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態(tài)變化過程中，一般在細胞分裂的中、后期，紡錘體結構較為典型。紡錘體主要有兩個作用：其一，排列與分配染色體；其二，決定細胞胞質分裂的分裂面。紡錘體的完整性決定了染色體分裂過程在時間和空間上的準確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手，在細胞分裂過程中，能精細的將等位染色體平均拉向細胞的兩極，確保分裂后的2個子細胞中的染色體數(shù)目相等。但是，如果這個大力士多了一只或幾只手，染色體的分配將紊亂，導致非整倍體。紡錘體損傷的增加多見于高齡婦女，或接觸某些化學物質的卵母細胞。

在細胞分裂過程中，紡錘體對卵母細胞染色體的平衡、運動、分配、和極體的排出非常關鍵。卵母細胞成熟過程中的兩次減數(shù)分裂形成兩次紡錘體，卵母細胞受精、雌雄原核融合后又會形成有絲分裂紡錘體。 紡錘體微管網(wǎng)絡的復雜性保證了染色體分離的準確性。北京輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構

冷凍電鏡技術（Cryo-EM）近年來在結構生物學領域取得了重大突破，也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進行觀察和成像，冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結構，包括紡錘體微管等精細結構。這一技術不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術對樣品制備的嚴格要求，還能夠在接近生理狀態(tài)下觀察紡錘體的形態(tài)和功能，為無損觀察紡錘體提供了強有力的技術支持。無損觀察紡錘體技術能夠實時監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化，從而準確評估冷凍保存的效果。通過對比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性，研究者可以優(yōu)化冷凍保護劑的配方和濃度，以及改進冷凍程序，減少冷凍損傷，提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。昆明成熟卵母細胞紡錘體Hoechst染料紡錘體在細胞分裂末期逐漸解體，為細胞質分裂做準備。

卵母細胞紡錘體對低溫環(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變化均會對紡錘體造成損傷，導致其形態(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)，還可能破壞其內部結構和功能，進而影響卵母細胞的發(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胞骨架保護劑，如紫杉醇等。然而，保護劑的選擇、濃度及作用機制仍需進一步研究和優(yōu)化。

近年來，隨著玻璃化冷凍技術的不斷發(fā)展，成熟卵母細胞紡錘體的冷凍保存研究取得了進展。研究表明，采用玻璃化冷凍法冷凍保存的成熟卵母細胞，在解凍后其紡錘體和染色體的形態(tài)及功能均能得到較好的保持。這主要得益于玻璃化冷凍過程中避免了冰晶形成對細胞的損傷，以及冷凍保護劑對細胞的有效保護。然而，值得注意的是，盡管玻璃化冷凍法在提高解凍存活率和妊娠成功率方面取得了成效，但仍存在一些問題。例如，冷凍過程中紡錘體的微管結構可能受到低溫的影響而發(fā)生解聚，導致染色體分離異常。此外，冷凍保護劑的毒性也可能對卵母細胞造成一定的損傷。為了克服這些問題，研究者們進行了大量的實驗和優(yōu)化工作。例如，通過改進冷凍保護劑的配方和濃度，降低其對細胞的毒性；通過優(yōu)化冷凍速率和程序，減少冷凍過程中對細胞的機械損傷；以及通過篩選和評估不同冷凍載體和保存時間對卵母細胞冷凍效果的影響，尋找好的冷凍保存條件。紡錘體由微管組成，其動態(tài)變化調控著細胞分裂的進程。

在生殖醫(yī)學領域，卵母細胞的冷凍保存技術一直是研究的熱點，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卵母細胞進行固定和染色處理，這不僅破壞了細胞的活性，還限制了對其發(fā)育潛能的深入評估。偏光成像技術，特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)，通過利用紡錘體微管結構的雙折射性，實現(xiàn)了對紡錘體的無損觀察。這種技術無需對卵母細胞進行固定和染色，能夠在保持細胞活性的同時，實時、動態(tài)地觀察紡錘體的形態(tài)和變化。這不僅提高了觀察的準確性和可靠性，還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細胞損傷和誤差。紡錘體在細胞分裂中的穩(wěn)定性對于細胞存活至關重要。上海Hamilton Thorne紡錘體兼容大部分顯微鏡

紡錘體的形成需要多種蛋白質的精確協(xié)作與調控。北京輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構

秋水仙素為什么會使有絲分裂的細胞停滯于中期

如果用秋水仙素處理有絲分裂的細胞，紡錘體會迅速消失，細胞停滯在有絲分裂中期，染色體無法分離成兩組。用秋水仙堿進行誘導，從而將細胞阻斷在細胞分裂中期，也是誘導細胞周期同步化的重要方法之一。真核細胞周期可分為4個時期，分別是G1期、S期、G2期和M期。在細胞周期調控中主要有3個控制點，***個控制點在G1期，決定細胞能否進入S期；第二個控制點在G2期，決定細胞能否進入有絲分裂期；第三個控制點在M期，決定細胞是否已經準備好將復制好的染色體拉向兩極。CDK（周期蛋白依賴性蛋白激酶）對細胞周期運行起著**性調控作用，CDK與不同時期的周期蛋白結合會在特定周期起調節(jié)作用。cyclinA、cyclinB是在M期起調節(jié)功能的兩種主要周期蛋白。細胞周期運轉到分裂中期后，在后期促進復合物(APC)的作用下，M期cyclinA和cyclinB通過泛素化途徑迅速降解，Cdkl活性喪失，細胞周期便從M期中期向后期轉化。APC活性變化是細胞周期由分裂中期向后期轉換的關鍵因素，其活性受到多種因素的綜合調節(jié)，紡錘體組裝檢查點是其重要的調控因素。紡錘體組裝不完全，或所有動粒不能被動粒微管全部捕捉，則APC不能被***。 北京輔助生殖紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構