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(diǎn)，旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而，傳統(tǒng)的紡錘體觀察方法往往需要對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理，這不僅破壞了細(xì)胞的活性，還限制了對(duì)其發(fā)育潛能的深入評(píng)估。偏光成像技術(shù)，特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)，通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紡錘體的無損觀察。這種技術(shù)無需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，能夠在保持細(xì)胞活性的同時(shí)，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地觀察紡錘體的形態(tài)和變化。這不僅提高了觀察的準(zhǔn)確性和可靠性，還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細(xì)胞損傷和誤差。紡錘體在細(xì)胞分裂過程中與細(xì)胞骨架協(xié)同工作。上海卵母細(xì)胞紡錘體改善分級(jí)

卵母細(xì)胞紡錘體對(duì)低溫環(huán)境極為敏感，冷凍過程中可能發(fā)生的冰晶形成、溶液濃縮等物理化學(xué)變化均會(huì)對(duì)紡錘體造成損傷，導(dǎo)致其形態(tài)異常、穩(wěn)定性下降。在冷凍和解凍過程中，紡錘體微管可能發(fā)生解聚和重聚，這一過程不僅影響紡錘體的形態(tài)，還可能破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能。為了減輕冷凍損傷，研究者們嘗試在冷凍液中添加細(xì)胞骨架保護(hù)劑，如紫杉醇等。然而，保護(hù)劑的選擇、濃度及作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究和優(yōu)化。北京偏光成像紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)紡錘體在細(xì)胞分裂中的精確調(diào)控是生物體維持遺傳穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

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(dòng)態(tài)變化過程中，一般在細(xì)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(gè)作用：其一，排列與分配染色體；其二，決定細(xì)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(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手，在細(xì)胞分裂過程中，能精細(xì)的將等位染色體平均拉向細(xì)胞的兩極，確保分裂后的2個(gè)子細(xì)胞中的染色體數(shù)目相等。但是，如果這個(gè)大力士多了一只或幾只手，染色體的分配將紊亂，導(dǎo)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(xué)物質(zhì)的卵母細(xì)胞。

在細(xì)胞分裂過程中，紡錘體對(duì)卵母細(xì)胞染色體的平衡、運(yùn)動(dòng)、分配、和極體的排出非常關(guān)鍵。卵母細(xì)胞成熟過程中的兩次減數(shù)分裂形成兩次紡錘體，卵母細(xì)胞受精、雌雄原核融合后又會(huì)形成有絲分裂紡錘體。

紡錘體是卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中形成的一種微管結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)精確分離染色體。然而，紡錘體對(duì)環(huán)境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感，在冷凍保存過程中容易發(fā)生損傷，導(dǎo)致染色體分離異常，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。因此，如何有效監(jiān)測和評(píng)估冷凍過程中紡錘體的變化，成為紡錘體卵冷凍研究的重要課題。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)的出現(xiàn)，為這一問題的解決提供了可能。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)主要利用高分辨率顯微鏡結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù)，對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的觀察和記錄。常用的熒光標(biāo)記方法包括使用綠色熒光蛋白（GFP）標(biāo)記微管蛋白，以及利用特定抗體對(duì)紡錘體相關(guān)蛋白進(jìn)行染色。通過這些方法，研究者可以清晰地觀察到紡錘體的形態(tài)、位置、動(dòng)態(tài)變化等信息，從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍過程中紡錘體的穩(wěn)定性和完整性。紡錘體在細(xì)胞分裂完成后迅速解體，為細(xì)胞進(jìn)入下一個(gè)周期做準(zhǔn)備。

構(gòu)成紡錘體的是紡錘絲還是星射線

人教版《生物·必修1·分子與細(xì)胞》第6章在講述有絲分裂時(shí)，關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞紡錘體形成的區(qū)別是這樣描述的：植物細(xì)胞是從細(xì)胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個(gè)梭形的紡錘體。而動(dòng)物細(xì)胞是在兩極的中心粒周圍發(fā)出大量的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。而在《生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》第2章以哺乳動(dòng)物精子形成過程為例講述減數(shù)分裂過程時(shí)，又用了“紡錘絲”這一表述。同一套教材，前后表述不一致，讓教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都產(chǎn)生了困惑。“紡錘絲”一詞的由來是因?yàn)榧忓N體微管在電子顯微鏡下呈絲狀，在浙科版教材中即為這樣表述，且不論動(dòng)物細(xì)胞還是植物細(xì)胞都用“紡錘絲”。不管是紡錘絲還是星射線，都是教材編寫者為了學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)“紡錘體微管”這一名詞。 紡錘體的功能異常可能導(dǎo)致細(xì)胞分裂錯(cuò)誤，引發(fā)遺傳疾病。北京偏光成像紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體微管的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性是其功能的基礎(chǔ)。上海卵母細(xì)胞紡錘體改善分級(jí)

紡錘體功能分解

      在細(xì)胞分裂中，其主要作用有兩個(gè)部分。其一為排列與分裂染色體。紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。紡錘體的正常生成是染色體排列的必要條件。紡錘體生成完畢后一般會(huì)有5-20分鐘的延遲，以供細(xì)胞調(diào)整著絲點(diǎn)上微管束的極性，以及決定是否所有的著絲點(diǎn)都附著正確。此后細(xì)胞進(jìn)入分裂后期，染色體分裂為兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。同樣，紡錘體的完整性決定這個(gè)分裂過程在時(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性。

      紡錘體另一功能為決定胞質(zhì)分裂的分裂面。染色體分裂的同時(shí)，紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極，而停弛在紡錘體**， 形成紡錘**體(central spindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域，稱為紡錘**區(qū)(spindle midzone).此**區(qū)就是接下來的胞質(zhì)分裂面。胞質(zhì)分裂開始于分裂后期的較晚期。胞質(zhì)分裂一般結(jié)束于分裂末期后1-2小時(shí)，此期間兩個(gè)子細(xì)胞由中心顆粒體(midbody)連接。 一般認(rèn)為紡錘體的分解發(fā)生在細(xì)胞分裂末期。 上海卵母細(xì)胞紡錘體改善分級(jí)