Myogenesis within the Human Gubernaculum: Histological and Immunohistochemical Evaluation

Abstract

Background: The presence of varying amounts of smooth muscle (SM) in the patent processus vaginalis suggests that SM plays a role in the descent of the testis. Myogenesis within the gubernaculum (representing primitive mesenchymal tissue) has been evaluated. Materials and Methods: Bilateral gubernacula of ten male and five female fetuses were obtained. Sections were stained with hematoxylin-eosin, van Gieson and Gomori trichrome. Expressions of human muscle actin, desmin, vimentin, α-smooth muscle actin, human myosin, fast myosin, slow myosin, and Myo-D were determined through immunohistochemistry. The structural alterations and expressions according to the fetal ages were determined within the gubernacula of both sexes. Results: Gubernacula revealed striated muscle at twelve weeks of age. Despite expression of actin and desmin, those muscles did not express Myo-D. Actin and desmin expressing striated muscles ceased to exist until 22 weeks of age. Both vascular SM and cremaster muscle (CM) expressed Myo-D during the 22nd and 23rd weeks. CM additionally expressed α-smooth muscle actin. Detection of myofibroblasts in the 22nd week was followed by appearance of the SM in the 27th week in the gubernacula of male fetuses. The same alterations were encountered among the female fetuses at later time points. Conclusion: Both smooth muscle and CM develop within the gubernaculum. CM may have transdifferentiated from the vascular SM. If the gubernaculum represents primitive mesenchymal tissue, it ceases to exist after the development of muscles.

Résumé

Buts: La présence de muscle lisse (SM) dans le processus vaginalis suggère que SM peut jouer un rôle dans la migration testiculaire. La myogenèse à l'intérieur du gubernaculum (tissu mésenchymateux primitif) a été évaluée. Matériels et Méthodes: Le gubernaculum de dix mâles et cinq femelles fœtus était obtenus. Les biopsies étaient marquées avec hematoxylin-eosin, van Gieson et Gomori trichrome. L'expression de l'actine, de la desmine, de la vimentine, du muscle lisse actine, de la myosine humaine, de la myosine rapide, de la myosine lente et de Myo-D étaient appréciés par immunohistochimie. Les altérations en rapport avec l'âge du fœtus étaient précisées dans les gubernaculum des deux sexes. Résultats: Le muscle strié est retrouvé dans le gubernaculum à douze semaines d'âge. Malgré l'expression de Actine et de Desmine, ces muscles n'avaient pas d'expression de Myo-D, d'Actine et de Desmine correspondant à du muscle strié jusqu'à la 22^ème semaine. A la fois SM et le muscle crémaster (CM) exprimaient Myo-D durant la 22^ème et la 23^ème semaine. CM parfois exprimait une actine de muscle lisse. La détection de myofibroblastes à la 22^ème semaine était suivie par l'apparition de SM à la 27^ème semaine dans le gubernaculum des mâles. Quelques altérations étaient rencontrées plus tardivement chez les femelles. Conclusion: A la fois le muscle lisse et CM se développent à l'intérieur du gubernaculum. CM peut être transdifférencié du SM. Si le gubernaculum représente du tissu mésenchymateux primitif, il cesse d'exister après le développement des muscles.

