昆明双折射性纺锤体改善分级

什么是纺锤体？它有多重要？

纺锤体主要由微管蛋白组成，微管蛋白是一种含有α和β亚单位的异二聚体。纺锤体不是一成不变的，常常处于组装和去组装的动态变化过程中，一般在细胞分裂的中、后期，纺锤体结构较为典型。纺锤体主要有两个作用：其一，排列与分配染色体；其二，决定细胞胞质分裂的分裂面。纺锤体的完整性决定了染色体分裂过程在时间和空间上的准确性。纺锤体就像一位聪明的大力士的双手，在细胞分裂过程中，能精细的将等位染色体平均拉向细胞的两极，确保分裂后的2个子细胞中的染色体数目相等。但是，如果这个大力士多了一只或几只手，染色体的分配将紊乱，导致非整倍体。纺锤体损伤的增加多见于高龄妇女，或接触某些化学物质的卵母细胞。

在细胞分裂过程中，纺锤体对卵母细胞染色体的平衡、运动、分配、和极体的排出非常关键。卵母细胞成熟过程中的两次减数分裂形成两次纺锤体，卵母细胞受精、雌雄原核融合后又会形成有丝分裂纺锤体。 纺锤体的形成需要多种蛋白质的精确协作与调控。昆明双折射性纺锤体改善分级

纺锤体功能分解

      在细胞分裂中，其主要作用有两个部分。其一为排列与分裂染色体。纺锤体的完整性决定了染色体分裂的正确性。纺锤体的正常生成是染色体排列的必要条件。纺锤体生成完毕后一般会有5-20分钟的延迟，以供细胞调整着丝点上微管束的极性，以及决定是否所有的着丝点都附着正确。此后细胞进入分裂后期，染色体分裂为两组数目相等的姐妹染色单体。同样，纺锤体的完整性决定这个分裂过程在时间和空间上的准确性。

      纺锤体另一功能为决定胞质分裂的分裂面。染色体分裂的同时，纺锤体中的一部分微管不随染色体分裂到两极，而停弛在纺锤体**， 形成纺锤**体(central spindle)。在纺锤中体的**为两组极性相反的微管交叠的区域，称为纺锤**区(spindle midzone).此**区就是接下来的胞质分裂面。胞质分裂开始于分裂后期的较晚期。胞质分裂一般结束于分裂末期后1-2小时，此期间两个子细胞由中心颗粒体(midbody)连接。 一般认为纺锤体的分解发生在细胞分裂末期。 北京无损观察纺锤体Hoechst染料纺锤体微管的聚合与解聚受到多种酶的调控。

玻璃化冷冻技术因其快速冷冻和解冻的特点，在哺乳动物纺锤体卵冷冻保存中展现出巨大优势。该技术通过极快的降温速率和高浓度的冷冻保护剂，使细胞内溶液在冷冻过程中呈玻璃态而非结晶态，从而避免了冰晶对纺锤体的损伤。此外，研究者们还尝试将微流控技术、激光辅助冷冻等新技术应用于卵母细胞的冷冻保存中，以进一步提高冷冻效果。为了准确评估冷冻对纺锤体的影响，研究者们开发了多种纺锤体稳定性评估技术。例如，通过偏光显微镜观察纺锤体的形态变化；利用免疫荧光染色技术检测纺锤体相关蛋白的分布和表达；以及通过分子生物学方法检测纺锤体相关基因的转录和翻译水平等。这些技术的应用为深入研究冷冻过程中纺锤体的变化提供了有力支持。

多极纺锤

      在有丝分裂时纺锤体一般有二个极。但是在多精入卵的卵细胞、肿瘤细胞、培养的HeLa细胞、杂种细胞等，随着条件不同可形成有3、4个或者更多个极的纺锤体。当存在多极纺锤体时，染色体的后期分配便不规则，可形成几个小核。用低浓度的秋水仙碱等药物处理也能诱导出同样的变化。木贼等特殊的植物体或胚乳细胞，往往在分裂初期形成多极纺锤体，及至分裂中期多数可恢复为二个极。

