如何觀察紡錘體呢?在普通光學(xué)顯微鏡下,人類卵母細(xì)胞是半透明的,無法對紡錘體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析。傳統(tǒng)方法是用一種特異的DNA熒光染料對卵母細(xì)胞染色,在紫外光下可顯示紡錘體,這種免疫熒光方法對卵母細(xì)胞有損傷,不能應(yīng)用于臨床。為了更好的觀測紡錘體,美國海洋生物學(xué)實驗室的R.Oldenbourg等利用紡錘體的雙折射特性,開發(fā)出偏振光顯微鏡。現(xiàn)今,偏振光顯微鏡已經(jīng)發(fā)展成為一種無創(chuàng)性的觀察和分析紡錘體動態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微觀測系統(tǒng),我們也叫它紡錘體觀測儀。它不僅能對雙折射性紡錘體信號的有無進(jìn)行定性分析,還能對信號的強(qiáng)弱進(jìn)行定量分析。紡錘體的研究對于理解遺傳信息的傳遞和維持具有重要意義。美國非侵入式成像紡錘體液晶偏光補償器
體外構(gòu)建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的動態(tài)變化,如微管的聚合和解聚、染色體的捕捉和分離等。通過高分辨率顯微鏡觀察,可以詳細(xì)記錄紡錘體的動態(tài)變化過程,揭示其背后的分子機(jī)制。體外構(gòu)建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的功能機(jī)制,如紡錘體檢查點的調(diào)控、染色體分離的分子機(jī)制等。通過添加不同的蛋白和藥物,可以模擬不同的生理和病理條件,探究紡錘體功能的調(diào)控機(jī)制。體外構(gòu)建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體缺陷的后果,如染色體非整倍性的發(fā)生、細(xì)胞周期的紊亂等。通過引入特定的突變或藥物,可以模擬紡錘體缺陷的情況,探究其對細(xì)胞分裂和基因組穩(wěn)定性的影響。體外構(gòu)建的紡錘體模型可以用于篩選和驗證藥物,如抗病毒藥物等。通過測試藥物對紡錘體動態(tài)變化和功能的影響,可以評估藥物的效果和安全性,為新藥的研發(fā)提供實驗依據(jù)。上海Hamilton Thorne紡錘體Oosight Meta紡錘體在細(xì)胞分裂后期通過微管切割機(jī)制實現(xiàn)染色體分離。
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,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(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理,這不僅破壞了細(xì)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(shù),特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng),通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性,實現(xiàn)了對紡錘體的無損觀察。這種技術(shù)無需對卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色,能夠在保持細(xì)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(zhǔn)確性和可靠性,還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細(xì)胞損傷和誤差。
解凍后的卵母細(xì)胞在無損觀察技術(shù)的支持下,可以直接進(jìn)行紡錘體觀察,無需進(jìn)行任何形式的固定和染色處理。這一技術(shù)能夠迅速評估解凍后卵母細(xì)胞的質(zhì)量,包括紡錘體的形態(tài)、位置、穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo),為后續(xù)的受精和胚胎發(fā)育提供重要參考。無損觀察紡錘體技術(shù)已逐步應(yīng)用于臨床輔助生殖技術(shù)中。醫(yī)生可以在不破壞卵母細(xì)胞活性的情況下,通過該技術(shù)評估其質(zhì)量并選擇合適的卵母細(xì)胞進(jìn)行受精和胚胎移植。這不僅提高了妊娠率和胚胎質(zhì)量,還減少了因卵母細(xì)胞質(zhì)量不佳而導(dǎo)致的移植失敗和流產(chǎn)風(fēng)險。紡錘體的功能異常可能導(dǎo)致細(xì)胞分裂錯誤,引發(fā)遺傳疾病。
通過靶向微管蛋白,可以恢復(fù)微管的穩(wěn)定性和功能,糾正紡錘體的組裝異常。例如,使用微管穩(wěn)定劑(如紫杉醇)可以穩(wěn)定微管,改善紡錘體的組裝和染色體的分離。此外,通過抑制微管蛋白的異常磷酸化,也可以恢復(fù)微管的正常功能。通過恢復(fù)染色體穩(wěn)定性,可以減少基因組的不穩(wěn)定性,改善神經(jīng)元的基因表達(dá)和功能。例如,使用染色體穩(wěn)定劑(如TOP2抑制劑)可以穩(wěn)定染色體,減少基因組的不穩(wěn)定性。此外,通過修復(fù)DNA損傷,也可以恢復(fù)染色體的穩(wěn)定性。紡錘體的異??赡軐?dǎo)致染色體無法正確分離,形成多倍體或單倍體細(xì)胞。北京無需染色紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿
紡錘體在細(xì)胞分裂過程中經(jīng)歷明顯的形態(tài)和結(jié)構(gòu)變化。美國非侵入式成像紡錘體液晶偏光補償器
亨廷頓病是一種由亨廷頓基因突變引起的神經(jīng)退行性疾病,其主要病理特征是亨廷頓蛋白的異常聚集。研究表明,紡錘體功能障礙在亨廷頓病的發(fā)生和發(fā)展中也起著重要作用。亨廷頓病患者中,亨廷頓蛋白的異常聚集影響微管的穩(wěn)定性和紡錘體的組裝,導(dǎo)致染色體分離異常和細(xì)胞周期紊亂。紡錘體功能障礙會導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定,增加基因組的不穩(wěn)定性,進(jìn)而影響神經(jīng)元的正常功能和存活。紡錘體功能障礙會導(dǎo)致細(xì)胞周期紊亂,增加細(xì)胞凋亡的風(fēng)險,加速神經(jīng)元的丟失。美國非侵入式成像紡錘體液晶偏光補償器