多極紡錘
在有絲分裂時紡錘體一般有二個極。但是在多精入卵的卵細胞、腫瘤細胞、培養(yǎng)的HeLa細胞、雜種細胞等,隨著條件不同可形成有3、4個或者更多個極的紡錘體。當存在多極紡錘體時,染色體的后期分配便不規(guī)則,可形成幾個小核。用低濃度的秋水仙堿等藥物處理也能誘導(dǎo)出同樣的變化。木賊等特殊的植物體或胚乳細胞,往往在分裂初期形成多極紡錘體,及至分裂中期多數(shù)可恢復(fù)為二個極。
長期以來,科學(xué)家認為在哺乳動物胚胎的***次細胞分裂過程中,只有一個紡錘體負責(zé)將胚胎染色體分配到兩個細胞中。但歐洲研究人員利用小鼠開展的**近實驗觀察發(fā)現(xiàn),這個過程中實際上有兩個紡錘體,分別負責(zé)來自父親和母親的染色體[2]。
雙紡錘體的形成可能部分解釋了為什么哺乳動物在早期發(fā)育階段(胚胎*初的幾次細胞分裂中)會有非常高的錯誤率。如果紡錘體的兩極沒有對齊和融合,那么,受精卵的遺傳物質(zhì)可能會被拉向3個或4個方向,而不是2個。而這種錯誤會導(dǎo)致?lián)碛卸鄠€細胞核的細胞產(chǎn)生,從而終止胚胎發(fā)育。雙紡錘體理論的提出提供了一種先前未知的機制。接下來需要探討的是雙紡錘體是否在人類中也發(fā)揮相同的作用。因為,這將為研究如何改善人類不育***提供非常有價值的信息[3]。 紡錘體微管與染色體之間的相互作用是細胞分裂的重點事件。武漢輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
紡錘體卵冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點。紡錘體作為卵母細胞減數(shù)分裂過程中的主要結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性和形態(tài)直接關(guān)系到卵母細胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。然而,傳統(tǒng)的紡錘體觀測方法往往需要對卵母細胞進行固定和染色,這不僅破壞了細胞的活性,還可能引入額外的損傷。因此,非侵入式成像技術(shù)作為一種新興的研究手段,在紡錘體卵冷凍研究中展現(xiàn)出了巨大的潛力和優(yōu)勢。非侵入式成像技術(shù)是指在不破壞細胞完整性和活性的前提下,通過光學(xué)、聲學(xué)、電磁等物理手段對細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行成像的方法。這類技術(shù)避免了傳統(tǒng)方法中細胞固定和染色帶來的損傷,能夠?qū)崟r、動態(tài)地觀察細胞內(nèi)部的變化,為研究者提供了更加真實、準確的細胞信息。在紡錘體卵冷凍研究中,非侵入式成像技術(shù)能夠直接觀測到冷凍和解凍過程中紡錘體的形態(tài)和動態(tài)變化,為評估冷凍效果和優(yōu)化冷凍方案提供了有力支持。香港Hamilton Thorne紡錘體價格紡錘體微管的動態(tài)變化受到細胞周期蛋白的調(diào)控。
紡錘體的雙極化是卵母細胞減數(shù)分裂過程中的關(guān)鍵事件之一。近年來,我國學(xué)者在人類卵母細胞紡錘體雙極化機制研究方面取得了重要進展。通過高分辨成像技術(shù),研究者們揭示了人類卵母細胞紡錘體雙極化的獨特機制,并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控此過程的關(guān)鍵蛋白。這些研究成果不僅為雙折射性紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角和思路,也為臨床生殖障礙疾病的診療提供了科學(xué)依據(jù)。隨著偏光成像技術(shù)和冷凍保護劑研究的不斷深入,未來有望開發(fā)出更加高效、安全的卵母細胞冷凍保存方案。例如,通過改進冷凍速率和程序、優(yōu)化保護劑配方等手段,進一步減輕冷凍損傷,提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。
紡錘體生成
在含中心體的細胞中,紡錘體的生成開始于細胞分裂前初期 - 即在細胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的結(jié)構(gòu)為兩個**的以中心體為核的星狀體(asters)。當細胞核膜分解后,染色體和星狀體發(fā)生一系列復(fù)雜的互動反應(yīng)。**終結(jié)果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊,每兩條染色體有一個著絲點,每一個著絲點被一束極性相同的微管(通常稱為紡錘絲)附著。此時細胞處于分裂中期,紡錘體生成完畢。實驗證明,中心體在這個過程中的作用不是必需的。動物細胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構(gòu)紡錘體,但其位置通常不在細胞的大致幾何中心,其后的胞質(zhì)分裂也會受嚴重影響。紡錘體 [1]
在不含中心體的細胞中,紡錘體的生成是由染色體本身主導(dǎo)的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白(Ran GTPase)控制。細胞核分解后,紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會在動力分子與為微管動力的合作影響下自動排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組。每組的極性相對于一組著絲點。同時在微管遠端的動力蛋白 dynein 會將這些微管束集中到一點,形成紡錘極區(qū)(Spindle Polar Zone)。與此同時,染色體會自動在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。 紡錘體在細胞分裂中的功能受到細胞內(nèi)外環(huán)境的共同影響。
在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,卵母細胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點之一,旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而,傳統(tǒng)紡錘體觀察方法往往需要對卵母細胞進行固定和染色,這不僅破壞了細胞的活性,還限制了對其發(fā)育潛能的進一步評估。傳統(tǒng)紡錘體觀察方法,如免疫熒光染色技術(shù),雖然能夠清晰地展示紡錘體的形態(tài),但其缺點在于需要對細胞進行固定和染色處理,這一過程不可避免地會對細胞造成損傷,影響后續(xù)的實驗結(jié)果和臨床應(yīng)用。而Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)則通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性,實現(xiàn)了對無需染色紡錘體的直接觀察。這一技術(shù)創(chuàng)新不僅保留了細胞的活性與完整性,還提高了觀察的實時性和動態(tài)性,為卵母細胞冷凍研究提供了更為準確和可靠的評估手段。紡錘體的形成與消失是細胞周期中高度動態(tài)的過程。香港雙折射性紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)
紡錘體在細胞分裂過程中經(jīng)歷明顯的形態(tài)和結(jié)構(gòu)變化。武漢輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
哺乳動物卵母細胞的紡錘體由微管組成,這些微管結(jié)構(gòu)精細且高度動態(tài),對溫度、滲透壓和機械力等外界因素極為敏感。在冷凍過程中,紡錘體容易因冰晶形成、滲透壓變化或機械損傷而遭到破壞,導(dǎo)致染色體分離異常,進而影響卵母細胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。選擇合適的冷凍保護劑是減少紡錘體損傷的關(guān)鍵。然而,不同濃度的冷凍保護劑對紡錘體的影響各異,且不同哺乳動物種類之間也存在差異。因此,需要通過大量實驗來優(yōu)化冷凍保護劑的配方,以大限度地保護紡錘體的完整性。武漢輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
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