Expression of Pax6 and Pax7 proteins during the central nervous system development in human embryos / Expresión de proteínas Pax6 y Pax7 durante el desarrollo del sistema central nervioso en embriones humanos

The family of paired box (Pax) genes encodes the transcription factors that have been emphasized for the particular importance to embryonic development of the CNS, with the evidence obtained from various animal models. Human embryos have rarely been available for the detection of the expression of Pax family members. In this study 32 human embryos of Carnegie (CS) stages 10-20 were investigated to find the differences in the expression of Pax6 and Pax7 proteins in different regions of the neural tube and the caudal spinal cord. The expression of Pax6 and Pax7, as determined by immunohistochemistry, showed a tendency to increase in the later stages of the development both in the spinal cord and the brain. Significantly weaker expression of Pax6 and Pax7 was observed at CS 10 as compared to the later stages. At CS 10-12 weak expression of Pax6 was noticed in both dorsal and ventral parts of the developing spinal cord, while the expression of Pax7 was restricted to the cells in the roof plate and the dorsal part of the spinal cord. At CS 14-20 in the developing spinal cord Pax6 and Pax7 were detected mostly in the neuroepithelial cells of the ventricular layer, while only weak expression characterized the mantle and the marginal layers. At the same stages in the developing brain Pax6 and Pax7 were expressed in the different regions of the forebrain, the midbrain and the hindbrain suggesting for their involvement in the differentiation of neurons in specific parts of the developing brain.

La familia de genes Pax del inglés (Paired box) codifica los factores de transcripción debido a la particular importancia en el desarrollo embrionario del SNC, con la evidencia obtenida de varios modelos animales. Rara vez han estado disponibles embriones humanos para la detección de la expresión de genes de la familia Pax. En este estudio, se investigaron 32 embriones humanos de Carnegie (CS) etapas 10-20 para encontrar las diferencias en la expresión de las proteínas Pax6 y Pax7 en diferentes regiones del tubo neural y la médula espinal caudal. La expresión de Pax6 y Pax7, según la inmunohistoquímica, se observó una tendencia a aumentar en las etapas posteriores del desarrollo, tanto en la médula espinal como en el cerebro. Se observó una expresión significativamente más débil de Pax6 y Pax7 en CS 10 en comparación con las etapas posteriores. En CS 10-12 se notó una expresión débil de Pax6 en las partes dorsal y ventral de la médula espinal en desarrollo, mientras que la expresión de Pax7 se limitó a células en la placa del techo y dorsal de la médula espinal. En CS 14-20 en la médula espinal en desarrollo, Pax6 y Pax7 se observó principalmente en las células neuroepiteliales de la capa ventricular, mientras que expresión débil se caracterizó en las capas marginales. En las mismas etapas en el cerebro en desarrollo, Pax6 y Pax7 se expresaron en las diferentes áreas del prosencéfalo, el mesencéfalo y el mesencéfalo, lo que sugiere su participación en la diferenciación de las neuronas en partes específicas del cerebro en desarrollo.

Immunohistochemical detection of BMP-2 and BMP-4 in the developing neural tube and spinal cord of human embryos / Detección inmunohistoquímica de BMP-2 y BMP-4 en el desarrollo del tubo neural y médula espinal del embrión humano

The role of bone morphogenetic proteins (BMP-s) in the development of the nervous system has been widely studied on avian and rodent embryos. Human embryos have rarely been available for detection of BMP expression. In this study 39 human embryos of Carnegie stages (CS) 10-20 were investigated. The embryos were fixed in paraformaldehyde, embedded in paraffin and sectioned serially in transverse direction. BMP-2 and BMP-4 protein expression in the developing neural tube and the caudal spinal cord was determined by immunohistochemistry. Our data show that BMP-s tend to be more expressed in the neural tube in earlier stages; in particular, BMP-4 staining was found to be higher at CS10 compared to CS20. More detailed analysis was performed on embryos of CS14-18. Stronger BMP-2 and BMP-4 expression was found in the dorsal part than in the ventral part of the spinal cord. No differences were seen in the staining intensity of BMP-s in the spinal ganglia. Interestingly, in neural crest cells BMP-2 staining was stronger at CS16 and CS18 as compared to CS14, while no differences were found in BMP-4 staining. On the other hand, in the non-neural ectoderm BMP-4 staining was found to be stronger at CS16 than at CS14, while no differences were seen for BMP-2. In conclusion, expression of BMP-s in the developing neural tube and spinal cord of human embryos is generally in accordance with the findings made in rodents and birds.

El papel de las proteínas morfogenéticas óseas (BMP-s) ha sido ampliamente estudiado en el desarrollo del sistema nervioso en embriones de aves y roedores. Los embriones humanos rara vez han estado disponibles para la detección de la expresión de BMP. En este estudio se investigaron 39 embriones humanos de los estadios Carnegie (CS) 10-20. Los embriones fueron fijados en paraformaldehído, embebidos en parafina y seccionados en serie en dirección transversal. Se determinó por inmunohistoquímica BMP-2 la expresión de la proteína BMP-4 en el tubo neural y en la médula espinal caudal en desarrollo. Nuestros resultados mostraron que la BMP-s tienden a ser más expresadas en el tubo neural en etapas tempranas, en particular, se encontró tinción BMP-4 más alta en comparación con CS10 CS20. Un análisis más detallado se realizó en embriones de CS14-18. En la parte dorsal se observó mayor expresión de BMP-2 y de BMP-4 que en la parte ventral de la médula espinal. No se observaron diferencias en la intensidad de la tinción de BMP-s en los ganglios espinales. Curiosamente, en las células de la cresta neural BMP-2 la tinción fue más fuerte en CS16 y CS18 en comparación con CS14, mientras que no se encontraron diferencias en la tinción de BMP-4. Por otro lado, en el ectodermo no neural se encontró tinción BMP-4 más fuerte en CS16 que en CS14, mientras que no se observaron diferencias para BMP-2. En conclusión, la expresión de BMP-s en el tubo neural en desarrollo y la médula espinal de embriones humanos está generalmente de acuerdo con los hallazgos realizados en roedores y aves.