. (1997) J Biol Chem272, 29538‐

29545 27.  Vincent, V., Goffin, V., Rozakis‐Adcock, M., Mornon, J. P., and Kelly, P. A. (1997) J Biol Chem272, 

7062‐7068 

  16

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 17: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

28.  Zhang, Y., and Allison, J. P. (1997) Proc Natl Acad Sci U S A94, 9273‐9278   

   

  17

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 18: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

Fig. 1 

 

 

  18

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 19: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

   

Fig. 2 

  19

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 20: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

 

Fig. 3 

 

 

 

 

 

  20

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 21: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

Fig. 4 

 

 

 

 

 

 

  21

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 22: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

Fig. 5 

 

 

 

 

  22

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from

Page 23: LRP6 regulates LDLR mediated LDL uptake

ManiZhi-jia Ye, Gwang-Woong Go, Rajvir Singh, Wenzhong Liu, Ali Reza Keramati and Arya

LRP6 regulates LDLR-mediated LDL uptake

published online November 28, 2011J. Biol. Chem. 

  10.1074/jbc.M111.295287Access the most updated version of this article at doi:

 Alerts:

  When a correction for this article is posted• 

When this article is cited• 

to choose from all of JBC's e-mail alertsClick here

by guest on April 11, 2019

http://ww

w.jbc.org/

Dow

nloaded from