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什么是纺锤体？它有多重要？

纺锤体主要由微管蛋白组成，微管蛋白是一种含有α和β亚单位的异二聚体。纺锤体不是一成不变的，常常处于组装和去组装的动态变化过程中，一般在细胞分裂的中、后期，纺锤体结构较为典型。纺锤体主要有两个作用：其一，排列与分配染色体；其二，决定细胞胞质分裂的分裂面。纺锤体的完整性决定了染色体分裂过程在时间和空间上的准确性。纺锤体就像一位聪明的大力士的双手，在细胞分裂过程中，能精细的将等位染色体平均拉向细胞的两极，确保分裂后的2个子细胞中的染色体数目相等。但是，如果这个大力士多了一只或几只手，染色体的分配将紊乱，导致非整倍体。纺锤体损伤的增加多见于高龄妇女，或接触某些化学物质的卵母细胞。

在细胞分裂过程中，纺锤体对卵母细胞染色体的平衡、运动、分配、和极体的排出非常关键。卵母细胞成熟过程中的两次减数分裂形成两次纺锤体，卵母细胞受精、雌雄原核融合后又会形成有丝分裂纺锤体。 纺锤体微管的动态变化受到细胞周期蛋白的调控。香港辅助生殖纺锤体Hoechst染料

纺锤体生成

      在含中心体的细胞中，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期 - 即在细胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的结构为两个**的以中心体为核的星状体(asters)。当细胞核膜分解后，染色体和星状体发生一系列复杂的互动反应。**终结果为所有的染色体在纺锤体的**(赤道板,)排列整齐，每两条染色体有一个着丝点，每一个着丝点被一束极性相同的微管（通常称为纺锤丝）附着。此时细胞处于分裂中期，纺锤体生成完毕。实验证明，中心体在这个过程中的作用不是必需的。动物细胞在中心体被激光捣毁后仍旧能够筑构纺锤体，但其位置通常不在细胞的大致几何中心，其后的胞质分裂也会受严重影响。纺锤体 [1]

       在不含中心体的细胞中，纺锤体的生成是由染色体本身主导的。此过程由一小分子量的GTP连接蛋白（Ran GTPase）控制。细胞核分解后，纺锤丝由染色体周围生成。其后这些纺锤丝会在动力分子与为微管动力的合作影响下自动排列为极性相反大致数目相同的两组。每组的极性相对于一组着丝点。同时在微管远端的动力蛋白 dynein 会将这些微管束集中到一点，形成纺锤极区(Spindle Polar Zone)。与此同时，染色体会自动在赤道板排列整齐。纺锤体生成完毕。 北京哺乳动物纺锤体加热台纺锤体在细胞分裂后期通过收缩力推动染色体分离。

染色体

      当细胞从间期进入有丝分裂期，间期细胞微管网络解聚为游离的αβ-微管蛋白二聚体，再重组成纺锤体，介导染色体的运动；分裂末期纺锤体微管解聚，又重组形成细胞质微管网络。

      可分为：动粒微管：连接染色体动粒于两极的微管。

      极间微管：从两极发出，在纺锤体中部赤道区相互交错的微管。

      星体微管：中心体周围呈辐射分布的微管。

      染色体的运动依赖纺锤体微管的组装和去组装。在这一过程中动粒微管与动粒之间的滑动主要是依靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成。极微管在纺锤体中部交错，有些分布在极微管之间特殊的双极马达蛋白，其中2个马达蛋白沿一条微管运动，另2个马达结构域沿另一条微管运动。由于2条微管分别来自二极，故极性相反。当双极驱动蛋白四聚体沿微管向正极运动时，纺锤体二极间距离延长。反之纺锤体距离缩短。

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。纺锤体在细胞分裂后期推动染色体向细胞两极移动。

冷冻电镜技术（Cryo-EM）近年来在结构生物学领域取得了重大突破，也为纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角。通过将生物样品冷冻至极低温并在电子显微镜下进行观察和成像，冷冻电镜能够揭示生物大分子的高分辨率结构，包括纺锤体微管等精细结构。这一技术不仅克服了传统电镜技术对样品制备的严格要求，还能够在接近生理状态下观察纺锤体的形态和功能，为无损观察纺锤体提供了强有力的技术支持。无损观察纺锤体技术能够实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，从而准确评估冷冻保存的效果。通过对比冷冻前后纺锤体的形态和稳定性，研究者可以优化冷冻保护剂的配方和浓度，以及改进冷冻程序，减少冷冻损伤，提高解冻后卵母细胞的存活率和发育潜能。纺锤体在细胞分裂中的稳定性对于细胞存活至关重要。Hamilton Thorne纺锤体起偏器

纺锤体在细胞分裂末期逐渐解体，为细胞质分裂做准备。香港辅助生殖纺锤体Hoechst染料

纺锤体观测新技术提升“试管婴儿”胚胎受精率

什么是纺锤体观测仪？

      纺锤体观测仪是利用光线经过双折射性的物体时产生的光程差，对卵母细胞内的纺锤体进行动态及无创观察的显微观测系统。

纺锤体观测仪主要有什么用处？

       纺锤体观测仪主要用于ICSI注射时纺锤**置观测，避免ICSI注射时对卵子的纺锤体损伤。

       目前的ICSI注射方法是：假定成熟的MII卵母细胞的纺锤体靠近***极体，通过定位***极**置于6点或12点方向，在垂直于***极体的3点钟方向注入精子。但事实上，纺锤体的位置不是固定不变的，***极体不能精细预测所有卵母细胞纺锤体的位置，约39%的纺锤体并不能通过***极体预测。传统的ICSI注射很可能损坏纺锤体，若纺锤体损伤很可能导致卵母细胞死亡或染色体异常。因此，在ICSI注射时对纺锤体进行观察，对于ICSI操作和受精结局都有非常重要的意义，可以显著提高ICSI受精率，有大量文献报道正常受精率在观察到纺锤体的卵子中***高于未观察到纺锤体的卵子（83.3% VS 77.2%）。

纺锤体仪还有什么作用？

      纺锤体观测仪还可以对一代受精后的卵母细胞受精情况进行评估，选择未受精的卵母细胞进行补救ICSI***。 香港辅助生殖纺锤体Hoechst染料

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