紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。在有絲分裂前期，中心體被復(fù)制形成兩個(gè)中心體，并逐漸分離，形成兩個(gè)紡錘體。紡錘體的微管從中心體發(fā)出，與染色體上的著絲粒（kinetochore）結(jié)合。著絲粒是一組復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以與微管的末端結(jié)合。當(dāng)纖維束的微管末端與著絲粒結(jié)合時(shí)，纖維束開始縮短，將染色體拉向兩端，實(shí)現(xiàn)染色體的精確分離。這一過程不僅確保了每個(gè)新細(xì)胞都能獲得正確數(shù)量的染色體，還保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。紡錘體的形成需要多種蛋白質(zhì)的精確協(xié)作與調(diào)控。上海雙折射性紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿

近年來，隨著成像技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是紡錘體成像技術(shù)的不斷進(jìn)步，科學(xué)家們得以在高分辨率下觀測(cè)細(xì)胞分裂過程，從而揭示了紡錘體的許多未知特征和機(jī)制。紡錘體成像技術(shù)的發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們開始利用熒光顯微鏡技術(shù)觀測(cè)細(xì)胞分裂過程。然而，由于傳統(tǒng)熒光顯微鏡的分辨率限制，紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化往往難以被清晰捕捉。為了克服這一難題，科學(xué)家們開始探索更高分辨率的成像技術(shù)，如電子顯微鏡、超分辨率顯微鏡等。然而，這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如樣品制備復(fù)雜、成像速度慢、對(duì)細(xì)胞活性影響大等。近年來，隨著成像技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，紡錘體成像技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。特別是超分辨率顯微鏡技術(shù)的出現(xiàn)，如結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（SIM）、受激輻射損耗顯微鏡（STED）和單分子定位顯微鏡（SMLM）等，使得科學(xué)家們能夠在納米尺度上觀測(cè)紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。武漢非侵入式成像紡錘體提高冷凍保存效率紡錘體的異?？赡軐?dǎo)致染色體無法正確分離，形成多倍體或單倍體細(xì)胞。

Oosight影像分析系統(tǒng)采用液晶偏光成像技術(shù)，無需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行染色，即可實(shí)時(shí)、清晰、高對(duì)比度地進(jìn)行紡錘體結(jié)構(gòu)和透明帶成像，對(duì)ICSI、核移植操作、卵母細(xì)胞質(zhì)量評(píng)價(jià)等有很好的輔助作用。主要應(yīng)用ICSI：在單精胞漿注射過程中定位初級(jí)卵母細(xì)胞，避免卵的破裂損傷，增強(qiáng)胚胎的發(fā)育潛能。卵評(píng)估：利用定量的分析數(shù)據(jù)對(duì)卵進(jìn)行分級(jí)，改善對(duì)胚胎的選擇。體外成熟評(píng)估：在未成熟卵催化（IVM）過程判斷成熟期，判斷依據(jù)采用的是準(zhǔn)確的識(shí)別紡錘體，而非不準(zhǔn)確的極體。質(zhì)量控制：利用定量的分析數(shù)據(jù)對(duì)卵進(jìn)行分級(jí)，改善對(duì)胚胎的選擇。核移植：顯著提高核移植的成功率。由于在核摘除的過程可以清楚的看到核質(zhì)，使得核移植的成功率增加了80%，并減少了線粒體DNA的摘除。卵冷凍研究：對(duì)冷凍的初級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行解凍前和解凍后的定量分析，從而判斷卵的發(fā)育力，改善妊娠率。紡錘體研究：檢測(cè)胚胎中紡錘體的發(fā)育過程，確定正常和非正常分裂率（只可用于搭配有培養(yǎng)箱的顯微鏡）?？梢詫?duì)染色體非正常的或非整倍體的胚胎成像，從而選擇***的前體做PGD診斷。透明帶研究：測(cè)量卵母細(xì)胞的透明帶；準(zhǔn)確測(cè)量紡錘體和透明帶中分子排列方向的差別變化，判斷紡錘體和透明帶是否處于正常狀態(tài)

