非侵入式成像纺锤体

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。 纺锤体微管的聚合与解聚受到多种酶的调控。非侵入式成像纺锤体

胞质膜

      在动物细胞的细胞分裂结束时，母细胞在一个被称为“胞质分裂”的过程中分裂成两个子细胞和分区隔离的染色体。有丝分裂纺锤体控制胞质膜上的“胞质分裂”事件，但连接这两个宏观结构的机制一直不清楚。Mark Petronczki及其同事提供了一个结构和功能分析结果，他们发现**纺锤体蛋白（纺锤体中间区域和中间体中的一个蛋白复合物）是有丝分裂纺锤体与胞质膜间所缺失的联系环节，这个联系环节确保“胞质分裂”过程的***结果。本文作者还发现，**纺锤体蛋白的MgcRac***亚单元中的一个区域为一个“系绳”，它连接到胞质膜中的磷酸肌醇脂质上。 [4] 昆明非侵入式成像纺锤体纺锤体结构纺锤体在细胞分裂中的稳定性对于细胞存活至关重要。

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

      特殊细胞器

      纺锤体(Spindle Apparatus)，形似纺锤，是产生于细胞分裂前初期(Pre-Prophase)到末期(Telophase)的一种特殊细胞器。其主要元件包括微管(Microtubules)，附着微管的动力分子分子马达(Molecular motors),以及一系列复杂的超分子结构。一般来讲，在动物细胞中，中心体是纺锤体的一部分。高等植物细胞的纺锤体不含中心体。而***细胞的纺锤体含纺锤极体(Spindle Pole Body)，一般被视为中心体的同源细胞器。

       纺锤体是由大量微管纵向排列组成的中部宽阔、两级缩小的如纺锤状的结构。在细胞分裂中，纺锤体对卵母细胞染 色体的运动、平衡、分配以及极体排出都非常重要。卵母细胞纺锤体的异常会导致减数分裂异常，产生非整倍体的卵母细胞或者成熟阻滞的卵母细胞。 在有丝分裂中，纺锤体形成并维持着染色体的稳定性。

纺锤体卵冷冻保存技术一直是研究的热点。纺锤体作为卵母细胞减数分裂过程中的主要结构，其稳定性和形态直接关系到卵母细胞的发育潜力和受精后的胚胎质量。然而，传统的纺锤体观测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，还可能引入额外的损伤。因此，非侵入式成像技术作为一种新兴的研究手段，在纺锤体卵冷冻研究中展现出了巨大的潜力和优势。非侵入式成像技术是指在不破坏细胞完整性和活性的前提下，通过光学、声学、电磁等物理手段对细胞内部结构进行成像的方法。这类技术避免了传统方法中细胞固定和染色带来的损伤，能够实时、动态地观察细胞内部的变化，为研究者提供了更加真实、准确的细胞信息。在纺锤体卵冷冻研究中，非侵入式成像技术能够直接观测到冷冻和解冻过程中纺锤体的形态和动态变化，为评估冷冻效果和优化冷冻方案提供了有力支持。纺锤体微管的动态变化是细胞分裂周期的重要标志。美国纺锤体实时成像纺锤体

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。非侵入式成像纺锤体

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。 非侵入式成像纺锤体