Gonadal differentiation during embryonic and fetal development of male New Zealand rabbits (Oryctolagus cuniculus) / Diferenciación gonadal durante el desarrollo embrionario y fetal de conejos machos neozelandeses (Oryctolagus cuniculus)

SUMMARY: The rabbit is considered an ideal animal model for studies that describe abnormalities in the testicles due to the similar morphogenetic mechanisms of sexual development and diseases commonly found in humans. The aim of this study was to determine the male sexual differentiation of the New Zealand rabbit (Oryctolagus cuniculus) through development. The gestational age was estimated and classified as 9, 12, 14, 16, 18, 20, 23 and 28 gestational days. The morphological and sexual determination were performed by histological analysis of the reproductive tract in the embryos and fetuses (9-28 days) as well as by immunohistochemistry- Desert hedgehog-Dhh- (testis-specific protein on Y chromosome- 16, 20, 23 days and adult rabbits). Gonads were observed from the 14th day in an undifferentiated stage and with homogeneous aspect. Sexual differentiation was observed from the 16th day with presence of cells forming gonadal cords and Dhh+ cells in the gonadal parenchyma. From the 18th gestational day testicular cords were observed, which evolved into organized seminiferous tubules. The formation of the efferent ducts and ductus deferens and epididymis was observed on the 20th and 23rd days, respectively. The differentiation of the external genitalia occurred from the 23rd days from the anogenital distance and was identified to identify the penile structures. In summary, the features of the sexual differentiation were determined by observation of the Dhh+ protein in embryos from the 16th day to adulthood, and the morphological particularities observed from the 18th gestational day, determined by differentiation of the external genitalia from the 23rd day.

RESUMEN: El conejo se considera un modelo animal ideal para estudios que describen anomalías a nivel testícular debido a que presenta mecanismos morfogenéticos similares al desa- rrollo sexual y enfermedades que se encuentran comúnmente en los seres humanos. El objetivo de este estudio fue determinar la diferenciación sexual masculina del conejo de Nueva Zelanda (Oryctolagus cuniculus) a través del desarrollo. La edad gestacional se estimó y clasificó en 9, 12, 14, 16, 18, 20, 23 y 28 días gestacionales. La determinación morfológica y sexual se realizó mediante análisis histológico del tracto reproductivo en los embriones y fetos (9 - 28 días) así como mediante inmunohistoquímica -Desert hedgehog-Dhh- (proteína testicular específica en el cromosoma Y- 16, 20, 23 días y conejos adultos). Las gónadas se observaron a partir del día 14 en un estadio indiferenciado y con aspecto homogéneo. Se observó diferenciación sexual a partir del día 16 con presencia de células formadoras de cordones gonadales y células Dhh+ en el parénquima gonadal. A partir del día 18 de gestación se observaron cordones testiculares, que evolucionaron a túbulos seminíferos organizados. La formación de los conductos eferentes, deferentes y del epidídimo se observó a los 20 y 23 días, respectivamente. La diferenciación de los genitales externos ocurrió a partir del día 23 desde la distancia anogenital y se utilizó para identificar las estructuras del pene. En conclusión, las características de la diferenciación sexual se determinaron mediante la observación de la proteína Dhh en embriones desde el día 16 hasta la edad adulta, y las particularidades morfológicas observadas a partir del día 18 de gestación, determinadas por diferenciación de los genitales externos a partir del día 23.

Caracterización y marcación de células germinales primordiales / Characterization and marking of primordial germ cells

Las células germinales primordiales (CGP) son los precursores de los ovocitos y espermatocitos. Se caracterizan por ser las únicas capaces de retener verdaderamente la capacidad de desarrollo pluripotencial luego de la gastrulación. Estas células provienen del epiblasto, diferenciándose del resto de las células somáticas gracias a señales emitidas por el ectodermo extraembrionario y endodermo visceral tempranamente a partir de los días 6,0 a 7,5 dpc. en la especie murina. Luego migran a través de intestino primitivo y mesenterio dorsal hasta llegar a las crestas genitales alrededor de los 10,5 dpc. Las células germinales primordiales tienen una variada morfología y expresión génica, por lo tanto presentan distintos marcadores según el estadío en el que se encuentren. Dentro de los marcadores más estudiados y caracterizados se encuentran fragillis, c-Kit, Stella, DAZ, Vasa, GCNA1, Blimp1 y SSEA-1.

