在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，卵母細(xì)胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)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(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，這不僅破壞了細(xì)胞的活性，還限制了對(duì)其發(fā)育潛能的進(jìn)一步評(píng)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(diǎn)在于需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理，這一過程不可避免地會(huì)對(duì)細(xì)胞造成損傷，影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了對(duì)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(xì)胞的活性與完整性，還提高了觀察的實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性，為卵母細(xì)胞冷凍研究提供了更為準(zhǔn)確和可靠的評(píng)估手段。紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化揭示了細(xì)胞分裂過程中分子層面的奧秘。上海輔助生殖紡錘體透明帶

核移植和紡錘體卵冷凍都是高度精細(xì)的技術(shù)操作，需要嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。任何微小的失誤都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或胚胎發(fā)育異常。因此，提高技術(shù)操作的精細(xì)度和成功率，是核移植紡錘體卵冷凍研究的重要方向。近年來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，核移植紡錘體卵冷凍研究取得了進(jìn)展。研究者們通過優(yōu)化冷凍保護(hù)劑配方、改進(jìn)冷凍解凍方法、加強(qiáng)紡錘體穩(wěn)定性保護(hù)等手段，有效提高了核移植后胚胎的發(fā)育潛力和質(zhì)量。例如，有研究者采用低濃度的冷凍保護(hù)劑配方，結(jié)合快速冷凍和解凍技術(shù)，降低了紡錘體在冷凍過程中的損傷程度。同時(shí)，他們還利用顯微操作技術(shù)精確地將體細(xì)胞核移入去核卵母細(xì)胞的特定位置，提高了重新編程的成功率。這些研究成果為核移植紡錘體卵冷凍技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。香港克隆紡錘體卵細(xì)胞評(píng)價(jià)紡錘體在細(xì)胞分裂中的穩(wěn)定性對(duì)于細(xì)胞存活至關(guān)重要。

紡錘體是如何形成的(1)

紡錘體是動(dòng)植物細(xì)胞分裂期形成的與染色體正常分離直接相關(guān)的分裂器，紡錘體的裝配在有絲分裂的前期完成。動(dòng)物細(xì)胞紡錘體由星體微管、極間微管、動(dòng)粒微管及其結(jié)合蛋白構(gòu)成，因含有星體微管故稱有星紡錘體。無中心體的動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞也能形成紡錘體，因不含有星體微管而稱之為無星紡錘體。微管是由α、β微管蛋白異源二聚體及少量微管結(jié)合蛋白聚合而成的亞穩(wěn)定動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。動(dòng)物細(xì)胞的中心體由一對(duì)相互垂直的圓筒狀中心粒及中心體基質(zhì)構(gòu)成。它是紡錘體微管向外生長(zhǎng)的**，又稱微管組織中心。在有絲分裂前間期的S期初期，中心體開始復(fù)制倍增，在G2期結(jié)束時(shí)完成。在細(xì)胞分裂期前期，間期復(fù)制倍增的兩個(gè)中心體分離，每一個(gè)中心體形成放射狀排列的微管，稱為星體，每個(gè)中心體是它自身星體的**。在有絲分裂細(xì)胞周期的分裂期，微管通過持續(xù)增加和丟失組成微管的微管蛋白亞基來實(shí)現(xiàn)微管的聚合和解聚，微管始終處于生長(zhǎng)和縮短的更替中。在分裂前期，紡錘體微管由游離的微管蛋白組裝而成，介導(dǎo)染色體的運(yùn)動(dòng)；分裂末期，紡錘體微管解聚，又組裝形成細(xì)胞質(zhì)微管網(wǎng)絡(luò)。紡錘體微管包括動(dòng)粒微管、極間微管和星體微管.

紡錘體功能分解

      在細(xì)胞分裂中，其主要作用有兩個(gè)部分。其一為排列與分裂染色體。紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。紡錘體的正常生成是染色體排列的必要條件。紡錘體生成完畢后一般會(huì)有5-20分鐘的延遲，以供細(xì)胞調(diào)整著絲點(diǎn)上微管束的極性，以及決定是否所有的著絲點(diǎn)都附著正確。此后細(xì)胞進(jìn)入分裂后期，染色體分裂為兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。同樣，紡錘體的完整性決定這個(gè)分裂過程在時(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性。

      紡錘體另一功能為決定胞質(zhì)分裂的分裂面。染色體分裂的同時(shí)，紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極，而停弛在紡錘體**， 形成紡錘**體(central spindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域，稱為紡錘**區(qū)(spindle midzone).此**區(qū)就是接下來的胞質(zhì)分裂面。胞質(zhì)分裂開始于分裂后期的較晚期。胞質(zhì)分裂一般結(jié)束于分裂末期后1-2小時(shí)，此期間兩個(gè)子細(xì)胞由中心顆粒體(midbody)連接。 一般認(rèn)為紡錘體的分解發(fā)生在細(xì)胞分裂末期。 紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性確保了細(xì)胞分裂的精確性和高效性。

在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，卵母細(xì)胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)，旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而，傳統(tǒng)的紡錘體觀察方法往往需要對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理，這不僅破壞了細(xì)胞的活性，還限制了對(duì)其發(fā)育潛能的深入評(píng)估。偏光成像技術(shù)，特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)，通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紡錘體的無損觀察。這種技術(shù)無需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，能夠在保持細(xì)胞活性的同時(shí)，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地觀察紡錘體的形態(tài)和變化。這不僅提高了觀察的準(zhǔn)確性和可靠性，還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細(xì)胞損傷和誤差。紡錘體微管與細(xì)胞內(nèi)的其他細(xì)胞器存在復(fù)雜的相互作用。北京核移植紡錘體觀測(cè)儀

顯微鏡下的紡錘體，如同精密的分子機(jī)器，引導(dǎo)染色體分離。上海輔助生殖紡錘體透明帶

多極紡錘

      在有絲分裂時(shí)紡錘體一般有二個(gè)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(gè)或者更多個(gè)極的紡錘體。當(dāng)存在多極紡錘體時(shí)，染色體的后期分配便不規(guī)則，可形成幾個(gè)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(gè)極。

      長(zhǎng)期以來，科學(xué)家認(rèn)為在哺乳動(dòng)物胚胎的***次細(xì)胞分裂過程中，只有一個(gè)紡錘體負(fù)責(zé)將胚胎染色體分配到兩個(gè)細(xì)胞中。但歐洲研究人員利用小鼠開展的**近實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，這個(gè)過程中實(shí)際上有兩個(gè)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(dòng)物在早期發(fā)育階段（胚胎*初的幾次細(xì)胞分裂中）會(huì)有非常高的錯(cuò)誤率。如果紡錘體的兩極沒有對(duì)齊和融合，那么，受精卵的遺傳物質(zhì)可能會(huì)被拉向3個(gè)或4個(gè)方向，而不是2個(gè)。而這種錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致?lián)碛卸鄠€(gè)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(jī)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?yàn)?，這將為研究如何改善人類不育***提供非常有價(jià)值的信息[3]。 上海輔助生殖紡錘體透明帶