紡錘體功能分解在細(xì)胞分裂中,其主要作用有兩個(gè)部分。其一為排列與分裂染色體。紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。紡錘體的正常生成是染色體排列的必要條件。紡錘體生成完畢后一般會(huì)有5-20分鐘的延遲,以供細(xì)胞調(diào)整著絲點(diǎn)上微管束的極性,以及決定是否所有的著絲點(diǎn)都附著正確。此后細(xì)胞進(jìn)入分裂后期,染色體分裂為兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。同樣,紡錘體的完整性決定這個(gè)分裂過(guò)程在時(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性。紡錘體另一功能為決定胞質(zhì)分裂的分裂面。染色體分裂的同時(shí),紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極,而停弛在紡錘體**,形成紡錘**體(centralspindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域,稱(chēng)為紡錘**區(qū)(spindlemidzone).此**區(qū)就是接下來(lái)的胞質(zhì)分裂面。胞質(zhì)分裂開(kāi)始于分裂后期的較晚期。胞質(zhì)分裂一般結(jié)束于分裂末期后1-2小時(shí),此期間兩個(gè)子細(xì)胞由中心顆粒體(midbody)連接。一般認(rèn)為紡錘體的分解發(fā)生在細(xì)胞分裂末期。紡錘體在細(xì)胞分裂中的精確調(diào)控是生物體維持遺傳穩(wěn)定性的關(guān)鍵。香港紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體改善分級(jí)
紡錘體觀測(cè)儀在補(bǔ)救ICSI中的應(yīng)用我們知道,成熟的卵母細(xì)胞排出***極體。IVF加入精子后,精子會(huì)穿透層層障礙**終進(jìn)入卵子,隨著時(shí)間的推移,卵子的紡錘體會(huì)將染色單體拉向兩極,進(jìn)而排出第二極體,再往后大約加精后9-16小時(shí),雌雄原核會(huì)出現(xiàn),而原核的出現(xiàn)才是受精的標(biāo)志。但是對(duì)于那些沒(méi)有受精的卵子,到了原核出現(xiàn)的時(shí)間窗,發(fā)現(xiàn)沒(méi)有受精時(shí)再去補(bǔ)救ICSI,往往錯(cuò)過(guò)了卵子的比較好受精時(shí)間,因?yàn)闆](méi)有受精的卵子會(huì)在體外老化,即使受精,胚胎的發(fā)育潛能也很低。所以,我們?cè)诩泳蟮?-6小時(shí),通過(guò)觀察第二極體的排出來(lái)初步判斷是否受精,**的增加了那些受精障礙患者的受精率,也避免了卵子的老化。當(dāng)然,偶爾也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤補(bǔ)救。文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)IVF受精后的未排出第二極體的卵母細(xì)胞進(jìn)行ICSI補(bǔ)救,實(shí)驗(yàn)組用紡錘體觀測(cè)儀觀察并統(tǒng)計(jì)紡錘體的數(shù)目,82.7%含有一個(gè)紡錘體,17.3%含有兩個(gè)紡錘體,并對(duì)含有一個(gè)紡錘體的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI;而對(duì)照組并未用紡錘體觀測(cè)儀觀察紡錘體,只對(duì)未排出第二極體的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI。結(jié)果發(fā)現(xiàn),使用紡錘體觀測(cè)儀觀察紡錘體的數(shù)目能顯著提高正常受精率,降低多原核受精比率。香港輔助生殖紡錘體Oosight Meta顯微鏡下的紡錘體,如同精密的分子機(jī)器,引導(dǎo)染色體分離。
冷凍電鏡技術(shù)(Cryo-EM)近年來(lái)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)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(guò)將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進(jìn)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(jié)構(gòu),包括紡錘體微管等精細(xì)結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術(shù)對(duì)樣品制備的嚴(yán)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(wú)損觀察紡錘體提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。無(wú)損觀察紡錘體技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍保存的效果。通過(guò)對(duì)比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性,研究者可以?xún)?yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方和濃度,以及改進(jìn)冷凍程序,減少冷凍損傷,提高解凍后卵母細(xì)胞的存活率和發(fā)育潛能。
