紡錘體，顧名思義，其形狀類似于紡織用的紡錘，是在細胞分裂前初期到末期形成的一種特殊細胞器。它的主要元件包括微管、附著微管的動力分子分子馬達，以及一系列復雜的超分子結構。微管是紡錘體的基礎骨架，由αβ-微管蛋白二聚體組成，這些微管相互交錯，形成紡錘狀結構，將染色體緊密地聯(lián)系在一起。在動物細胞中，紡錘體的形成和組裝通常由中心體引導和控制。中心體是一個位于細胞質(zhì)中的復合體，由兩個中心粒嵌套在被稱為pericentriolarmaterial（PCM）的區(qū)域內(nèi)組成。PCM富含微管相關蛋白和其他蛋白質(zhì)，如谷氨酸脫羧酶等微管主要蛋白，這些蛋白質(zhì)共同協(xié)作，確保紡錘體的正確組裝和穩(wěn)定。相比之下，高等植物細胞的紡錘體并不包含中心體，而是由細胞極板附近的微管組織形成。紡錘體在細胞分裂后期通過微管切割機制實現(xiàn)染色體分離。北京無需染色紡錘體透明帶

在有絲分裂過程中，紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的。從前期到中期，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細胞的中間區(qū)域。到了后期和末期，紡錘體開始分解，將染色體拉向細胞的兩極，并完成胞質(zhì)分裂。這一過程中，紡錘體的微管通過縮短和伸長來協(xié)調(diào)染色體的移動和定位，確保遺傳信息的準確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結構，但紡錘體的相關成分（如微管和動力蛋白）仍在細胞分裂中發(fā)揮作用。例如，在質(zhì)體分裂中，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運動染色體的作用。在減數(shù)分裂過程中，紡錘體的形成和功能更加復雜。以人卵母細胞為例，其紡錘體在減數(shù)分裂過程中會經(jīng)歷一段較長時間的“多極紡錘體”階段，而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調(diào)控。紡錘體的正確組裝和雙極化對于保證卵母細胞的正常發(fā)育和受精至關重要。上海核移植紡錘體紡錘體結構紡錘體微管的排列方向決定了染色體分離的方向。

為了減少冷凍過程中紡錘體的損傷，研究者們嘗試在冷凍液及解凍液中添加細胞骨架保護劑，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能夠穩(wěn)定微管結構，防止其在低溫下解聚。通過偏光成像技術，研究者可以實時監(jiān)測紫杉醇對紡錘體的保護效果，評估其在冷凍保存過程中的作用機制。此外，還可以進一步觀察解凍后卵母細胞的發(fā)育潛能，為臨床應用提供可靠依據(jù)。無需對細胞進行固定和染色，保持細胞的活性與完整性。能夠實時監(jiān)測紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍效果。能夠捕捉到細微的紡錘體形態(tài)變化，提高評估的準確性。

冷凍電鏡技術（Cryo-EM）近年來在結構生物學領域取得了重大突破，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構，包括紡錘體微管等精細結構。這一技術不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術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支持。無損觀察紡錘體技術能夠實時監(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。紡錘體微管的動態(tài)不穩(wěn)定性是其功能的基礎。

卵母細胞冷凍保存主要采用兩種方法：慢速冷凍法和玻璃化冷凍法。相較于傳統(tǒng)的慢速冷凍法，玻璃化冷凍法因其更高的解凍存活率和妊娠成功率而逐漸成為主流技術。玻璃化冷凍法的基本原理是將含有生物樣本的溶液在極短的時間內(nèi)（如幾分鐘內(nèi)）冷卻至液氮溫度，使溶液在凝固點以下形成無冰晶的半固體或固體狀態(tài)。這種方法避免了冰晶形成對細胞結構的破壞，從而減少了冷凍損傷。在卵母細胞冷凍保存中，玻璃化冷凍法通過優(yōu)化冷凍保護劑的濃度和冷凍速率，使卵母細胞在冷凍過程中保持其結構的完整性。紡錘體微管的數(shù)量和分布隨細胞分裂階段而變化。上海紡錘體實時成像紡錘體廠家

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)。北京無需染色紡錘體透明帶

紡錘體生成

      在含中心體的細胞中，紡錘體的生成開始于細胞分裂前初期 - 即在細胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的結構為兩個**的以中心體為核的星狀體(asters)。當細胞核膜分解后，染色體和星狀體發(fā)生一系列復雜的互動反應。**終結果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊，每兩條染色體有一個著絲點，每一個著絲點被一束極性相同的微管（通常稱為紡錘絲）附著。此時細胞處于分裂中期，紡錘體生成完畢。實驗證明，中心體在這個過程中的作用不是必需的。動物細胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構紡錘體，但其位置通常不在細胞的大致幾何中心，其后的胞質(zhì)分裂也會受嚴重影響。紡錘體 [1]

       在不含中心體的細胞中，紡錘體的生成是由染色體本身主導的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白（Ran GTPase）控制。細胞核分解后，紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會在動力分子與為微管動力的合作影響下自動排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組。每組的極性相對于一組著絲點。同時在微管遠端的動力蛋白 dynein 會將這些微管束集中到一點，形成紡錘極區(qū)(Spindle Polar Zone)。與此同時，染色體會自動在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。 北京無需染色紡錘體透明帶