紡錘體生成在含中心體的細(xì)胞中，紡錘體的生成開始于細(xì)胞分裂前初期-即在細(xì)胞核膜分解(NuclearEnvelopeBreakdown,NEB)之前。初期的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)**的以中心體為核的星狀體(asters)。當(dāng)細(xì)胞核膜分解后，染色體和星狀體發(fā)生一系列復(fù)雜的互動(dòng)反應(yīng)。**終結(jié)果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊，每?jī)蓷l染色體有一個(gè)著絲點(diǎn)，每一個(gè)著絲點(diǎn)被一束極性相同的微管（通常稱為紡錘絲）附著。此時(shí)細(xì)胞處于分裂中期，紡錘體生成完畢。實(shí)驗(yàn)證明，中心體在這個(gè)過程中的作用不是必需的。動(dòng)物細(xì)胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構(gòu)紡錘體，但其位置通常不在細(xì)胞的大致幾何中心，其后的胞質(zhì)分裂也會(huì)受嚴(yán)重影響。紡錘體[1]在不含中心體的細(xì)胞中，紡錘體的生成是由染色體本身主導(dǎo)的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白（RanGTPase）控制。細(xì)胞核分解后，紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會(huì)在動(dòng)力分子與為微管動(dòng)力的合作影響下自動(dòng)排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組。每組的極性相對(duì)于一組著絲點(diǎn)。同時(shí)在微管遠(yuǎn)端的動(dòng)力蛋白dynein會(huì)將這些微管束集中到一點(diǎn)，形成紡錘極區(qū)(SpindlePolarZone)。與此同時(shí)，染色體會(huì)自動(dòng)在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的形成和維持需要消耗大量能量。武漢Hamilton Thorne紡錘體觀測(cè)儀

    近年來，隨著成像技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是紡錘體成像技術(shù)的不斷進(jìn)步，科學(xué)家們得以在高分辨率下觀測(cè)細(xì)胞分裂過程，從而揭示了紡錘體的許多未知特征和機(jī)制。紡錘體成像技術(shù)的發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們開始利用熒光顯微鏡技術(shù)觀測(cè)細(xì)胞分裂過程。然而，由于傳統(tǒng)熒光顯微鏡的分辨率限制，紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化往往難以被清晰捕捉。為了克服這一難題，科學(xué)家們開始探索更高分辨率的成像技術(shù)，如電子顯微鏡、超分辨率顯微鏡等。然而，這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如樣品制備復(fù)雜、成像速度慢、對(duì)細(xì)胞活性影響大等。近年來，隨著成像技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，紡錘體成像技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。特別是超分辨率顯微鏡技術(shù)的出現(xiàn)，如結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（SIM）、受激輻射損耗顯微鏡（STED）和單分子定位顯微鏡（SMLM）等，使得科學(xué)家們能夠在納米尺度上觀測(cè)紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。 美國(guó)無損觀察紡錘體起偏器紡錘體的功能異常與某些藥物的副作用有關(guān)，如化療藥物可能干擾紡錘體的形成和功能。

為了減少冷凍過程中紡錘體的損傷，研究者們嘗試在冷凍液及解凍液中添加細(xì)胞骨架保護(hù)劑，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能夠穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)，防止其在低溫下解聚。通過偏光成像技術(shù)，研究者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紫杉醇對(duì)紡錘體的保護(hù)效果，評(píng)估其在冷凍保存過程中的作用機(jī)制。此外，還可以進(jìn)一步觀察解凍后卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能，為臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。無需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，保持細(xì)胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)紡錘體的形態(tài)變化，評(píng)估冷凍效果。能夠捕捉到細(xì)微的紡錘體形態(tài)變化，提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。

紡錘體的雙極化是卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的關(guān)鍵事件之一。近年來，我國(guó)學(xué)者在人類卵母細(xì)胞紡錘體雙極化機(jī)制研究方面取得了重要進(jìn)展。通過高分辨成像技術(shù)，研究者們揭示了人類卵母細(xì)胞紡錘體雙極化的獨(dú)特機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控此過程的關(guān)鍵蛋白。這些研究成果不僅為雙折射性紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角和思路，也為臨床生殖障礙疾病的診療提供了科學(xué)依據(jù)。隨著偏光成像技術(shù)和冷凍保護(hù)劑研究的不斷深入，未來有望開發(fā)出更加高效、安全的卵母細(xì)胞冷凍保存方案。例如，通過改進(jìn)冷凍速率和程序、優(yōu)化保護(hù)劑配方等手段，進(jìn)一步減輕冷凍損傷，提高解凍后卵母細(xì)胞的存活率和發(fā)育潛能。紡錘體的研究有助于揭示細(xì)胞分裂過程中的錯(cuò)誤修復(fù)機(jī)制。

在有絲分裂過程中，紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的。從前期到中期，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細(xì)胞的中間區(qū)域。到了后期和末期，紡錘體開始分解，將染色體拉向細(xì)胞的兩極，并完成胞質(zhì)分裂。這一過程中，紡錘體的微管通過縮短和伸長(zhǎng)來協(xié)調(diào)染色體的移動(dòng)和定位，確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結(jié)構(gòu)，但紡錘體的相關(guān)成分（如微管和動(dòng)力蛋白）仍在細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用。例如，在質(zhì)體分裂中，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運(yùn)動(dòng)染色體的作用。在減數(shù)分裂過程中，紡錘體的形成和功能更加復(fù)雜。以人卵母細(xì)胞為例，其紡錘體在減數(shù)分裂過程中會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)間的“多極紡錘體”階段，而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關(guān)鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調(diào)控。紡錘體的正確組裝和雙極化對(duì)于保證卵母細(xì)胞的正常發(fā)育和受精至關(guān)重要。在細(xì)胞分裂過程中，紡錘體的形成和功能受到嚴(yán)格的調(diào)控。雙折射性紡錘體起偏器

紡錘體的研究有助于揭示細(xì)胞分裂過程中的精細(xì)調(diào)控機(jī)制。武漢Hamilton Thorne紡錘體觀測(cè)儀

隨著科技的進(jìn)步，冷凍與解凍技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。例如，玻璃化冷凍技術(shù)因其快速冷凍和解凍的特點(diǎn)，能夠有效減少冷凍過程中的冰晶形成和滲透壓變化對(duì)紡錘體的損傷。此外，一些研究者還嘗試將微流控技術(shù)應(yīng)用于卵母細(xì)胞的冷凍保存中，以實(shí)現(xiàn)更精確的溫度控制和更均勻的冷凍保護(hù)劑分布。無損觀察技術(shù)如偏光顯微鏡（Polscope）和冷凍電鏡（Cryo-EM）等的應(yīng)用為MI期紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。這些技術(shù)能夠在不破壞卵母細(xì)胞活性的情況下實(shí)時(shí)觀察紡錘體的形態(tài)和變化，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估冷凍保存的效果。武漢Hamilton Thorne紡錘體觀測(cè)儀