紡錘體的精密導(dǎo)航作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：微管的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)與縮短：紡錘體微管的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)和縮短是紡錘體形態(tài)變化的基礎(chǔ)。這種動(dòng)態(tài)變化不僅使紡錘體能夠適應(yīng)不同階段的細(xì)胞分裂需求，還能夠確保染色體在分裂過程中的精確定位。動(dòng)粒微管與染色體的結(jié)合：動(dòng)粒微管與染色體動(dòng)粒的結(jié)合是紡錘體牽引染色體的關(guān)鍵步驟。動(dòng)粒微管通過驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白的介導(dǎo)，與染色體動(dòng)粒緊密結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了染色體在紡錘體中的精確定位和牽引。紡錘體微管的極性排列：紡錘體微管的極性排列決定了染色體分裂的方向和胞質(zhì)分裂面的位置。紡錘體微管從兩極向中心區(qū)域延伸，形成類似紡錘的形狀，確保了染色體在分裂過程中能夠沿著正確的方向分離。同時(shí)，紡錘中心體的形成也決定了胞質(zhì)分裂面的位置，使細(xì)胞分裂更加對(duì)稱和穩(wěn)定。紡錘體組裝檢查點(diǎn)的調(diào)控：紡錘體組裝檢查點(diǎn)是細(xì)胞周期調(diào)控中的重要環(huán)節(jié)，它確保了紡錘體在分裂過程中的完整性和準(zhǔn)確性。當(dāng)紡錘體組裝不完全或染色體動(dòng)粒未能被所有動(dòng)粒微管捕獲時(shí)，紡錘體組裝檢查點(diǎn)會(huì)被激發(fā)，阻止細(xì)胞進(jìn)入分裂后期。這種調(diào)控機(jī)制避免了染色體分離錯(cuò)誤導(dǎo)致的遺傳異常和細(xì)胞死亡。紡錘體微管與染色體上的動(dòng)粒結(jié)合，形成穩(wěn)定的連接。

胞質(zhì)膜在動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞分裂結(jié)束時(shí)，母細(xì)胞在一個(gè)被稱為“胞質(zhì)分裂”的過程中分裂成兩個(gè)子細(xì)胞和分區(qū)隔離的染色體。有絲分裂紡錘體控制胞質(zhì)膜上的“胞質(zhì)分裂”事件，但連接這兩個(gè)宏觀結(jié)構(gòu)的機(jī)制一直不清楚。MarkPetronczki及其同事提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)**紡錘體蛋白（紡錘體中間區(qū)域和中間體中的一個(gè)蛋白復(fù)合物）是有絲分裂紡錘體與胞質(zhì)膜間所缺失的聯(lián)系環(huán)節(jié)，這個(gè)聯(lián)系環(huán)節(jié)確?！鞍|(zhì)分裂”過程的***結(jié)果。本文作者還發(fā)現(xiàn)，**紡錘體蛋白的MgcRac***亞單元中的一個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)“系繩”，它連接到胞質(zhì)膜中的磷酸肌醇脂質(zhì)上。[4]紡錘體的結(jié)構(gòu)和功能在不同類型的細(xì)胞中可能存在差異。卵母細(xì)胞紡錘體起偏器

紡錘體微管的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性是其功能的基礎(chǔ)。上海雙折射性紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿

冷凍電鏡技術(shù)（Cryo-EM）近年來在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破，也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進(jìn)行觀察和成像，冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結(jié)構(gòu)，包括紡錘體微管等精細(xì)結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術(shù)對(duì)樣品制備的嚴(yán)格要求，還能夠在接近生理狀態(tài)下觀察紡錘體的形態(tài)和功能，為無損觀察紡錘體提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。無損觀察紡錘體技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍保存的效果。通過對(duì)比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性，研究者可以優(yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方和濃度，以及改進(jìn)冷凍程序，減少冷凍損傷，提高解凍后卵母細(xì)胞的存活率和發(fā)育潛能。上海雙折射性紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