      长期以来，科学家认为在哺乳动物胚胎的***次细胞分裂过程中，只有一个纺锤体负责将胚胎染色体分配到两个细胞中。但欧洲研究人员利用小鼠开展的**近实验观察发现，这个过程中实际上有两个纺锤体，分别负责来自父亲和母亲的染色体[2]。

      双纺锤体的形成可能部分解释了为什么哺乳动物在早期发育阶段（胚胎*初的几次细胞分裂中）会有非常高的错误率。如果纺锤体的两极没有对齐和融合，那么，受精卵的遗传物质可能会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种错误会导致拥有多个细胞核的细胞产生，从而终止胚胎发育。双纺锤体理论的提出提供了一种先前未知的机制。接下来需要探讨的是双纺锤体是否在人类中也发挥相同的作用。因为，这将为研究如何改善人类不育***提供非常有价值的信息[3]。 纺锤体在细胞分裂过程中与细胞骨架协同工作。

纺锤体是如何形成的(1)

纺锤体是动植物细胞分裂期形成的与染色体正常分离直接相关的分裂器，纺锤体的装配在有丝分裂的前期完成。动物细胞纺锤体由星体微管、极间微管、动粒微管及其结合蛋白构成，因含有星体微管故称有星纺锤体。无中心体的动物细胞和植物细胞也能形成纺锤体，因不含有星体微管而称之为无星纺锤体。微管是由α、β微管蛋白异源二聚体及少量微管结合蛋白聚合而成的亚稳定动态结构。动物细胞的中心体由一对相互垂直的圆筒状中心粒及中心体基质构成。它是纺锤体微管向外生长的**，又称微管组织中心。在有丝分裂前间期的S期初期，中心体开始复制倍增，在G2期结束时完成。在细胞分裂期前期，间期复制倍增的两个中心体分离，每一个中心体形成放射状排列的微管，称为星体，每个中心体是它自身星体的**。在有丝分裂细胞周期的分裂期，微管通过持续增加和丢失组成微管的微管蛋白亚基来实现微管的聚合和解聚，微管始终处于生长和缩短的更替中。在分裂前期，纺锤体微管由游离的微管蛋白组装而成，介导染色体的运动；分裂末期，纺锤体微管解聚，又组装形成细胞质微管网络。纺锤体微管包括动粒微管、极间微管和星体微管. 纺锤体微管的微妙调整，确保了遗传信息在细胞分裂中的准确无误传递。昆明偏光成像纺锤体观测仪

纺锤体微管网络的动态变化揭示了细胞分裂过程中分子层面的奥秘。昆明双折射性纺锤体改善分级

对卵子进行评估：胚胎学家指出：有纺锤体出现的卵母细胞有较高的受精率和胚胎发育率，也就是说纺锤体的存在与否，可以用来评价卵母细胞胞浆的成熟度。因此胚胎学家有三次通过纺锤体对我们的卵子进行评估的机会：  (1)胚胎学家可以利用偏振光显微镜对卵子的纺锤体进行观察，通过定量分析数据对卵子进行分级，挑选出正常分裂的卵子，也就是出现纺锤体的卵子，进而提高试管婴儿的受精率。  (2)胚胎学家还可以通过纺锤体来确定体外培养成熟卵子(IVM)的成熟期，进而为体外成熟卵子进行评估，***提高试管婴儿的受精率和胚胎发育率。  (3)由于纺锤体对环境温度的改变非常敏感。温度降至25℃时，只需要10分钟的时间，就会纺锤体造成不可逆的损伤。所以冷冻复苏过程中温度改变很有可能对卵母细胞纺锤体和染色体造成损伤。因此胚胎学家可以应用纺锤体成像帮助选择复苏后具有正常纺锤体的卵母细胞，进而可以提高受精率、卵裂率和临床妊娠率。

综上所述，通过***细胞的纺锤体成像技术可以避免辅助生殖技术对卵母细胞纺锤体的损伤，有助于选择具有正常纺锤体的卵母细胞，有利于提高受精率、卵裂率和临床妊娠率，利用更科学的方式，将让求子路的终点不再那么遥远。 昆明双折射性纺锤体改善分级