在生殖医学领域，卵母细胞冷冻保存技术作为辅助生殖技术的重要组成部分，近年来取得了进展。尤其是针对成熟卵母细胞纺锤体的冷冻保存研究，不仅关乎女性生育能力的保存，还涉及到遗传学的稳定性和安全性。成熟卵母细胞，即处于第二次减数分裂中期（MII期）的卵母细胞，其内部包含一个高度复杂且精细的纺锤体结构。纺锤体由微管组成，这些微管通过动态变化，将染色体紧密地联系在一起，并确保在细胞分裂过程中染色体的正确分离。成熟卵母细胞的纺锤体对温度变化和机械刺激极为敏感，这使得其冷冻保存过程充满了挑战。纺锤体微管的微妙调整，确保了遗传信息在细胞分裂中的准确无误传递。香港无损观察纺锤体揭示卵母细胞关键结构
纺锤体是如何形成的（2）
动粒微管连接染色体动粒与位于两极的中心体。在有丝分裂前期，一旦核被膜解聚，由相反两个方向的中心体伸出的动粒微管就会随机地与染色体上的动粒结合而俘获染色体，微管**终附着在动粒上，动粒微管把染色体和纺锤体连接在一起。在细胞分裂期的后期，分开后的染色单体被拉向两极。染色体移动由两个相互独立且同步进行的过程所介导，分别为过程A和过程B。在过程A中，在连接微管和动粒的马达蛋白的作用下，动粒微管解聚缩短，在动粒处产生的拉力使染色体移向两极。极间微管是从一个中心体伸出的某些微管与从另一个中心体伸出的微管相互作用，阻止了它们的解聚，从而使微管结构相对稳定，两套微管的这种结合形成了有丝分裂纺锤体的基本框架，具有典型的两极形态，产生这些微管的两个中心体称为纺锤极，这些相互作用的微管被称为极间微管。在有丝分裂后期过程B中，极间微管的伸长和相互间的滑行使纺锤极向两极方向移动。星体微管从中心体向周围呈辐射状分布，在有丝分裂后期过程B中，每一纺锤极上向外伸展的星体微管发出向外的力，拉动两个纺锤极向两极方向移动。
深圳MII期纺锤体Oosight Meta纺锤体在细胞分裂后期通过收缩力推动染色体分离。
玻璃化冷冻技术因其快速冷冻和解冻的特点，在哺乳动物纺锤体卵冷冻保存中展现出巨大优势。该技术通过极快的降温速率和高浓度的冷冻保护剂，使细胞内溶液在冷冻过程中呈玻璃态而非结晶态，从而避免了冰晶对纺锤体的损伤。此外，研究者们还尝试将微流控技术、激光辅助冷冻等新技术应用于卵母细胞的冷冻保存中，以进一步提高冷冻效果。为了准确评估冷冻对纺锤体的影响，研究者们开发了多种纺锤体稳定性评估技术。例如，通过偏光显微镜观察纺锤体的形态变化；利用免疫荧光染色技术检测纺锤体相关蛋白的分布和表达；以及通过分子生物学方法检测纺锤体相关基因的转录和翻译水平等。这些技术的应用为深入研究冷冻过程中纺锤体的变化提供了有力支持。
秋水仙素为什么会使有丝分裂的细胞停滞于中期
如果用秋水仙素处理有丝分裂的细胞，纺锤体会迅速消失，细胞停滞在有丝分裂中期，染色体无法分离成两组。用秋水仙碱进行诱导，从而将细胞阻断在细胞分裂中期，也是诱导细胞周期同步化的重要方法之一。真核细胞周期可分为4个时期，分别是G1期、S期、G2期和M期。在细胞周期调控中主要有3个控制点，***个控制点在G1期，决定细胞能否进入S期；第二个控制点在G2期，决定细胞能否进入有丝分裂期；第三个控制点在M期，决定细胞是否已经准备好将复制好的染色体拉向两极。CDK（周期蛋白依赖性蛋白激酶）对细胞周期运行起着**性调控作用，CDK与不同时期的周期蛋白结合会在特定周期起调节作用。cyclinA、cyclinB是在M期起调节功能的两种主要周期蛋白。细胞周期运转到分裂中期后，在后期促进复合物(APC)的作用下，M期cyclinA和cyclinB通过泛素化途径迅速降解，Cdkl活性丧失，细胞周期便从M期中期向后期转化。APC活性变化是细胞周期由分裂中期向后期转换的关键因素，其活性受到多种因素的综合调节，纺锤体组装检查点是其重要的调控因素。纺锤体组装不完全，或所有动粒不能被动粒微管全部捕捉，则APC不能被***。 纺锤体微管与染色体之间的相互作用是细胞分裂的重点事件。
多极纺锤
在有丝分裂时纺锤体一般有二个极。但是在多精入卵的卵细胞、肿瘤细胞、培养的HeLa细胞、杂种细胞等，随着条件不同可形成有3、4个或者更多个极的纺锤体。当存在多极纺锤体时，染色体的后期分配便不规则，可形成几个小核。用低浓度的秋水仙碱等药物处理也能诱导出同样的变化。木贼等特殊的植物体或胚乳细胞，往往在分裂初期形成多极纺锤体，及至分裂中期多数可恢复为二个极。
长期以来，科学家认为在哺乳动物胚胎的***次细胞分裂过程中，只有一个纺锤体负责将胚胎染色体分配到两个细胞中。但欧洲研究人员利用小鼠开展的**近实验观察发现，这个过程中实际上有两个纺锤体，分别负责来自父亲和母亲的染色体[2]。
双纺锤体的形成可能部分解释了为什么哺乳动物在早期发育阶段（胚胎*初的几次细胞分裂中）会有非常高的错误率。如果纺锤体的两极没有对齐和融合，那么，受精卵的遗传物质可能会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种错误会导致拥有多个细胞核的细胞产生，从而终止胚胎发育。双纺锤体理论的提出提供了一种先前未知的机制。接下来需要探讨的是双纺锤体是否在人类中也发挥相同的作用。因为，这将为研究如何改善人类不育***提供非常有价值的信息[3]。 纺锤体在细胞分裂过程中与细胞骨架协同工作。北京纺锤体实时成像纺锤体改善分级
纺锤体在细胞分裂后期通过微管切割机制实现染色体分离。香港无损观察纺锤体揭示卵母细胞关键结构
为了减少冷冻过程中纺锤体的损伤，研究者们尝试在冷冻液及解冻液中添加细胞骨架保护剂，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能够稳定微管结构，防止其在低温下解聚。通过偏光成像技术，研究者可以实时监测紫杉醇对纺锤体的保护效果，评估其在冷冻保存过程中的作用机制。此外，还可以进一步观察解冻后卵母细胞的发育潜能，为临床应用提供可靠依据。无需对细胞进行固定和染色，保持细胞的活性与完整性。能够实时监测纺锤体的形态变化，评估冷冻效果。能够捕捉到细微的纺锤体形态变化，提高评估的准确性。香港无损观察纺锤体揭示卵母细胞关键结构
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