Resumen

Antecedentes: La presencia de cantidades variables de músculo liso (SM) en el canal peritoneo-vaginal permeable sugiere que el SM juega algún papel en el descenso del testículo. Hemos evaluado la miogénesis en el gubernaculum que representa al tejido mesenquimal primitivo. Materiales y Métodos: Se obtuvieron gubernaculos de ambos lados en 10 ratas macho y 10 hembras. Se tiñeron los cortes con hematoxilina-eosina, Van Gieson y tricrómico de Gomori. Las expresiones de actina, desmina, vimentina, a-actina de músculo liso, miosina, miosina rápida, miosina lenta y Myo-d de músculo humano se determinaron inmunohistoquímicamente. Se registraron las alteraciones estrucutrales y las expresiones según las edades fetales en los gubernacula de ambos sexos. Resultados: Los gubernacula mostraban músculo estriado a las 12 semana de edad. A pesar de la expresión de actina y desmina estos músculos no expresaban Myo-d. Los músculos estriados que expresaban actina y desmina cesaron de hacerlo hasta las 22 semanas de edad. Tanto el SM vascular como el CM expresaron Myo-d durante las semanas 22 y 23. CM expresó además actina a de músculo liso. La detección de miofibroblastos en la semana 22 fue seguida por la aparición de SM en la 27 en el gubernaculo de los fetos macho. Las mismas alteraciones se encontraron entre las hembras más tarde. Conclusión: Ambos SM y CM se desarrollan en el gubernaculum. CM puede haberse transdiferenciado a partir de SM vascular. Si el gubernaculum representa los tejidos mesenquimales primitivos deja de existir tras el desarrollo de los músculos.

Zusammenfassung

Zielsetzung: Die Anwesenheit unterschiedlichen Ausmaßes glatter Muskulatur im offenen Processus vaginalis pertonei lässt vermuten, dass auch die glatte Muskulatur beim Descensus testis eine Rolle spielt. In der vorliegenden Arbeit wird die Myogenese im Gubernaculum testis, das sich aus mesenchymalem Gewebe entwickelt, überprüft. Material und Methodik: Die bilateralen Gubernacula bei 10 männlichen und 5 weiblichen Föten wurden untersucht. Die Schnitte wurden mit Hematoxylin-Eosin sowie van Gieson und Gomori Trichrome gefärbt. Untersucht wurde das menschliche Muskel Actin, Desmin, Vimentin, das alpha-glattmuskuläre Actin, menschliches Myosin, das Myosin aus schnell kontrahierenden und langsam kontrahierenden Muskelfasern sowie Myo-D im Rahmen weiterer immunhistochemischer Untersuchungen. Die strukturellen Veränderungen und die Nachweisbarkeit in Relation zum fetalen Alter in beiden Gubernucula wurden bei beiden Geschlechtern überprüft. Ergebnisse: In der Gubernacula beider Geschlechter war quergestreifte Muskulatur ab der 12. Schwangerschaftswoche nachweisbar. Trotz Nachweis von Actin und Desmin konnte jedoch Myo-D nicht nachgewiesen werden. Der Nachweis von Actin und Desmin in der quergestreiften Muskulatur war ab der 22. Schwangerschaftswoche nicht mehr möglich. Sowohl die glatte, vaskuläre Muskulatur als auch die quergestreifte Kremastermuskulatur wies jedoch Myo-D ab der 22. und 23. SSW auf. Der Kremastermuskel zeigte zusätzlich alpha-glattmuskuläres Actin. Der Nachweis von Myofibroblasten in der 22. SSW war gefolgt von dem Nachweis von glatter Muskulatur in der 27. Woche, jedoch nur in den Gubernacula mänlicher Föten. Dieselben Veränderungen wurden bei weiblichen Föten erst zu einem späteren Zeitpunkt beobachtet. Schlussfolgerungen: In der Gubernacula beider Geschlechter entwickeln sich somit glatte Muskelfasern wie auch Kremasterfasern. Das Gubernaculum selbst repräsentiert das primitive, mesenchymale Gewebe. Nach der Entwicklung beider muskulären Strukturen ist es nicht mehr nachweisbar. Ob die Kremastermuskulatur sich aus früherem, vaskulärem, glattmuskulärem Gewebe transdifferenziert, bleibt fraglich.

Key words

Gubernaculum - myogenesis - testis - cryptorchidism - transdifferentiation

Mots-clés

Gubernaculum - myogenèse - testicules - cryptorchidie - transdifférenciation

Palabras clave

Gubernaculum - miogénesis- testículo - criptorquidia - transdiferenciación

Schlüsselwörter

Gubernaculum - Myogenese innerhalb des Gubernaculums - glatte, quergestreifte Muskelfasern

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