Der Transkriptionsfaktor PPARG (peroxisome proliferator-activated receptor gamma) ist ein Kernrezeptor, der am Lipidstoffwechsel, an der Insulinresistenz und an der Entzündung beteiligt ist. Darüber hinaus spielt er eine wesentliche Rolle bei der Plazentabildung, wie Mausmodelle gezeigt haben. In der menschlichen Plazenta wird PPARG stark von Trophoblasten exprimiert und ist unmittelbar an deren Differenzierung beteiligt: Die mononukleären villösen Zytotrophoblasten fusionieren, um den Synzytiotrophoblasten zu erneuern, jene mehrkernige Schicht, die den Austausch zwischen dem mütterlichen und dem fetalen Kreislauf gewährleistet. Eine abnorme Expression oder Aktivität von PPARG ist somit mit Plazentapathologien wie der Präeklampsie oder der intrauterinen Wachstumsretardierung assoziiert. Der Rezeptor weist insbesondere eine Ligandenbindungsdomäne (LBD) auf, deren seltene Mutationen mit autosomal-dominantem Erbgang die familiäre partielle Lipodystrophie Typ 3 (FPLD3) verursachen, die durch eine abnorme Verteilung des Fettgewebes und schwere metabolische Komplikationen gekennzeichnet ist.
Die Autoren wollten die Auswirkungen dreier Mutationen der LBD von PPARG auf zwei für die Plazentaentwicklung wesentliche Prozesse bewerten: die Zellfusion und die Zellmigration. Die Mutation E352Q, die ursprünglich in einem Fall von Plazentaanomalien beschrieben wurde, der zum neonatalen Tod führte, wurde in der Zelllinie NIH/3T3, die kein endogenes PPARG besitzt, sowie in menschlichen Trophoblasten nach Ausschaltung des endogenen Gens mittels RNA-Interferenz und anschließender Rekonstitution durch Vektoren, die die Wildtyp- oder die mutierte Form kodieren, untersucht. Die Mutationen R262G und L319X wurden ihrerseits mittels Wundheilungstests an Hautfibroblasten von Patienten mit FPLD3 untersucht, die mit Kontrollfibroblasten verglichen wurden. Eine strukturelle Analyse des Rezeptors ergänzte diese funktionellen Ansätze.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Mutation E352Q die transkriptionelle Aktivität von PPARG signifikant reduziert, mit oder ohne Agonist. Bemerkenswerterweise stellt die Behandlung mit dem Agonisten GW1929 diese Aktivität in vitro nahezu vollständig wieder her, ein Profil, das für andere mit FPLD3 assoziierte Mutationen nicht berichtet wurde. Diese Mutation verringert zudem die Fusion der villösen Zytotrophoblasten zum Synzytiotrophoblasten. Bei den Fibroblasten hemmen die Mutationen R262G und L319X die Zellmigration stark, wobei der Effekt von L319X größer ist als der von R262G. Die mutierten Fibroblasten weisen eine abgeflachte statt spindelförmige Morphologie sowie eine Zunahme der durch Vinculin markierten fokalen Adhäsionen auf, eines Proteins, das als Suppressor der Migration beschrieben wird, was mit der beobachteten Reduktion übereinstimmt.
Die strukturelle Analyse erhellt diese Beobachtungen: Die mutierten Reste sind an Interaktionsnetzwerken beteiligt, die die Ligandenbindungstasche und die Dimerisierungsfläche mit RXRα stabilisieren. Zusammenfassend belegen diese Arbeiten, dass eine einzige Missense- oder Nonsense-Mutation der Ligandenbindungsdomäne von PPARG ausreicht, um die Prozesse der Zellfusion und der Zellmigration signifikant zu hemmen.