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

ABSTRACT

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.

RESUMEN

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.