在有絲分裂中，紡錘體負(fù)責(zé)將姐妹染色單體分離并牽引至細(xì)胞兩極，形成兩個遺傳物質(zhì)完全相同的子細(xì)胞。而在減數(shù)分裂中，紡錘體則負(fù)責(zé)將同源染色體分離并牽引至細(xì)胞兩極，形成四個遺傳物質(zhì)相似的子細(xì)胞。這一過程實(shí)現(xiàn)了遺傳信息的重組和配子的形成。其次，在有絲分裂中，紡錘體的形成和分裂過程相對簡單，主要依賴于中心體的復(fù)制和分離以及微管的動態(tài)生長和縮短。而在減數(shù)分裂中，紡錘體的形成和分裂過程則更加復(fù)雜。在減數(shù)分裂Ⅰ的前期，同源染色體需要發(fā)生配對、聯(lián)會、交換和交叉等過程，這些過程都依賴于紡錘體的微管網(wǎng)絡(luò)。此外，在減數(shù)分裂Ⅱ中，姐妹染色單體的分離也需要紡錘體的牽引和定位。此外紡錘體在有絲分裂和減數(shù)分裂中的形態(tài)和大小也存在差異。在有絲分裂中，紡錘體通常呈現(xiàn)出較為規(guī)則的紡錘形狀，而在減數(shù)分裂中，紡錘體的形態(tài)則更加多樣化，可能呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀或分叉的形態(tài)。 紡錘體在細(xì)胞分裂中的精確調(diào)控是生物體發(fā)育的基礎(chǔ)。北京Hamilton Thorne紡錘體

液晶偏振光顯微鏡是一種將液晶可變減速器、電子成像及數(shù)碼成像技術(shù)結(jié)合起來的成像系統(tǒng)，能夠觀測到具有雙折性特征的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如紡錘體和透明帶。Polscope成像系統(tǒng)無需對細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，因此能夠評估卵母細(xì)胞的質(zhì)量與紡錘體、透明帶等的相關(guān)性。在紡錘體卵冷凍研究中，Polscope成像系統(tǒng)可用于實(shí)時監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍保護(hù)劑的效果和冷凍速率對紡錘體的影響。此外，解凍后也可利用Polscope成像系統(tǒng)評估紡錘體的恢復(fù)情況和穩(wěn)定性，從而篩選出高質(zhì)量的卵母細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)操作。無需染色紡錘體胚胎植入紡錘體的形成與細(xì)胞骨架的重構(gòu)密切相關(guān)。

紡錘體特殊細(xì)胞器紡錘體(SpindleApparatus)，形似紡錘，是產(chǎn)生于細(xì)胞分裂前初期(Pre-Prophase)到末期(Telophase)的一種特殊細(xì)胞器。其主要元件包括微管(Microtubules)，附著微管的動力分子分子馬達(dá)(Molecularmotors),以及一系列復(fù)雜的超分子結(jié)構(gòu)。一般來講，在動物細(xì)胞中，中心體是紡錘體的一部分。高等植物細(xì)胞的紡錘體不含中心體。而***細(xì)胞的紡錘體含紡錘極體(SpindlePoleBody)，一般被視為中心體的同源細(xì)胞器。紡錘體是由大量微管縱向排列組成的中部寬闊、兩級縮小的如紡錘狀的結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞分裂中，紡錘體對卵母細(xì)胞染色體的運(yùn)動、平衡、分配以及極體排出都非常重要。卵母細(xì)胞紡錘體的異常會導(dǎo)致減數(shù)分裂異常，產(chǎn)生非整倍體的卵母細(xì)胞或者成熟阻滯的卵母細(xì)胞。

    紡錘體成像技術(shù)的中心在于提高成像的分辨率和速度，以捕捉紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化。以下是幾種主要的紡錘體成像技術(shù)的技術(shù)原理：結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（SIM）：SIM通過引入已知的空間調(diào)制光場，使樣品發(fā)出具有特定空間頻率的熒光信號。通過采集多個不同空間頻率的熒光圖像，并利用算法進(jìn)行重建，SIM可以實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)熒光顯微鏡分辨率的成像。這種方法不僅提高了成像的分辨率，還保持了較快的成像速度和較好的細(xì)胞活性。受激輻射損耗顯微鏡（STED）：STED利用一束聚焦的激光束（稱為STED束）來抑制樣品中特定區(qū)域的熒光信號。通過精確控制STED束的位置和強(qiáng)度，STED可以實(shí)現(xiàn)超越衍射極限的成像分辨率。這種方法特別適用于觀測紡錘體等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的精細(xì)細(xì)節(jié)。單分子定位顯微鏡（SMLM）：SMLM通過檢測樣品中單個熒光分子的位置來實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。由于熒光分子的隨機(jī)閃爍特性，SMLM可以在時間域上分離不同分子的熒光信號，從而實(shí)現(xiàn)對單個分子的精確定位。這種方法不僅提高了成像的分辨率，還提供了對紡錘體中單個微管和蛋白質(zhì)分子的動態(tài)變化的觀測能力。 紡錘體，作為細(xì)胞分裂的“引擎”，驅(qū)動著生命的延續(xù)與多樣性。

哺乳動物卵母細(xì)胞的紡錘體由微管組成，這些微管結(jié)構(gòu)精細(xì)且高度動態(tài)，對溫度、滲透壓和機(jī)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(jī)械損傷而遭到破壞，導(dǎo)致染色體分離異常，進(jìn)而影響卵母細(xì)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(hù)劑是減少紡錘體損傷的關(guān)鍵。然而，不同濃度的冷凍保護(hù)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(shí)驗(yàn)來優(yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方，以大限度地保護(hù)紡錘體的完整性。紡錘體在細(xì)胞分裂完成后迅速解體，為細(xì)胞進(jìn)入下一個周期做準(zhǔn)備。無需染色紡錘體胚胎植入

紡錘體的形態(tài)在細(xì)胞分裂的不同階段會有所變化。北京Hamilton Thorne紡錘體

在有絲分裂過程中，紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的。從前期到中期，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細(xì)胞的中間區(qū)域。到了后期和末期，紡錘體開始分解，將染色體拉向細(xì)胞的兩極，并完成胞質(zhì)分裂。這一過程中，紡錘體的微管通過縮短和伸長來協(xié)調(diào)染色體的移動和定位，確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結(jié)構(gòu)，但紡錘體的相關(guān)成分（如微管和動力蛋白）仍在細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用。例如，在質(zhì)體分裂中，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運(yùn)動染色體的作用。在減數(shù)分裂過程中，紡錘體的形成和功能更加復(fù)雜。以人卵母細(xì)胞為例，其紡錘體在減數(shù)分裂過程中會經(jīng)歷一段較長時間的“多極紡錘體”階段，而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關(guān)鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調(diào)控。紡錘體的正確組裝和雙極化對于保證卵母細(xì)胞的正常發(fā)育和受精至關(guān)重要。北京Hamilton Thorne紡錘體