Primordial germ cells (PGC) are the precursors of oocytes and spermatocytes. They are characterized by being the only ones capable of accurately retaining pluripotent developmental ability after gastrulation. These cells come from the epiblast, they differ from somatic cells by signals from the extra-embryonic ectoderm and visceral endoderm, starting from day 6.0 to 7.5 dpc in murine species. Then migrate through the primitive gut and dorsal mesentery to reach genital ridges around 10.5 dpc. The primordial germ cells have a varied morphology and gene expression therefore have different markers according to the stage where they are. Among the most studied and characterized markers are Fragilis, c-Kit, Stella, DAZ, Vasa, GCNA1, Blimp1 and SSEA-1.

Origen y Migración de Células Troncales / Stem Cells Origin and Migration

La generación de progenitores celulares, su migración y distribución a través del organismo, es determinante en la generación de divergencia morfológica y evolución de las distintas especies de vertebrados. Las células progenitoras transitan por diferentes compartimentos durante el desarrollo embrionario y su exposición a diferentes medioambientes tisulares estimula la activación de programas específicos de diferenciación. En este capítulo discutiremos el origen de diferentes poblaciones de células migratorias, tales como las células madre embrionarias, las células germinales primordiales y las células de la cresta neural, con un enfoque en los distintos factores moleculares activados durante la migración hacia distintos compartimientos embrionarios.

Generation, migration and distribution of stem cells throughout the body are a major process in the generation of morphological divergence and evolution in different species of vertebrates. Progenitor cells pass through different compartments during embryonic development and the exposition to different tissue environments stimulates the activation of specific differentiation programs. In this chapter we discuss the origin of different migratory cell populations, such as embryonic stem cells, primordial germ cells and neural crest cells, with focus on the different molecular factors activated during migration to different embryonic compartments.

Epiblast embryo stem cells give origin to adult pluripotent cell populations: primordial germ cell, pericytic and haematopoyetic stem cells: a review / Las células madre del epiblasto dan origen a poblaciones de células pluripotentes adultas: células germinales primordiales, células madre pericíticas y hematopoyéticas: revisión

Adult stem cells are great promise to the future of regenerative therapy, and understanding of its embryonic origin permit the discrimination of stem cell sources. Embryonic stem cells derived from inner cell mass of blastocyst originate the primordial germ cells, and pericyte stem cell associated to vessels endothelium in yolk sac. Currently, it is being proposed that embryonic primordial germ cell could originate hematopoietic stem cells based on the detection of germ cell markers (SSEA-1/TEC-1, Oct-4 and Nanog) in stem cell harvested from fetal liver and bone marrow. However, different experimental evidence points at two separate differentiation routes toward primordial germ cells, and hematopoietic stem cell with the same embryonic origin. The expression of undifferentiated stem cell markers in umbilical cord and placental vessels, such CD34, CXCR4, c-kit and OCT4 demonstrates the intimate relation between pericyte stem cells, endothelium, haematopoiesis, and primordial germ cells, which all originate from embryonic stem cell from the inner cell mass epiblast.

Las células madre adultas son una gran promesa para el futuro de la terapia regenerativa, y la comprensión de su origen embrionario permite la discriminación de las fuentes de células madre. Las células madre embrionarias derivadas del macizo celular interno del blastocisto originan las células germinales primordiales, y células madre pericíticas asociadas al endotelio de los vasos del saco vitelino. En la actualidad, se propone que las células germinales primordiales embrionarias podrían originar a las células madre hematopoyéticas sobre la base de la detección de marcadores de células germinales (SSEA-1/TEC-1 oct-4 y Nanog) en células madre extraídas de hígado fetal y médula ósea. Sin embargo, diferentes evidencias experimentales apuntan hacia dos vías separadas de diferenciación en células germinales primordiales, y en células madre hematopoyéticas con el mismo origen embrionario. La expresión de marcadores de células madre no diferenciadas en el cordón umbilical y los vasos de la placenta, como CD34, CXCR4, c-kit y OcT4 demuestra la íntima relación entre las células madre pericíticas, el endotelio y las células germinales primordiales, las que se originan en células madre embrionarias a partir del epiblasto del macizo celular interno.