北京纺锤体揭示卵母细胞关键结构

在生殖医学领域，卵母细胞的冷冻保存技术一直是研究的热点之一，旨在提高女性生育能力的保存与利用。然而，传统纺锤体观察方法往往需要对卵母细胞进行固定和染色，这不仅破坏了细胞的活性，还限制了对其发育潜能的进一步评估。传统纺锤体观察方法，如免疫荧光染色技术，虽然能够清晰地展示纺锤体的形态，但其缺点在于需要对细胞进行固定和染色处理，这一过程不可避免地会对细胞造成损伤，影响后续的实验结果和临床应用。而Polscope偏振光显微成像系统则通过利用纺锤体微管结构的双折射性，实现了对无需染色纺锤体的直接观察。这一技术创新不仅保留了细胞的活性与完整性，还提高了观察的实时性和动态性，为卵母细胞冷冻研究提供了更为准确和可靠的评估手段。纺锤体微管与细胞内的其他细胞器存在复杂的相互作用。北京纺锤体揭示卵母细胞关键结构

液晶偏振光显微镜是一种将液晶可变减速器、电子成像及数码成像技术结合起来的成像系统，能够观测到具有双折性特征的细胞结构，如纺锤体和透明带。Polscope成像系统无需对细胞进行固定和染色，因此能够评估卵母细胞的质量与纺锤体、透明带等的相关性。在纺锤体卵冷冻研究中，Polscope成像系统可用于实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，评估冷冻保护剂的效果和冷冻速率对纺锤体的影响。此外，解冻后也可利用Polscope成像系统评估纺锤体的恢复情况和稳定性，从而筛选出高质量的卵母细胞进行后续操作。香港双折射性纺锤体加热台纺锤体在细胞分裂过程中与细胞骨架协同工作。

纺锤体观测仪在补救ICSI中的应用

我们知道，成熟的卵母细胞排出***极体。IVF加入精子后，精子会穿透层层障碍**终进入卵子，随着时间的推移，卵子的纺锤体会将染色单体拉向两极，进而排出第二极体，再往后大约加精后9-16小时，雌雄原核会出现，而原核的出现才是受精的标志。但是对于那些没有受精的卵子，到了原核出现的时间窗，发现没有受精时再去补救ICSI，往往错过了卵子的比较好受精时间，因为没有受精的卵子会在体外老化，即使受精，胚胎的发育潜能也很低。所以，我们在加精后的4-6小时，通过观察第二极体的排出来初步判断是否受精，**的增加了那些受精障碍患者的受精率，也避免了卵子的老化。

当然，偶尔也会出现错误补救。文献报道对IVF受精后的未排出第二极体的卵母细胞进行ICSI补救，实验组用纺锤体观测仪观察并统计纺锤体的数目，82.7%含有一个纺锤体，17.3%含有两个纺锤体，并对含有一个纺锤体的卵母细胞进行补救ICSI；而对照组并未用纺锤体观测仪观察纺锤体，只对未排出第二极体的卵母细胞进行补救ICSI。结果发现，使用纺锤体观测仪观察纺锤体的数目能显著提高正常受精率，降低多原核受精比率。

纺锤体是如何形成的（2）

       动粒微管连接染色体动粒与位于两极的中心体。在有丝分裂前期，一旦核被膜解聚，由相反两个方向的中心体伸出的动粒微管就会随机地与染色体上的动粒结合而俘获染色体，微管**终附着在动粒上，动粒微管把染色体和纺锤体连接在一起。在细胞分裂期的后期，分开后的染色单体被拉向两极。染色体移动由两个相互独立且同步进行的过程所介导，分别为过程A和过程B。在过程A中，在连接微管和动粒的马达蛋白的作用下，动粒微管解聚缩短，在动粒处产生的拉力使染色体移向两极。极间微管是从一个中心体伸出的某些微管与从另一个中心体伸出的微管相互作用，阻止了它们的解聚，从而使微管结构相对稳定，两套微管的这种结合形成了有丝分裂纺锤体的基本框架，具有典型的两极形态，产生这些微管的两个中心体称为纺锤极，这些相互作用的微管被称为极间微管。在有丝分裂后期过程B中，极间微管的伸长和相互间的滑行使纺锤极向两极方向移动。星体微管从中心体向周围呈辐射状分布，在有丝分裂后期过程B中，每一纺锤极上向外伸展的星体微管发出向外的力，拉动两个纺锤极向两极方向移动。

     纺锤体在细胞分裂后期推动染色体向细胞两极移动。

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。 纺锤体微管的数量和分布随细胞分裂阶段而变化。上海双折射性纺锤体起偏器

纺锤体形成的精确性对于维持生物体遗传稳定性至关重要。北京纺锤体揭示卵母细胞关键结构

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。 北京纺锤体揭示卵母细胞关键结构