紡錘體卵冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn),。紡錘體作為卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的主要結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性和形態(tài)直接關(guān)系到卵母細(xì)胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量,。然而,,傳統(tǒng)的紡錘體觀測方法往往需要對卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色,這不僅破壞了細(xì)胞的活性,,還可能引入額外的損傷,。因此,非侵入式成像技術(shù)作為一種新興的研究手段,在紡錘體卵冷凍研究中展現(xiàn)出了巨大的潛力和優(yōu)勢,。非侵入式成像技術(shù)是指在不破壞細(xì)胞完整性和活性的前提下,,通過光學(xué)、聲學(xué),、電磁等物理手段對細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的方法,。這類技術(shù)避免了傳統(tǒng)方法中細(xì)胞固定和染色帶來的損傷,能夠?qū)崟r(shí),、動(dòng)態(tài)地觀察細(xì)胞內(nèi)部的變化,,為研究者提供了更加真實(shí)、準(zhǔn)確的細(xì)胞信息,。在紡錘體卵冷凍研究中,,非侵入式成像技術(shù)能夠直接觀測到冷凍和解凍過程中紡錘體的形態(tài)和動(dòng)態(tài)變化,為評估冷凍效果和優(yōu)化冷凍方案提供了有力支持,。紡錘體的形成與細(xì)胞骨架的重構(gòu)密切相關(guān),。武漢克隆紡錘體胚胎植入
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(diǎn),,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(shí)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(shí),實(shí)時(shí),、動(dòng)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,。偏光成像紡錘體卵細(xì)胞評價(jià)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),。
紡錘體生成在含中心體的細(xì)胞中,紡錘體的生成開始于細(xì)胞分裂前初期-即在細(xì)胞核膜分解(NuclearEnvelopeBreakdown,NEB)之前,。初期的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)**的以中心體為核的星狀體(asters),。當(dāng)細(xì)胞核膜分解后,染色體和星狀體發(fā)生一系列復(fù)雜的互動(dòng)反應(yīng),。**終結(jié)果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊,,每兩條染色體有一個(gè)著絲點(diǎn),,每一個(gè)著絲點(diǎn)被一束極性相同的微管(通常稱為紡錘絲)附著。此時(shí)細(xì)胞處于分裂中期,,紡錘體生成完畢,。實(shí)驗(yàn)證明,中心體在這個(gè)過程中的作用不是必需的,。動(dòng)物細(xì)胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構(gòu)紡錘體,,但其位置通常不在細(xì)胞的大致幾何中心,其后的胞質(zhì)分裂也會(huì)受嚴(yán)重影響,。紡錘體[1]在不含中心體的細(xì)胞中,,紡錘體的生成是由染色體本身主導(dǎo)的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白(RanGTPase)控制,。細(xì)胞核分解后,,紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會(huì)在動(dòng)力分子與為微管動(dòng)力的合作影響下自動(dòng)排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組,。每組的極性相對于一組著絲點(diǎn)。同時(shí)在微管遠(yuǎn)端的動(dòng)力蛋白dynein會(huì)將這些微管束集中到一點(diǎn),,形成紡錘極區(qū)(SpindlePolarZone),。與此同時(shí),染色體會(huì)自動(dòng)在赤道板排列整齊,。紡錘體生成完畢,。
近年來,隨著成像技術(shù)的飛速發(fā)展,,特別是紡錘體成像技術(shù)的不斷進(jìn)步,,科學(xué)家們得以在高分辨率下觀測細(xì)胞分裂過程,從而揭示了紡錘體的許多未知特征和機(jī)制,。紡錘體成像技術(shù)的發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)末,,當(dāng)時(shí)科學(xué)家們開始利用熒光顯微鏡技術(shù)觀測細(xì)胞分裂過程。然而,,由于傳統(tǒng)熒光顯微鏡的分辨率限制,,紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化往往難以被清晰捕捉。為了克服這一難題,,科學(xué)家們開始探索更高分辨率的成像技術(shù),,如電子顯微鏡、超分辨率顯微鏡等,。然而,,這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn),如樣品制備復(fù)雜,、成像速度慢,、對細(xì)胞活性影響大等,。近年來,隨著成像技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步,,紡錘體成像技術(shù)取得了突破性進(jìn)展,。特別是超分辨率顯微鏡技術(shù)的出現(xiàn),如結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡(SIM),、受激輻射損耗顯微鏡(STED)和單分子定位顯微鏡(SMLM)等,,使得科學(xué)家們能夠在納米尺度上觀測紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。 紡錘體微管的動(dòng)態(tài)變化受到細(xì)胞周期蛋白的調(diào)控,。
冷凍與解凍過程中涉及多個(gè)環(huán)節(jié),,包括溫度控制、時(shí)間控制,、冷凍保護(hù)劑的添加與去除等,。這些環(huán)節(jié)中的任何一步操作不當(dāng)都可能導(dǎo)致紡錘體損傷。因此,,需要不斷優(yōu)化冷凍與解凍技術(shù),,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(hù)劑的配方,,取得了進(jìn)展。例如,,甘油,、二甲基亞砜(DMSO)等滲透性保護(hù)劑被用于哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞的冷凍保存中,它們能夠迅速降低細(xì)胞內(nèi)水分含量,,減少冰晶形成,。同時(shí),一些非滲透性保護(hù)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(hù)作用,。紡錘體的形成需要多種蛋白質(zhì)的參與,包括微管相關(guān)蛋白和中心體蛋白等,。北京紡錘體卵質(zhì)量評估
紡錘體微管的排列和穩(wěn)定性受到細(xì)胞骨架的支撐,。武漢克隆紡錘體胚胎植入
減數(shù)分裂是生物體形成配子(精子和卵子)的過程,其特點(diǎn)是一次DNA復(fù)制后細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,,形成四個(gè)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(huì),、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(shí)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(jìn)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(shí)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(gè)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,。 武漢克隆紡錘體胚胎植入