如何觀察紡錘體呢？

在普通光學(xué)顯微鏡下，人類卵母細(xì)胞是半透明的，無法對紡錘體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析。傳統(tǒng)方法是用一種特異的DNA熒光染料對卵母細(xì)胞染色，在紫外光下可顯示紡錘體，這種免疫熒光方法對卵母細(xì)胞有損傷，不能應(yīng)用于臨床。為了更好的觀測紡錘體，美國海洋生物學(xué)實驗室的R．Oldenbourg等利用紡錘體的雙折射特性，開發(fā)出偏振光顯微鏡?，F(xiàn)今，偏振光顯微鏡已經(jīng)發(fā)展成為一種無創(chuàng)性的觀察和分析紡錘體動態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微觀測系統(tǒng)，我們也叫它紡錘體觀測儀。它不僅能對雙折射性紡錘體信號的有無進(jìn)行定性分析，還能對信號的強弱進(jìn)行定量分析。 紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的形成和維持需要消耗大量能量。北京紡錘體Hoechst染料

近年來，隨著玻璃化冷凍技術(shù)的不斷發(fā)展，成熟卵母細(xì)胞紡錘體的冷凍保存研究取得了進(jìn)展。研究表明，采用玻璃化冷凍法冷凍保存的成熟卵母細(xì)胞，在解凍后其紡錘體和染色體的形態(tài)及功能均能得到較好的保持。這主要得益于玻璃化冷凍過程中避免了冰晶形成對細(xì)胞的損傷，以及冷凍保護(hù)劑對細(xì)胞的有效保護(hù)。然而，值得注意的是，盡管玻璃化冷凍法在提高解凍存活率和妊娠成功率方面取得了成效，但仍存在一些問題。例如，冷凍過程中紡錘體的微管結(jié)構(gòu)可能受到低溫的影響而發(fā)生解聚，導(dǎo)致染色體分離異常。此外，冷凍保護(hù)劑的毒性也可能對卵母細(xì)胞造成一定的損傷。為了克服這些問題，研究者們進(jìn)行了大量的實驗和優(yōu)化工作。例如，通過改進(jìn)冷凍保護(hù)劑的配方和濃度，降低其對細(xì)胞的毒性；通過優(yōu)化冷凍速率和程序，減少冷凍過程中對細(xì)胞的機械損傷；以及通過篩選和評估不同冷凍載體和保存時間對卵母細(xì)胞冷凍效果的影響，尋找好的冷凍保存條件。上海哺乳動物紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿紡錘體在細(xì)胞分裂中扮演關(guān)鍵角色，確保遺傳物質(zhì)均等分配。

為了減少冷凍過程中紡錘體的損傷，研究者們嘗試在冷凍液及解凍液中添加細(xì)胞骨架保護(hù)劑，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能夠穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)，防止其在低溫下解聚。通過偏光成像技術(shù)，研究者可以實時監(jiān)測紫杉醇對紡錘體的保護(hù)效果，評估其在冷凍保存過程中的作用機制。此外，還可以進(jìn)一步觀察解凍后卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能，為臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。無需對細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，保持細(xì)胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r監(jiān)測紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍效果。能夠捕捉到細(xì)微的紡錘體形態(tài)變化，提高評估的準(zhǔn)確性。

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(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、培養(yǎng)的HeLa細(xì)胞、雜種細(xì)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(dāng)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(xì)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(rèn)為在哺乳動物胚胎的***次細(xì)胞分裂過程中，只有一個紡錘體負(fù)責(zé)將胚胎染色體分配到兩個細(xì)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(fù)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(xì)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(xì)胞核的細(xì)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]。 紡錘體微管的正極朝向細(xì)胞兩極，負(fù)極則靠近染色體。

隨著科技的不斷發(fā)展，無損觀察技術(shù)將不斷得到優(yōu)化和創(chuàng)新。未來有望開發(fā)出更加便捷、高效、低成本的成像設(shè)備，進(jìn)一步降低設(shè)備成本并提高操作簡便性。同時，通過優(yōu)化成像算法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以實現(xiàn)對紡錘體形態(tài)變化的更精細(xì)、更準(zhǔn)確的評估。無損觀察紡錘體卵冷凍研究涉及生殖醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)等多個領(lǐng)域。未來通過加強不同學(xué)科之間的交叉融合和協(xié)同創(chuàng)新，可以推動該領(lǐng)域取得更多突破性進(jìn)展。例如，結(jié)合分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的研究成果，可以進(jìn)一步揭示紡錘體在卵母細(xì)胞發(fā)育和受精過程中的作用機制。顯微鏡下的紡錘體，如同精密的分子機器，引導(dǎo)染色體分離。香港輔助生殖紡錘體加熱臺

紡錘體形態(tài)的變化反映了細(xì)胞分裂的不同階段。北京紡錘體Hoechst染料

隨著科技的進(jìn)步，冷凍與解凍技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。例如，玻璃化冷凍技術(shù)因其快速冷凍和解凍的特點，能夠有效減少冷凍過程中的冰晶形成和滲透壓變化對紡錘體的損傷。此外，一些研究者還嘗試將微流控技術(shù)應(yīng)用于卵母細(xì)胞的冷凍保存中，以實現(xiàn)更精確的溫度控制和更均勻的冷凍保護(hù)劑分布。無損觀察技術(shù)如偏光顯微鏡（Polscope）和冷凍電鏡（Cryo-EM）等的應(yīng)用為MI期紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。這些技術(shù)能夠在不破壞卵母細(xì)胞活性的情況下實時觀察紡錘體的形態(tài)和變化，從而更準(zhǔn)確地評估冷凍保存的效果。北京紡錘體Hoechst染料