香港MII期纺锤体揭示卵母细胞关键结构

在生殖医学与辅助生殖技术的快速发展中，卵母细胞的冷冻保存技术显得尤为重要。然而，卵母细胞，尤其是其内部的纺锤体结构，对低温环境极为敏感，冷冻过程中的损伤往往影响解冻后卵母细胞的存活率及发育潜能。偏光成像技术，特别是Polscope偏振光显微成像系统，结合了液晶可变减速器、电子成像及数码成像技术，能够捕捉到具有双折性特征的细胞结构，如纺锤体。纺锤体由微管等高分子物质有序排列而成，这些物质能够使偏振光发生折射现象，从而被检偏器捕捉并通过偏振光显微镜观察。这一技术无需对细胞进行固定和染色，能够动态评估卵母细胞的质量与纺锤体的相关性，为卵母细胞冷冻保存的研究提供了新的手段。纺锤体微管的动态变化是细胞对外界刺激响应的一部分。香港MII期纺锤体揭示卵母细胞关键结构

核移植和纺锤体卵冷冻都是高度精细的技术操作，需要严格的实验条件和丰富的操作经验。任何微小的失误都可能导致实验失败或胚胎发育异常。因此，提高技术操作的精细度和成功率，是核移植纺锤体卵冷冻研究的重要方向。近年来，随着技术的不断进步和研究的深入，核移植纺锤体卵冷冻研究取得了进展。研究者们通过优化冷冻保护剂配方、改进冷冻解冻方法、加强纺锤体稳定性保护等手段，有效提高了核移植后胚胎的发育潜力和质量。例如，有研究者采用低浓度的冷冻保护剂配方，结合快速冷冻和解冻技术，降低了纺锤体在冷冻过程中的损伤程度。同时，他们还利用显微操作技术精确地将体细胞核移入去核卵母细胞的特定位置，提高了重新编程的成功率。这些研究成果为核移植纺锤体卵冷冻技术的进一步发展和应用奠定了坚实基础。美国哺乳动物纺锤体卵质量评估纺锤体形成过程中的任何错误都可能影响细胞的命运。

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。尤其是针对卵母细胞内部高度复杂且精细的纺锤体结构，其冷冻过程中的稳定性与完整性直接关系到解冻后卵母细胞的存活率及发育潜能。纺锤体作为卵母细胞内部的关键结构，由微管等高分子物质有序排列而成，具有双折射性。这种特性使得纺锤体在偏振光下能够呈现出独特的形态和特征，从而被Polscope等偏振光显微镜捕捉并观察。双折射性纺锤体的形态、稳定性和完整性对于卵母细胞的正常减数分裂及胚胎发育至关重要。

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(Nuclear Envelope Breakdown, 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（Ran GTPase）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(Spindle Polar Zone)。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。 纺锤体微管的正极朝向细胞两极，负极则靠近染色体。

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。 纺锤体微管的微妙调整，确保了遗传信息在细胞分裂中的准确无误传递。美国Hamilton Thorne纺锤体玻璃底培养皿

纺锤体微管的稳定性受到细胞内外多种信号的调节。香港MII期纺锤体揭示卵母细胞关键结构

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。 香港MII期纺锤体揭示卵母细胞关键结构