在生殖医学领域,卵母细胞的冷冻保存技术一直是研究的热点之一。尤其是针对卵母细胞内部高度复杂且精细的纺锤体结构,其冷冻过程中的稳定性与完整性直接关系到解冻后卵母细胞的存活率及发育潜能。纺锤体作为卵母细胞内部的关键结构,由微管等高分子物质有序排列而成,具有双折射性。这种特性使得纺锤体在偏振光下能够呈现出独特的形态和特征,从而被Polscope等偏振光显微镜捕捉并观察。双折射性纺锤体的形态、稳定性和完整性对于卵母细胞的正常减数分裂及胚胎发育至关重要。纺锤体微管的动态变化受到细胞周期蛋白的调控。上海无需染色纺锤体Oosight Meta
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(NuclearEnvelopeBreakdown,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(RanGTPase)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(SpindlePolarZone)。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。哺乳动物纺锤体起偏器纺锤体在细胞分裂后期推动染色体向细胞两极移动。
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。
冷冻与解冻过程中涉及多个环节,包括温度控制、时间控制、冷冻保护剂的添加与去除等。这些环节中的任何一步操作不当都可能导致纺锤体损伤。因此,需要不断优化冷冻与解冻技术,以减少对纺锤体的不良影响。近年来,研究者们通过不断尝试和优化冷冻保护剂的配方,取得了进展。例如,甘油、二甲基亚砜(DMSO)等渗透性保护剂被用于哺乳动物卵母细胞的冷冻保存中,它们能够迅速降低细胞内水分含量,减少冰晶形成。同时,一些非渗透性保护剂如蔗糖、海藻糖等也被发现对纺锤体具有一定的保护作用。纺锤体微管网络的复杂性确保了细胞分裂的精确性和高效性。
秋水仙素会使动物细胞染色体加倍吗微管蛋白按照来源可分为植物微管蛋白和动物脑蛋白。因植物微管蛋白难以制备,秋水仙碱与动物脑微管蛋白结合反应研究得要更多一些。秋水仙碱是从植物秋水仙中提纯出的一种生物碱,又名秋水仙素,构成微管的α、β微管蛋白异源二聚体是秋水仙素分子的结合靶点。当秋水仙碱与正在进行有丝分裂的细胞接触时,秋水仙碱结合到微管蛋白的特定位点,导致α微管蛋白与β微管蛋白二聚体结构变形,从而阻断微管蛋白组装成微管,但并不影响微管蛋白的解聚,所以纺锤体会迅速消失。秋水仙碱的浓度和作用时间对动、植物细胞染色体加倍的影响是关键。有研究结果表明,在花粉母细胞减数分裂细线期与粗线期进行美洲黑杨2n花粉的诱导效果比较好,总体上在减数分裂粗线期进行诱导得到的2n花粉**多,并且诱导的比较好浓度为0.5%。刘爱生等在利用人类外周血淋巴细胞进行染色体G显带制作中,在阻断培养的4h内任意时间加入相应剂量的秋水仙素,能获得用于G显带的形态完好、大小适中、分散均匀、轮廓清楚的中期染色体标本相。陈长超等利用秋水仙碱处理MⅠ期卵母细胞,结果发现Ml期纺锤体发生解聚,染色体周围纺锤体微管全部消失或部分残留,染色体排列异常。纺锤体微管的正极朝向细胞两极,负极则靠近染色体。昆明辅助生殖纺锤体透明带
纺锤体的异常可能导致细胞分裂过程中的停滞或凋亡。上海无需染色纺锤体Oosight Meta
神经退行性疾病是一类以神经元和神经胶质细胞功能障碍和死亡为主要特征的疾病,包括阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)、帕金森病(Parkinson'sdisease,PD)、亨廷顿病(Huntington'sdisease,HD)等。近年来,研究表明纺锤体功能障碍在神经退行性疾病的发生和发展中起着重要作用。阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病之一,其主要病理特征是淀粉样蛋白(Aβ)沉积和tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结。研究表明,纺锤体功能障碍在阿尔茨海默病的发生和发展中起着重要作用。 上海无需染色纺锤体Oosight Meta
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【详情】纺锤体的形成是一个复杂而精细的过程,涉及多种蛋白质的参与和调控。在有丝分裂的前间期,细胞进入S期,中...
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