冷凍與解凍過程中涉及多個環(huán)節(jié),包括溫度控制、時間控制、冷凍保護劑的添加與去除等。這些環(huán)節(jié)中的任何一步操作不當都可能導致紡錘體損傷。因此,需要不斷優(yōu)化冷凍與解凍技術,以減少對紡錘體的不良影響。近年來,研究者們通過不斷嘗試和優(yōu)化冷凍保護劑的配方,取得了進展。例如,甘油、二甲基亞砜(DMSO)等滲透性保護劑被用于哺乳動物卵母細胞的冷凍保存中,它們能夠迅速降低細胞內(nèi)水分含量,減少冰晶形成。同時,一些非滲透性保護劑如蔗糖、海藻糖等也被發(fā)現(xiàn)對紡錘體具有一定的保護作用。紡錘體在細胞分裂完成后迅速解體,為細胞進入下一個周期做準備。ICSI紡錘體Oosight Basic
無需染色紡錘體觀察技術已逐步應用于臨床輔助生殖技術中。通過該技術,醫(yī)生可以在不破壞卵母細胞活性的情況下,評估其質(zhì)量并選擇合適的卵母細胞進行受精和胚胎移植,從而提高妊娠率和胚胎質(zhì)量。無需對卵母細胞進行固定和染色處理,保留了細胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化,評估冷凍效果。能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化,評估冷凍效果。Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)的操作和維護需要較高的專業(yè)知識和技能。紡錘體的形態(tài)變化復雜多樣,需要豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識進行數(shù)據(jù)解讀和結果分析。昆明輔助生殖紡錘體起偏器紡錘體在細胞分裂過程中經(jīng)歷明顯的形態(tài)和結構變化。
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(zhì)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(zhì)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。
秋水仙素會使動物細胞染色體加倍嗎微管蛋白按照來源可分為植物微管蛋白和動物腦蛋白。因植物微管蛋白難以制備,秋水仙堿與動物腦微管蛋白結合反應研究得要更多一些。秋水仙堿是從植物秋水仙中提純出的一種生物堿,又名秋水仙素,構成微管的α、β微管蛋白異源二聚體是秋水仙素分子的結合靶點。當秋水仙堿與正在進行有絲分裂的細胞接觸時,秋水仙堿結合到微管蛋白的特定位點,導致α微管蛋白與β微管蛋白二聚體結構變形,從而阻斷微管蛋白組裝成微管,但并不影響微管蛋白的解聚,所以紡錘體會迅速消失。
秋水仙堿的濃度和作用時間對動、植物細胞染色體加倍的影響是關鍵。有研究結果表明,在花粉母細胞減數(shù)分裂細線期與粗線期進行美洲黑楊2n花粉的誘導效果比較好,總體上在減數(shù)分裂粗線期進行誘導得到的2n花粉**多,并且誘導的比較好濃度為0.5%。劉愛生等在利用人類外周血淋巴細胞進行染色體G顯帶制作中,在阻斷培養(yǎng)的4h內(nèi)任意時間加入相應劑量的秋水仙素,能獲得用于G顯帶的形態(tài)完好、大小適中、分散均勻、輪廓清楚的中期染色體標本相。陳長超等利用秋水仙堿處理MⅠ期卵母細胞,結果發(fā)現(xiàn)Ml期紡錘體發(fā)生解聚,染色體周圍紡錘體微管全部消失或部分殘留,染色體排列異常。 紡錘體在細胞分裂過程中展現(xiàn)出驚人的自我組裝能力。
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胞進行固定和染色,這不僅破壞了細胞的活性,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,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胞進行固定和染色處理,這一過程不可避免地會對細胞造成損傷,影響后續(xù)的實驗結果和臨床應用。而Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)則通過利用紡錘體微管結構的雙折射性,實現(xiàn)了對無需染色紡錘體的直接觀察。這一技術創(chuàng)新不僅保留了細胞的活性與完整性,還提高了觀察的實時性和動態(tài)性,為卵母細胞冷凍研究提供了更為準確和可靠的評估手段。紡錘體在細胞分裂末期逐漸解體,為細胞質(zhì)分裂做準備。昆明Hamilton Thorne紡錘體觀測儀
紡錘體的形成與細胞骨架的重構密切相關。ICSI紡錘體Oosight Basic
紡錘體功能分解
在細胞分裂中,其主要作用有兩個部分。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有5-20分鐘的延遲,以供細胞調(diào)整著絲點上微管束的極性,以及決定是否所有的著絲點都附著正確。此后細胞進入分裂后期,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分裂過程在時間和空間上的準確性。
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,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(central spindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域,稱為紡錘**區(qū)(spindle midzone).此**區(qū)就是接下來的胞質(zhì)分裂面。胞質(zhì)分裂開始于分裂后期的較晚期。胞質(zhì)分裂一般結束于分裂末期后1-2小時,此期間兩個子細胞由中心顆粒體(midbody)連接。 一般認為紡錘體的分解發(fā)生在細胞分裂末期。 ICSI紡錘體Oosight Basic