昆明卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构

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。 纺锤体在细胞分裂后期推动染色体向细胞两极移动。昆明卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构

纺锤体观测仪使ICSI更加安全可靠

在进行单精子卵胞浆内注射（ICSI）授精时，**初人们观察人体内成熟的卵母细胞时，通常认为，卵母细胞纺锤**于***极体附近，故传统的ICSI操作是转动卵母细胞使其***极**于6点或12点处，然后在3点处注入精子。但是，在大量使用纺锤体观测仪后发现，***极体并不能很好地预测纺锤体的位置。一项研究提示，在ICSI后，用纺锤体观测仪观察纺锤体与***极体的夹角，结果发现小于30°这组卵母细胞的正常受精率更高。极体在卵周隙中的移动，或者纺锤体在胞质中的易位都使两者的位置关系发生改变，普通光学显微镜下ICSI穿刺部位的选择，可能会损伤纺锤体和(或)造成染色体的异常。通过纺锤体观测仪，可以精确地对卵母细胞中纺锤体的位置进行定位，从而避免在ICSI过程中损伤纺锤体，使ICSI更加安全可靠。有文献报道，在进行ICSI时，观察到“双折射纺锤体”的成熟卵母细胞的受精率和质量胚胎率***高于未观察到双折射纺锤体组。也有学者发现，有些卵母细胞在普通光学显微镜下看到是正常的，但在纺锤体观测仪这个“照妖镜”下，就能显出原形，表现为有***极体、但缺乏双折射的纺锤体，这类卵母细胞ICSI后的受精率和妊娠率极低。 美国非侵入式成像纺锤体玻璃底培养皿纺锤体由微管组成，其动态变化调控着细胞分裂的进程。

在有丝分裂过程中，纺锤体的形成和功能是高度协调的。从前期到中期，纺锤体逐渐成熟，染色体被精确排列在细胞的中间区域。到了后期和末期，纺锤体开始分解，将染色体拉向细胞的两极，并完成胞质分裂。这一过程中，纺锤体的微管通过缩短和伸长来协调染色体的移动和定位，确保遗传信息的准确传递。虽然无丝分裂过程中不形成明显的纺锤体结构，但纺锤体的相关成分（如微管和动力蛋白）仍在细胞分裂中发挥作用。例如，在质体分裂中，纺锤体成分同样起到了精确定位和运动染色体的作用。在减数分裂过程中，纺锤体的形成和功能更加复杂。以人卵母细胞为例，其纺锤体在减数分裂过程中会经历一段较长时间的“多极纺锤体”阶段，而后才形成双极状纺锤体。这一过程需要多种关键蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的参与和调控。纺锤体的正确组装和双极化对于保证卵母细胞的正常发育和受精至关重要。

在纺锤体卵冷冻过程中，利用纺锤体实时成像技术可以实时监测纺锤体的变化。通过观察冷冻过程中纺锤体的形态、位置及动态变化，研究者可以判断冷冻保护剂的效果、冷冻速率等因素对纺锤体的影响，从而优化冷冻方案，减少纺锤体损伤。解冻后，利用纺锤体实时成像技术可以对卵母细胞内的纺锤体进行再次评估。通过比较解冻前后纺锤体的形态和稳定性，研究者可以判断冷冻过程对纺锤体的损伤程度，并筛选出纺锤体形态完好的卵母细胞进行后续操作，提高受精率和胚胎发育质量。纺锤体在细胞分裂中的精确调控是生物体维持遗传稳定性的关键。

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。 纺锤体形成的精确性对于维持生物体遗传稳定性至关重要。深圳非侵入式成像纺锤体厂家

纺锤体的形成与消失是细胞周期中高度动态的过程。昆明卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构

如何观察纺锤体呢？

在普通光学显微镜下，人类卵母细胞是半透明的，无法对纺锤体的结构进行观察和分析。传统方法是用一种特异的DNA荧光染料对卵母细胞染色，在紫外光下可显示纺锤体，这种免疫荧光方法对卵母细胞有损伤，不能应用于临床。为了更好的观测纺锤体，美国海洋生物学实验室的R．Oldenbourg等利用纺锤体的双折射特性，开发出偏振光显微镜。现今，偏振光显微镜已经发展成为一种无创性的观察和分析纺锤体动态结构的显微观测系统，我们也叫它纺锤体观测仪。它不仅能对双折射性纺锤体信号的有无进行定性分析，还能对信号的强弱进行定量分析。 昆明卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构