紡錘體觀測(cè)新技術(shù)提升“試管嬰兒”胚胎受精率什么是紡錘體觀測(cè)儀?紡錘體觀測(cè)儀是利用光線經(jīng)過(guò)雙折射性的物體時(shí)產(chǎn)生的光程差,對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行動(dòng)態(tài)及無(wú)創(chuàng)觀察的顯微觀測(cè)系統(tǒng)。紡錘體觀測(cè)儀主要有什么用處?紡錘體觀測(cè)儀主要用于ICSI注射時(shí)紡錘**置觀測(cè),避免ICSI注射時(shí)對(duì)卵子的紡錘體損傷。目前的ICSI注射方法是:假定成熟的MII卵母細(xì)胞的紡錘體靠近***極體,通過(guò)定位***極**置于6點(diǎn)或12點(diǎn)方向,在垂直于***極體的3點(diǎn)鐘方向注入精子。但事實(shí)上,紡錘體的位置不是固定不變的,***極體不能精細(xì)預(yù)測(cè)所有卵母細(xì)胞紡錘體的位置,約39%的紡錘體并不能通過(guò)***極體預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的ICSI注射很可能損壞紡錘體,若紡錘體損傷很可能導(dǎo)致卵母細(xì)胞死亡或染色體異常。因此,在ICSI注射時(shí)對(duì)紡錘體進(jìn)行觀察,對(duì)于ICSI操作和受精結(jié)局都有非常重要的意義,可以顯著提高ICSI受精率,有大量文獻(xiàn)報(bào)道正常受精率在觀察到紡錘體的卵子中***高于未觀察到紡錘體的卵子(83.3%VS77.2%)。紡錘體儀還有什么作用?紡錘體觀測(cè)儀還可以對(duì)一代受精后的卵母細(xì)胞受精情況進(jìn)行評(píng)估,選擇未受精的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI***。紡錘體在細(xì)胞分裂中的精確調(diào)控是生物體發(fā)育的基礎(chǔ)。
近年來(lái),研究者們通過(guò)不斷優(yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方和濃度,發(fā)現(xiàn)某些特定成分的組合能夠減輕冷凍過(guò)程中紡錘體的損傷。例如,紫杉醇等細(xì)胞骨架保護(hù)劑在穩(wěn)定紡錘體微管結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)出色,成為冷凍保存中的重要輔助手段。Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)的應(yīng)用,使得對(duì)雙折射性紡錘體的動(dòng)態(tài)觀察成為可能。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,研究者能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估冷凍效果,并優(yōu)化冷凍保存條件。此外,偏光成像技術(shù)還能夠提供紡錘體異常率的量化數(shù)據(jù),為臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。紡錘體在細(xì)胞分裂中的功能受到細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的共同影響。紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體Oosight Meta
紡錘體形成缺陷是多種遺傳疾病的共同特征。香港紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體改善分級(jí)
細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域,紡錘體作為有絲分裂過(guò)程中的主要結(jié)構(gòu),發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅確保了染色體的精確分離,還決定了胞質(zhì)分裂的分裂面,從而保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞和細(xì)胞增殖的準(zhǔn)確性。紡錘體是一種在細(xì)胞分裂前期形成的臨時(shí)性細(xì)胞器,由微管、微管結(jié)合蛋白以及多種調(diào)節(jié)蛋白組成。微管是紡錘體的主干,由α、β微管蛋白異源二聚體及少量微管結(jié)合蛋白聚合而成,呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)和縮短的特性。在動(dòng)物細(xì)胞中,紡錘體由星體微管、極間微管和動(dòng)粒微管構(gòu)成,這些微管在中心體的引導(dǎo)下,從兩極向中心區(qū)域延伸,形成一個(gè)類(lèi)似紡錘的形狀。而在植物細(xì)胞中,紡錘體則是由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲直接構(gòu)成,不含有星體微管,因此被稱(chēng)為無(wú)星紡錘體。香港紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體改善分級(jí)