冷冻电镜技术（Cryo-EM）近年来在结构生物学领域取得了重大突破，也为纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角。通过将生物样品冷冻至极低温并在电子显微镜下进行观察和成像，冷冻电镜能够揭示生物大分子的高分辨率结构，包括纺锤体微管等精细结构。这一技术不仅克服了传统电镜技术对样品制备的严格要求，还能够在接近生理状态下观察纺锤体的形态和功能，为无损观察纺锤体提供了强有力的技术支持。无损观察纺锤体技术能够实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，从而准确评估冷冻保存的效果。通过对比冷冻前后纺锤体的形态和稳定性，研究者可以优化冷冻保护剂的配方和浓度，以及改进冷冻程序，减少冷冻损伤，提高解冻后卵母细胞的存活率和发育潜能。纺锤体微管的动态变化是细胞分裂过程中引人注目的现象之一。北京哺乳动物纺锤体Oosight Basic
纺锤体生成在含中心体的细胞中，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期-即在细胞核膜分解(NuclearEnvelopeBreakdown,NEB)之前。初期的结构为两个**的以中心体为核的星状体(asters)。当细胞核膜分解后，染色体和星状体发生一系列复杂的互动反应。**终结果为所有的染色体在纺锤体的**(赤道板,)排列整齐，每两条染色体有一个着丝点，每一个着丝点被一束极性相同的微管（通常称为纺锤丝）附着。此时细胞处于分裂中期，纺锤体生成完毕。实验证明，中心体在这个过程中的作用不是必需的。动物细胞在中心体被激光捣毁后仍旧能够筑构纺锤体，但其位置通常不在细胞的大致几何中心，其后的胞质分裂也会受严重影响。纺锤体[1]在不含中心体的细胞中，纺锤体的生成是由染色体本身主导的。此过程由一小分子量的GTP连接蛋白（RanGTPase）控制。细胞核分解后，纺锤丝由染色体周围生成。其后这些纺锤丝会在动力分子与为微管动力的合作影响下自动排列为极性相反大致数目相同的两组。每组的极性相对于一组着丝点。同时在微管远端的动力蛋白dynein会将这些微管束集中到一点，形成纺锤极区(SpindlePolarZone)。与此同时，染色体会自动在赤道板排列整齐。纺锤体生成完毕。纺锤体实时成像纺锤体兼容大部分显微镜纺锤体微管网络的形成和维持需要消耗大量能量。
尽管纺锤体在有丝分裂与减数分裂中的作用有所不同，但两者也存在一些共性。首先，纺锤体的形成都依赖于中心体的复制和分离，以及微管的动态生长和缩短。其次，在有丝分裂和减数分裂的中期，染色体都排列在赤道板上，形成了清晰的纺锤体结构。此外，在有丝分裂和减数分裂的后期，染色体的着丝点都一分为二，导致姐妹染色单体或同源染色体分离，分别移向细胞的两极。这一过程确保了每个子细胞都能获得完整的染色体组。尽管纺锤体在有丝分裂与减数分裂中存在共性，但两者也存在明显的差异。
细胞生物学领域，纺锤体作为有丝分裂过程中的主要结构，发挥着至关重要的作用。它不仅确保了染色体的精确分离，还决定了胞质分裂的分裂面，从而保证了遗传信息的稳定传递和细胞增殖的准确性。纺锤体是一种在细胞分裂前期形成的临时性细胞器，由微管、微管结合蛋白以及多种调节蛋白组成。微管是纺锤体的主干，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，呈现出动态生长和缩短的特性。在动物细胞中，纺锤体由星体微管、极间微管和动粒微管构成，这些微管在中心体的引导下，从两极向中心区域延伸，形成一个类似纺锤的形状。而在植物细胞中，纺锤体则是由细胞两极发出的纺锤丝直接构成，不含有星体微管，因此被称为无星纺锤体。 纺锤体微管的动态不稳定性是其功能的基础。
在有丝分裂中，纺锤体的形成与功能至关重要。首先，在有丝分裂前期，中心体复制并分离至细胞两极，形成纺锤体的两极。随后，微管从两极向中心区域延伸，形成纺锤体的主干。在中期，染色体在纺锤丝的牵引下，自动在赤道板排列整齐。当细胞进入分裂后期，纺锤体微管收缩，将染色体牵引至两极，形成两组数目相等的姐妹染色单体。这一过程确保了遗传信息的准确传递，避免了染色体分离错误导致的遗传异常。此外，纺锤体还决定了胞质分裂的分裂面。在染色体分裂的同时，纺锤体中的一部分微管不随染色体分裂到两极，而是停弛在纺锤体中心，形成纺锤中心体。纺锤中心体的中心区域为两组极性相反的微管交叠区，称为纺锤中心区，它决定了接下来的胞质分裂面。胞质分裂开始于分裂后期的较晚期，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连接。纺锤体通过精确控制胞质分裂面的位置，确保了细胞分裂的对称性和稳定性。 纺锤体的异常会导致细胞分裂错误，进而引发染色体不稳定性和遗传性疾病。深圳卵母细胞纺锤体加热台
纺锤体形态的变化反映了细胞分裂的不同阶段。北京哺乳动物纺锤体Oosight Basic
纺锤体观测仪的工作原理和应用纺锤体观测仪利用光线经过双折射性的物体时产生的光程差，对卵母细胞内的纺锤体进行动态及无创观察。通过偏振光显微镜，可以观察到纺锤体与细胞其他部分的对比，从而定位纺锤体的位置。这种技术可以在不伤害卵子的前提下，即时反应细胞状态，避免在ICSI注射时损坏纺锤体13。纺锤体观测仪在试管婴儿中的应用效果提高受精率：使用纺锤体观测仪可以显著提高受精率。在观察到纺锤体的卵子中，正常受精率***高于未观察到纺锤体的卵子（83.3% VS 77.2%）1。降低多原核受精比率：使用纺锤体观测仪可以***降低多原核受精比率，从而提高胚胎的质量4。避免纺锤体损伤：在ICSI注射过程中，通过定位纺锤体的位置，可以避免对纺锤体的损伤，减少染色体异常的风险13。北京哺乳动物纺锤体Oosight Basic
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