秋水仙素為什么會使有絲分裂的細(xì)胞停滯于中期
如果用秋水仙素處理有絲分裂的細(xì)胞，紡錘體會迅速消失，細(xì)胞停滯在有絲分裂中期，染色體無法分離成兩組。用秋水仙堿進行誘導(dǎo)，從而將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期，也是誘導(dǎo)細(xì)胞周期同步化的重要方法之一。真核細(xì)胞周期可分為4個時期，分別是G1期、S期、G2期和M期。在細(xì)胞周期調(diào)控中主要有3個控制點，***個控制點在G1期，決定細(xì)胞能否進入S期；第二個控制點在G2期，決定細(xì)胞能否進入有絲分裂期；第三個控制點在M期，決定細(xì)胞是否已經(jīng)準(zhǔn)備好將復(fù)制好的染色體拉向兩極。CDK（周期蛋白依賴性蛋白激酶）對細(xì)胞周期運行起著**性調(diào)控作用，CDK與不同時期的周期蛋白結(jié)合會在特定周期起調(diào)節(jié)作用。cyclinA、cyclinB是在M期起調(diào)節(jié)功能的兩種主要周期蛋白。細(xì)胞周期運轉(zhuǎn)到分裂中期后，在后期促進復(fù)合物(APC)的作用下，M期cyclinA和cyclinB通過泛素化途徑迅速降解，Cdkl活性喪失，細(xì)胞周期便從M期中期向后期轉(zhuǎn)化。APC活性變化是細(xì)胞周期由分裂中期向后期轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素，其活性受到多種因素的綜合調(diào)節(jié)，紡錘體組裝檢查點是其重要的調(diào)控因素。紡錘體組裝不完全，或所有動粒不能被動粒微管全部捕捉，則APC不能被***。 紡錘體形成缺陷是多種遺傳疾病的共同特征。上海哺乳動物紡錘體觀測儀
在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，卵母細(xì)胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點之一。尤其是針對卵母細(xì)胞內(nèi)部高度復(fù)雜且精細(xì)的紡錘體結(jié)構(gòu)，其冷凍過程中的穩(wěn)定性與完整性直接關(guān)系到解凍后卵母細(xì)胞的存活率及發(fā)育潛能。紡錘體作為卵母細(xì)胞內(nèi)部的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，由微管等高分子物質(zhì)有序排列而成，具有雙折射性。這種特性使得紡錘體在偏振光下能夠呈現(xiàn)出獨特的形態(tài)和特征，從而被Polscope等偏振光顯微鏡捕捉并觀察。雙折射性紡錘體的形態(tài)、穩(wěn)定性和完整性對于卵母細(xì)胞的正常減數(shù)分裂及胚胎發(fā)育至關(guān)重要。上海雙折射性紡錘體廠家紡錘體在細(xì)胞分裂完成后迅速解體，為細(xì)胞質(zhì)分裂提供空間。
染色體
當(dāng)細(xì)胞從間期進入有絲分裂期，間期細(xì)胞微管網(wǎng)絡(luò)解聚為游離的αβ-微管蛋白二聚體，再重組成紡錘體，介導(dǎo)染色體的運動；分裂末期紡錘體微管解聚，又重組形成細(xì)胞質(zhì)微管網(wǎng)絡(luò)。
可分為：動粒微管：連接染色體動粒于兩極的微管。
極間微管：從兩極發(fā)出，在紡錘體中部赤道區(qū)相互交錯的微管。
星體微管：中心體周圍呈輻射分布的微管。
染色體的運動依賴紡錘體微管的組裝和去組裝。在這一過程中動粒微管與動粒之間的滑動主要是依靠結(jié)合在動粒部位的驅(qū)動蛋白和動力蛋白沿微管的運動來完成。極微管在紡錘體中部交錯，有些分布在極微管之間特殊的雙極馬達(dá)蛋白，其中2個馬達(dá)蛋白沿一條微管運動，另2個馬達(dá)結(jié)構(gòu)域沿另一條微管運動。由于2條微管分別來自二極，故極性相反。當(dāng)雙極驅(qū)動蛋白四聚體沿微管向正極運動時，紡錘體二極間距離延長。反之紡錘體距離縮短。
紡錘體
特殊細(xì)胞器
紡錘體(Spindle Apparatus)，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)(Molecular motors),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(Spindle Pole Body)，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。 紡錘體微管的動態(tài)變化受到細(xì)胞周期蛋白的調(diào)控。
秋水仙素會使動物細(xì)胞染色體加倍嗎微管蛋白按照來源可分為植物微管蛋白和動物腦蛋白。因植物微管蛋白難以制備，秋水仙堿與動物腦微管蛋白結(jié)合反應(yīng)研究得要更多一些。秋水仙堿是從植物秋水仙中提純出的一種生物堿，又名秋水仙素，構(gòu)成微管的α、β微管蛋白異源二聚體是秋水仙素分子的結(jié)合靶點。當(dāng)秋水仙堿與正在進行有絲分裂的細(xì)胞接觸時，秋水仙堿結(jié)合到微管蛋白的特定位點，導(dǎo)致α微管蛋白與β微管蛋白二聚體結(jié)構(gòu)變形，從而阻斷微管蛋白組裝成微管，但并不影響微管蛋白的解聚，所以紡錘體會迅速消失。
秋水仙堿的濃度和作用時間對動、植物細(xì)胞染色體加倍的影響是關(guān)鍵。有研究結(jié)果表明，在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂細(xì)線期與粗線期進行美洲黑楊2n花粉的誘導(dǎo)效果比較好，總體上在減數(shù)分裂粗線期進行誘導(dǎo)得到的2n花粉**多，并且誘導(dǎo)的比較好濃度為0.5%。劉愛生等在利用人類外周血淋巴細(xì)胞進行染色體G顯帶制作中，在阻斷培養(yǎng)的4h內(nèi)任意時間加入相應(yīng)劑量的秋水仙素，能獲得用于G顯帶的形態(tài)完好、大小適中、分散均勻、輪廓清楚的中期染色體標(biāo)本相。陳長超等利用秋水仙堿處理MⅠ期卵母細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ml期紡錘體發(fā)生解聚，染色體周圍紡錘體微管全部消失或部分殘留，染色體排列異常。 紡錘體在細(xì)胞分裂末期逐漸解體，為細(xì)胞質(zhì)分裂做準(zhǔn)備。北京無需染色紡錘體改善分級
紡錘體在細(xì)胞分裂中的功能受到嚴(yán)格的時間和空間控制。上海哺乳動物紡錘體觀測儀
多極紡錘
在有絲分裂時紡錘體一般有二個極。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個或者更多個極的紡錘體。當(dāng)存在多極紡錘體時，染色體的后期分配便不規(guī)則，可形成幾個小核。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)為二個極。
長期以來，科學(xué)家認(rèn)為在哺乳動物胚胎的***次細(xì)胞分裂過程中，只有一個紡錘體負(fù)責(zé)將胚胎染色體分配到兩個細(xì)胞中。但歐洲研究人員利用小鼠開展的**近實驗觀察發(fā)現(xiàn)，這個過程中實際上有兩個紡錘體，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物在早期發(fā)育階段（胚胎*初的幾次細(xì)胞分裂中）會有非常高的錯誤率。如果紡錘體的兩極沒有對齊和融合，那么，受精卵的遺傳物質(zhì)可能會被拉向3個或4個方向，而不是2個。而這種錯誤會導(dǎo)致?lián)碛卸鄠�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。因為，這將為研究如何改善人類不育***提供非常有價值的信息[3]。 上海哺乳動物紡錘體觀測儀
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