在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,卵母細胞的冷凍保存技術(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胞進行固定和染色處理,這不僅破壞了細胞的活性,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)無需對卵母細胞進行固定和染色,能夠在保持細胞活性的同時,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胞損傷和誤差。紡錘體微管的穩(wěn)定性受到細胞內(nèi)外多種信號的調(diào)節(jié)。深圳無損觀察紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)
紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。在有絲分裂前期,中心體被復(fù)制形成兩個中心體,并逐漸分離,形成兩個紡錘體。紡錘體的微管從中心體發(fā)出,與染色體上的著絲粒(kinetochore)結(jié)合。著絲粒是一組復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),可以與微管的末端結(jié)合。當(dāng)纖維束的微管末端與著絲粒結(jié)合時,纖維束開始縮短,將染色體拉向兩端,實現(xiàn)染色體的精確分離。這一過程不僅確保了每個新細胞都能獲得正確數(shù)量的染色體,還保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。深圳成熟卵母細胞紡錘體兼容大部分顯微鏡紡錘體微管與染色體之間的相互作用是細胞分裂的重點事件。
近年來,隨著玻璃化冷凍技術(shù)的不斷發(fā)展,成熟卵母細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胞的損傷,以及冷凍保護劑對細胞的有效保護。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胞冷凍效果的影響,尋找好的冷凍保存條件。
微管蛋白的突變和異常磷酸化是導(dǎo)致紡錘體功能障礙的主要原因之一。微管蛋白是構(gòu)成微管的基本單元,其穩(wěn)定性和功能對于紡錘體的組裝和染色體的分離至關(guān)重要。微管蛋白的突變和異常磷酸化會影響微管的動態(tài)平衡,導(dǎo)致紡錘體的組裝異常和染色體分離錯誤。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。染色體不穩(wěn)定會影響基因的表達和功能,導(dǎo)致細胞周期紊亂和細胞凋亡。在神經(jīng)退行性疾病中,染色體不穩(wěn)定會導(dǎo)致神經(jīng)元的基因表達異常,進一步加劇神經(jīng)元的損傷和死亡。 紡錘體形成缺陷是多種遺傳疾病的共同特征。
在核移植過程中,紡錘體的穩(wěn)定性是首要考慮的問題。冷凍和解凍過程中的溫度變化和冷凍保護劑的毒性都可能對紡錘體造成損傷,導(dǎo)致染色體分離異常,進而影響胚胎發(fā)育。因此,如何在冷凍過程中保持紡錘體的穩(wěn)定性,是核移植紡錘體卵冷凍研究面臨的重要挑戰(zhàn)。體細胞核在移入去核卵母細胞后,需要經(jīng)歷復(fù)雜的重新編程過程,以獲得全能性。然而,這一過程受到多種因素的調(diào)控,包括表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄因子表達等。在冷凍過程中,這些調(diào)控機制可能受到干擾,導(dǎo)致重新編程失敗或異常,從而影響胚胎發(fā)育。紡錘體微管的動態(tài)不穩(wěn)定性是其功能的基礎(chǔ)。香港哺乳動物紡錘體兼容大部分顯微鏡
紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性保證了染色體分離的準(zhǔn)確性。深圳無損觀察紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)
紡錘體觀測儀使ICSI更加安全可靠在進行單精子卵胞漿內(nèi)注射(ICSI)授精時,**初人們觀察人體內(nèi)成熟的卵母細胞時,通常認為,卵母細胞紡錘**于***極體附近,故傳統(tǒng)的ICSI操作是轉(zhuǎn)動卵母細胞使其***極**于6點或12點處,然后在3點處注入精子。但是,在大量使用紡錘體觀測儀后發(fā)現(xiàn),***極體并不能很好地預(yù)測紡錘體的位置。一項研究提示,在ICSI后,用紡錘體觀測儀觀察紡錘體與***極體的夾角,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小于30°這組卵母細胞的正常受精率更高。極體在卵周隙中的移動,或者紡錘體在胞質(zhì)中的易位都使兩者的位置關(guān)系發(fā)生改變,普通光學(xué)顯微鏡下ICSI穿刺部位的選擇,可能會損傷紡錘體和(或)造成染色體的異常。通過紡錘體觀測儀,可以精確地對卵母細胞中紡錘體的位置進行定位,從而避免在ICSI過程中損傷紡錘體,使ICSI更加安全可靠。有文獻報道,在進行ICSI時,觀察到“雙折射紡錘體”的成熟卵母細胞的受精率和質(zhì)量胚胎率***高于未觀察到雙折射紡錘體組。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn),有些卵母細胞在普通光學(xué)顯微鏡下看到是正常的,但在紡錘體觀測儀這個“照妖鏡”下,就能顯出原形,表現(xiàn)為有***極體、但缺乏雙折射的紡錘體,這類卵母細胞ICSI后的受精率和妊娠率極低。深圳無損觀察紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)