Oosight影像分析系統(tǒng)采用液晶偏光成像技術(shù),無需對卵母細(xì)胞進行染色,即可實時、清晰、高對比度地進行紡錘體結(jié)構(gòu)和透明帶成像,對ICSI、核移植操作、卵母細(xì)胞質(zhì)量評價等有很好的輔助作用。主要應(yīng)用ICSI:在單精胞漿注射過程中定位初級卵母細(xì)胞,避免卵的破裂損傷,增強胚胎的發(fā)育潛能。卵評估:利用定量的分析數(shù)據(jù)對卵進行分級,改善對胚胎的選擇。體外成熟評估:在未成熟卵催化(IVM)過程判斷成熟期,判斷依據(jù)采用的是準(zhǔn)確的識別紡錘體,而非不準(zhǔn)確的極體。質(zhì)量控制:利用定量的分析數(shù)據(jù)對卵進行分級,改善對胚胎的選擇。核移植:顯著提高核移植的成功率。由于在核摘除的過程可以清楚的看到核質(zhì),使得核移植的成功率增加了80%,并減少了線粒體DNA的摘除。卵冷凍研究:對冷凍的初級卵母細(xì)胞進行解凍前和解凍后的定量分析,從而判斷卵的發(fā)育力,改善妊娠率。紡錘體研究:檢測胚胎中紡錘體的發(fā)育過程,確定正常和非正常分裂率(只可用于搭配有培養(yǎng)箱的顯微鏡)??梢詫θ旧w非正常的或非整倍體的胚胎成像,從而選擇***的前體做PGD診斷。透明帶研究:測量卵母細(xì)胞的透明帶;準(zhǔn)確測量紡錘體和透明帶中分子排列方向的差別變化,判斷紡錘體和透明帶是否處于正常狀態(tài)紡錘體微管的穩(wěn)定性受到細(xì)胞內(nèi)外多種信號的調(diào)節(jié)。香港核移植紡錘體起偏器
紡錘體缺陷可以分為多種類型,包括但不限于:微管動力學(xué)異常:微管的聚合和解聚速率異常,導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。動粒功能障礙:動粒與微管的結(jié)合能力下降,影響染色體的正確捕捉和分離。紡錘體檢查點失效:紡錘體檢查點(spindleassemblycheckpoint,SAC)是確保染色體正確分離的重要機制,其失效會導(dǎo)致染色體分離錯誤。染色體分離異常:染色體在分裂過程中未能正確分離,導(dǎo)致非整倍體的形成。微管的動態(tài)變化是紡錘體功能的關(guān)鍵,任何影響微管聚合和解聚的因素都會導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。例如,某些藥物(如紫杉醇)可以穩(wěn)定微管,但過量使用會導(dǎo)致微管過度穩(wěn)定,影響紡錘體的正常功能。成熟卵母細(xì)胞紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿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)控機制。
減數(shù)分裂是生物體形成配子(精子和卵子)的過程,其特點是一次DNA復(fù)制后細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,形成四個遺傳物質(zhì)相似的子細(xì)胞。在減數(shù)分裂過程中,紡錘體同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在減數(shù)分裂Ⅰ的前期,同源染色體發(fā)生配對、聯(lián)會、交換和交叉,形成四分體。這一過程依賴于紡錘體的微管網(wǎng)絡(luò),它確保了同源染色體能夠正確地配對和交換遺傳信息。隨后,在減數(shù)分裂Ⅰ的中期,染色體在紡錘絲的牽引下,排列在赤道板上。與有絲分裂不同的是,此時排列在赤道板上的染色體是同源染色體對,而不是姐妹染色單體。當(dāng)細(xì)胞進入減數(shù)分裂Ⅰ的后期,同源染色體在紡錘體的牽引下分離,分別移向細(xì)胞的兩極。這一過程實現(xiàn)了同源染色體的分離,為后續(xù)的遺傳重組和配子形成奠定了基礎(chǔ)。在減數(shù)分裂Ⅱ中,紡錘體的作用與有絲分裂更為相似。姐妹染色單體在紡錘絲的牽引下分離,分別移向細(xì)胞的兩極。這一過程確保了每個子細(xì)胞都能獲得完整的染色體組,從而保證了配子的遺傳完整性。
在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,卵母細(xì)胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點之一,旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而,傳統(tǒng)紡錘體觀察方法往往需要對卵母細(xì)胞進行固定和染色,這不僅破壞了細(xì)胞的活性,還限制了對其發(fā)育潛能的進一步評估。傳統(tǒng)紡錘體觀察方法,如免疫熒光染色技術(shù),雖然能夠清晰地展示紡錘體的形態(tài),但其缺點在于需要對細(xì)胞進行固定和染色處理,這一過程不可避免地會對細(xì)胞造成損傷,影響后續(xù)的實驗結(jié)果和臨床應(yīng)用。而Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)則通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性,實現(xiàn)了對無需染色紡錘體的直接觀察。這一技術(shù)創(chuàng)新不僅保留了細(xì)胞的活性與完整性,還提高了觀察的實時性和動態(tài)性,為卵母細(xì)胞冷凍研究提供了更為準(zhǔn)確和可靠的評估手段。紡錘體微管的排列方向決定了染色體分離的方向。
近年來,隨著玻璃化冷凍技術(shù)的不斷發(fā)展,成熟卵母細(xì)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(xì)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(xì)胞的損傷,以及冷凍保護劑對細(xì)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(jié)構(gòu)可能受到低溫的影響而發(fā)生解聚,導(dǎo)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞冷凍效果的影響,尋找好的冷凍保存條件。紡錘體的形成需要消耗大量的能量和原材料。無損觀察紡錘體卵細(xì)胞評價
紡錘體的異常可能導(dǎo)致染色體無法正確分離,形成多倍體或單倍體細(xì)胞。香港核移植紡錘體起偏器
多極紡錘在有絲分裂時紡錘體一般有二個極。但是在多精入卵的卵細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、培養(yǎng)的HeLa細(xì)胞、雜種細(xì)胞等,隨著條件不同可形成有3、4個或者更多個極的紡錘體。當(dāng)存在多極紡錘體時,染色體的后期分配便不規(guī)則,可形成幾個小核。用低濃度的秋水仙堿等藥物處理也能誘導(dǎo)出同樣的變化。木賊等特殊的植物體或胚乳細(xì)胞,往往在分裂初期形成多極紡錘體,及至分裂中期多數(shù)可恢復(fù)為二個極。長期以來,科學(xué)家認(rèn)為在哺乳動物胚胎的***次細(xì)胞分裂過程中,只有一個紡錘體負(fù)責(zé)將胚胎染色體分配到兩個細(xì)胞中。但歐洲研究人員利用小鼠開展的**近實驗觀察發(fā)現(xiàn),這個過程中實際上有兩個紡錘體,分別負(fù)責(zé)來自父親和母親的染色體[2]。雙紡錘體的形成可能部分解釋了為什么哺乳動物在早期發(fā)育階段(胚胎*初的幾次細(xì)胞分裂中)會有非常高的錯誤率。如果紡錘體的兩極沒有對齊和融合,那么,受精卵的遺傳物質(zhì)可能會被拉向3個或4個方向,而不是2個。而這種錯誤會導(dǎo)致?lián)碛卸鄠€細(xì)胞核的細(xì)胞產(chǎn)生,從而終止胚胎發(fā)育。雙紡錘體理論的提出提供了一種先前未知的機制。接下來需要探討的是雙紡錘體是否在人類中也發(fā)揮相同的作用。因為,這將為研究如何改善人類不育***提供非常有價值的信息[3]。香港核移植紡錘體起偏器