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胞、腫瘤細胞、培養(yǎng)的HeLa細胞、雜種細胞等，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出同樣的變化。木賊等特殊的植物體或胚乳細胞，往往在分裂初期形成多極紡錘體，及至分裂中期多數(shù)可恢復為二個極。

      長期以來，科學家認為在哺乳動物胚胎的***次細胞分裂過程中，只有一個紡錘體負責將胚胎染色體分配到兩個細胞中。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，分別負責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。而這種錯誤會導致?lián)碛卸鄠�細胞核的細胞產(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]。 紡錘體微管的穩(wěn)定性受到細胞內(nèi)外多種信號的調(diào)節(jié)。北京Hamilton Thorne紡錘體卵質(zhì)量評估

什么是紡錘體？它有多重要？

紡錘體主要由微管蛋白組成，微管蛋白是一種含有α和β亞單位的異二聚體。紡錘體不是一成不變的，常常處于組裝和去組裝的動態(tài)變化過程中，一般在細胞分裂的中、后期，紡錘體結(jié)構(gòu)較為典型。紡錘體主要有兩個作用：其一，排列與分配染色體；其二，決定細胞胞質(zhì)分裂的分裂面。紡錘體的完整性決定了染色體分裂過程在時間和空間上的準確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手，在細胞分裂過程中，能精細的將等位染色體平均拉向細胞的兩極，確保分裂后的2個子細胞中的染色體數(shù)目相等。但是，如果這個大力士多了一只或幾只手，染色體的分配將紊亂，導致非整倍體。紡錘體損傷的增加多見于高齡婦女，或接觸某些化學物質(zhì)的卵母細胞。

在細胞分裂過程中，紡錘體對卵母細胞染色體的平衡、運動、分配、和極體的排出非常關(guān)鍵。卵母細胞成熟過程中的兩次減數(shù)分裂形成兩次紡錘體，卵母細胞受精、雌雄原核融合后又會形成有絲分裂紡錘體。 上海非侵入式成像紡錘體揭示卵母細胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)紡錘體的一端連接著染色體，另一端則錨定在細胞兩極。

如何觀察紡錘體呢？

在普通光學顯微鏡下，人類卵母細胞是半透明的，無法對紡錘體的結(jié)構(gòu)進行觀察和分析。傳統(tǒng)方法是用一種特異的DNA熒光染料對卵母細胞染色，在紫外光下可顯示紡錘體，這種免疫熒光方法對卵母細胞有損傷，不能應用于臨床。為了更好的觀測紡錘體，美國海洋生物學實驗室的R．Oldenbourg等利用紡錘體的雙折射特性，開發(fā)出偏振光顯微鏡�，F(xiàn)今，偏振光顯微鏡已經(jīng)發(fā)展成為一種無創(chuàng)性的觀察和分析紡錘體動態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微觀測系統(tǒng)，我們也叫它紡錘體觀測儀。它不僅能對雙折射性紡錘體信號的有無進行定性分析，還能對信號的強弱進行定量分析。

隨著科技的進步，冷凍與解凍技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。例如，玻璃化冷凍技術(shù)因其快速冷凍和解凍的特點，能夠有效減少冷凍過程中的冰晶形成和滲透壓變化對紡錘體的損傷。此外，一些研究者還嘗試將微流控技術(shù)應用于卵母細胞的冷凍保存中，以實現(xiàn)更精確的溫度控制和更均勻的冷凍保護劑分布。無損觀察技術(shù)如偏光顯微鏡（Polscope）和冷凍電鏡（Cryo-EM）等的應用為MI期紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。這些技術(shù)能夠在不破壞卵母細胞活性的情況下實時觀察紡錘體的形態(tài)和變化，從而更準確地評估冷凍保存的效果。紡錘體微管的正極朝向細胞兩極，負極則靠近染色體。

冷凍電鏡技術(shù)（Cryo-EM）近年來在結(jié)構(gòu)生物學領(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結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術(shù)對樣品制備的嚴格要求，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有力的技術(shù)支持。無損觀察紡錘體技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，從而準確評估冷凍保存的效果。通過對比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性，研究者可以優(yōu)化冷凍保護劑的配方和濃度，以及改進冷凍程序，減少冷凍損傷，提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。紡錘體微管的排列方向決定了染色體分離的方向。上海哺乳動物紡錘體起偏器

紡錘體的功能異�？赡軐е录毎�分裂錯誤，引發(fā)遺傳疾病。北京Hamilton Thorne紡錘體卵質(zhì)量評估

無需染色紡錘體觀察技術(shù)已逐步應用于臨床輔助生殖技術(shù)中。通過該技術(shù)，醫(yī)生可以在不破壞卵母細胞活性的情況下，評估其質(zhì)量并選擇合適的卵母細胞進行受精和胚胎移植，從而提高妊娠率和胚胎質(zhì)量。無需對卵母細胞進行固定和染色處理，保留了細胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍效果。能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍效果。Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)的操作和維護需要較高的專業(yè)知識和技能。紡錘體的形態(tài)變化復雜多樣，需要豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識進行數(shù)據(jù)解讀和結(jié)果分析。北京Hamilton Thorne紡錘體卵質(zhì)量評估