偏光成像紡錘體Oosight Meta

來源: 發(fā)布時間:2024-10-18

在卵母細胞冷凍保存過程中,紡錘體的形態(tài)變化是評估冷凍效果的重要指標之一。傳統(tǒng)的紡錘體觀察方法往往需要將卵母細胞固定并進行免疫熒光染色,這不僅破壞了細胞的活性,還限制了進一步觀察其發(fā)育潛能的機會。而偏光成像技術則能夠在不解凍、不染色的情況下,直接觀察紡錘體的形態(tài)變化。通過Polscope系統(tǒng),研究者可以實時監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化,評估冷凍保護劑對紡錘體的保護效果,以及解凍后紡錘體的恢復情況。冷凍后的卵母細胞紡錘體及染色體異常率增高,這將直接影響解凍后卵母細胞的減數(shù)分裂進程和胚胎的染色體正常性。利用偏光成像技術,研究者可以準確評估冷凍前后紡錘體的異常率,包括紡錘體的形態(tài)、位置、穩(wěn)定性等參數(shù)。通過對比分析,可以明確冷凍過程對紡錘體的具體影響,為優(yōu)化冷凍保存條件提供科學依據(jù)。紡錘體微管與染色體之間的相互作用是細胞分裂的重點事件。偏光成像紡錘體Oosight Meta

偏光成像紡錘體Oosight Meta,紡錘體

紡錘體功能分解

      在細胞分裂中,其主要作用有兩個部分。其一為排列與分裂染色體。紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。紡錘體的正常生成是染色體排列的必要條件。紡錘體生成完畢后一般會有5-20分鐘的延遲,以供細胞調整著絲點上微管束的極性,以及決定是否所有的著絲點都附著正確。此后細胞進入分裂后期,染色體分裂為兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。同樣,紡錘體的完整性決定這個分裂過程在時間和空間上的準確性。

      紡錘體另一功能為決定胞質分裂的分裂面。染色體分裂的同時,紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極,而停弛在紡錘體**, 形成紡錘**體(central spindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域,稱為紡錘**區(qū)(spindle midzone).此**區(qū)就是接下來的胞質分裂面。胞質分裂開始于分裂后期的較晚期。胞質分裂一般結束于分裂末期后1-2小時,此期間兩個子細胞由中心顆粒體(midbody)連接。 一般認為紡錘體的分解發(fā)生在細胞分裂末期。 無損觀察紡錘體液晶偏光補償器紡錘體的功能異??赡軐е录毎至彦e誤,引發(fā)遺傳疾病。

偏光成像紡錘體Oosight Meta,紡錘體

在有絲分裂過程中,紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調的。從前期到中期,紡錘體逐漸成熟,染色體被精確排列在細胞的中間區(qū)域。到了后期和末期,紡錘體開始分解,將染色體拉向細胞的兩極,并完成胞質分裂。這一過程中,紡錘體的微管通過縮短和伸長來協(xié)調染色體的移動和定位,確保遺傳信息的準確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結構,但紡錘體的相關成分(如微管和動力蛋白)仍在細胞分裂中發(fā)揮作用。例如,在質體分裂中,紡錘體成分同樣起到了精確定位和運動染色體的作用。在減數(shù)分裂過程中,紡錘體的形成和功能更加復雜。以人卵母細胞為例,其紡錘體在減數(shù)分裂過程中會經歷一段較長時間的“多極紡錘體”階段,而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關鍵蛋白(如HAUS6、KIF11和KIF18A)的參與和調控。紡錘體的正確組裝和雙極化對于保證卵母細胞的正常發(fā)育和受精至關重要。

如何觀察紡錘體呢?

在普通光學顯微鏡下,人類卵母細胞是半透明的,無法對紡錘體的結構進行觀察和分析。傳統(tǒng)方法是用一種特異的DNA熒光染料對卵母細胞染色,在紫外光下可顯示紡錘體,這種免疫熒光方法對卵母細胞有損傷,不能應用于臨床。為了更好的觀測紡錘體,美國海洋生物學實驗室的R.Oldenbourg等利用紡錘體的雙折射特性,開發(fā)出偏振光顯微鏡?,F(xiàn)今,偏振光顯微鏡已經發(fā)展成為一種無創(chuàng)性的觀察和分析紡錘體動態(tài)結構的顯微觀測系統(tǒng),我們也叫它紡錘體觀測儀。它不僅能對雙折射性紡錘體信號的有無進行定性分析,還能對信號的強弱進行定量分析。 紡錘體在細胞分裂后期通過收縮力推動染色體分離。

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紡錘體的雙極化是卵母細胞減數(shù)分裂過程中的關鍵事件之一。近年來,我國學者在人類卵母細胞紡錘體雙極化機制研究方面取得了重要進展。通過高分辨成像技術,研究者們揭示了人類卵母細胞紡錘體雙極化的獨特機制,并發(fā)現(xiàn)了調控此過程的關鍵蛋白。這些研究成果不僅為雙折射性紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角和思路,也為臨床生殖障礙疾病的診療提供了科學依據(jù)。隨著偏光成像技術和冷凍保護劑研究的不斷深入,未來有望開發(fā)出更加高效、安全的卵母細胞冷凍保存方案。例如,通過改進冷凍速率和程序、優(yōu)化保護劑配方等手段,進一步減輕冷凍損傷,提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。紡錘體微管的數(shù)量和分布隨細胞分裂階段而變化。美國成熟卵母細胞紡錘體紡錘體結構

紡錘體微管與染色體上的動粒結合,形成穩(wěn)定的連接。偏光成像紡錘體Oosight Meta

選擇合適的冷凍保護劑是減少冷凍損傷的關鍵。然而,不同濃度的冷凍保護劑對MI期卵母細胞紡錘體的影響各異,需要通過大量實驗進行優(yōu)化。此外,冷凍保護劑的滲透性和毒性也是需要考慮的因素。冷凍和解凍過程中的溫度控制、時間控制以及操作手法等都會對MI期卵母細胞的紡錘體造成影響。因此,需要不斷優(yōu)化冷凍和解凍程序,以減少對紡錘體的損傷。近年來,研究者們通過不斷嘗試和優(yōu)化冷凍保護劑的配方,取得了進展。例如,一些研究表明,使用高濃度的蔗糖作為冷凍保護劑可以提高MI期卵母細胞的存活率和紡錘體穩(wěn)定性。此外,還有一些新型冷凍保護劑如乙二醇、丙二醇等也被應用于MI期卵母細胞的冷凍保存中。偏光成像紡錘體Oosight Meta

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