神經(jīng)退行性疾病是一類以神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞功能障礙和死亡為主要特征的疾病,，包括阿爾茨海默病（Alzheimersdisease,AD）,、帕金森?。≒arkinsonsdisease,PD）、亨廷頓?。℉untingtonsdisease,HD）等,。近年來(lái)，研究表明紡錘體功能障礙在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用,。阿爾茨海默病是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一,，其主要病理特征是淀粉樣蛋白（Aβ）沉積和tau蛋白過(guò)度磷酸化形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)。研究表明,，紡錘體功能障礙在阿爾茨海默病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用,。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,。美國(guó)偏光成像紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

在有絲分裂過(guò)程中，紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的,。從前期到中期,，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細(xì)胞的中間區(qū)域,。到了后期和末期,，紡錘體開始分解,，將染色體拉向細(xì)胞的兩極，并完成胞質(zhì)分裂,。這一過(guò)程中,，紡錘體的微管通過(guò)縮短和伸長(zhǎng)來(lái)協(xié)調(diào)染色體的移動(dòng)和定位，確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞,。雖然無(wú)絲分裂過(guò)程中不形成明顯的紡錘體結(jié)構(gòu),，但紡錘體的相關(guān)成分（如微管和動(dòng)力蛋白）仍在細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用。例如,，在質(zhì)體分裂中,，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運(yùn)動(dòng)染色體的作用。在減數(shù)分裂過(guò)程中,，紡錘體的形成和功能更加復(fù)雜,。以人卵母細(xì)胞為例，其紡錘體在減數(shù)分裂過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)間的“多極紡錘體”階段,，而后才形成雙極狀紡錘體,。這一過(guò)程需要多種關(guān)鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調(diào)控,。紡錘體的正確組裝和雙極化對(duì)于保證卵母細(xì)胞的正常發(fā)育和受精至關(guān)重要,。紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體透明帶紡錘體微管與細(xì)胞內(nèi)的其他細(xì)胞器存在復(fù)雜的相互作用。

體外構(gòu)建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的動(dòng)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(guò)高分辨率顯微鏡觀察,，可以詳細(xì)記錄紡錘體的動(dòng)態(tài)變化過(guò)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(diǎn)的調(diào)控,、染色體分離的分子機(jī)制等,。通過(guò)添加不同的蛋白和藥物,，可以模擬不同的生理和病理?xiàng)l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(guò)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(duì)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(yàn)證藥物,，如抗病毒藥物等,。通過(guò)測(cè)試藥物對(duì)紡錘體動(dòng)態(tài)變化和功能的影響，可以評(píng)估藥物的效果和安全性,，為新藥的研發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),。

染色體當(dāng)細(xì)胞從間期進(jìn)入有絲分裂期，間期細(xì)胞微管網(wǎng)絡(luò)解聚為游離的αβ-微管蛋白二聚體,，再重組成紡錘體,，介導(dǎo)染色體的運(yùn)動(dòng)；分裂末期紡錘體微管解聚,，又重組形成細(xì)胞質(zhì)微管網(wǎng)絡(luò),。可分為：動(dòng)粒微管：連接染色體動(dòng)粒于兩極的微管,。極間微管：從兩極發(fā)出,，在紡錘體中部赤道區(qū)相互交錯(cuò)的微管。星體微管：中心體周圍呈輻射分布的微管,。染色體的運(yùn)動(dòng)依賴紡錘體微管的組裝和去組裝,。在這一過(guò)程中動(dòng)粒微管與動(dòng)粒之間的滑動(dòng)主要是依靠結(jié)合在動(dòng)粒部位的驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白沿微管的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。極微管在紡錘體中部交錯(cuò),，有些分布在極微管之間特殊的雙極馬達(dá)蛋白,，其中2個(gè)馬達(dá)蛋白沿一條微管運(yùn)動(dòng)，另2個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域沿另一條微管運(yùn)動(dòng),。由于2條微管分別來(lái)自二極,，故極性相反。當(dāng)雙極驅(qū)動(dòng)蛋白四聚體沿微管向正極運(yùn)動(dòng)時(shí),，紡錘體二極間距離延長(zhǎng),。反之紡錘體距離縮短。紡錘體在細(xì)胞分裂后期通過(guò)微管切割機(jī)制實(shí)現(xiàn)染色體分離,。

對(duì)于因疾病,、年齡或其他原因可能失去生育能力的女性來(lái)說(shuō)，MI期紡錘體卵冷凍技術(shù)提供了一種有效的生育能力保存方式,。通過(guò)冷凍保存MI期卵母細(xì)胞并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行解凍和受精操作,，可以實(shí)現(xiàn)生育愿望的延續(xù)。在輔助生殖技術(shù)中,，MI期紡錘體卵冷凍技術(shù)可以用于提高試管嬰兒的成功率,。通過(guò)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的MI期卵母細(xì)胞進(jìn)行冷凍保存并在需要時(shí)進(jìn)行解凍和受精操作，可以篩選出更具發(fā)育潛能的胚胎進(jìn)行移植,。MI期紡錘體卵冷凍技術(shù)還可以與遺傳病篩查技術(shù)相結(jié)合,，通過(guò)檢測(cè)卵母細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)來(lái)篩選出健康的胚胎進(jìn)行移植。這有助于降低遺傳病在后代中的發(fā)病率,，提高出生人口的質(zhì)量,。紡錘體的研究對(duì)于理解遺傳信息的傳遞和維持具有重要意義,。美國(guó)雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體在細(xì)胞分裂過(guò)程中展現(xiàn)出驚人的自我組裝能力。美國(guó)偏光成像紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

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,，研究者可以優(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。美國(guó)偏光成像紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)