上海ICSI紡錘體揭示卵母細胞關鍵結(jié)構(gòu)

構(gòu)成紡錘體的是紡錘絲還是星射線

人教版《生物·必修1·分子與細胞》第6章在講述有絲分裂時，關于動物細胞和植物細胞紡錘體形成的區(qū)別是這樣描述的：植物細胞是從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體。而動物細胞是在兩極的中心粒周圍發(fā)出大量的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。而在《生物·必修2·遺傳與進化》第2章以哺乳動物精子形成過程為例講述減數(shù)分裂過程時，又用了“紡錘絲”這一表述。同一套教材，前后表述不一致，讓教師的教學和學生的學習都產(chǎn)生了困惑。“紡錘絲”一詞的由來是因為紡錘體微管在電子顯微鏡下呈絲狀，在浙科版教材中即為這樣表述，且不論動物細胞還是植物細胞都用“紡錘絲”。不管是紡錘絲還是星射線，都是教材編寫者為了學生更好地理解和學習“紡錘體微管”這一名詞。 紡錘體由微管組成，其動態(tài)變化調(diào)控著細胞分裂的進程。上海ICSI紡錘體揭示卵母細胞關鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。在有絲分裂前期，中心體被復制形成兩個中心體，并逐漸分離，形成兩個紡錘體。紡錘體的微管從中心體發(fā)出，與染色體上的著絲粒（kinetochore）結(jié)合。著絲粒是一組復雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以與微管的末端結(jié)合。當纖維束的微管末端與著絲粒結(jié)合時，纖維束開始縮短，將染色體拉向兩端，實現(xiàn)染色體的精確分離。這一過程不僅確保了每個新細胞都能獲得正確數(shù)量的染色體，還保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。昆明ICSI紡錘體揭示卵母細胞關鍵結(jié)構(gòu)紡錘體的形成與細胞骨架的重構(gòu)密切相關。

胞質(zhì)膜

      在動物細胞的細胞分裂結(jié)束時，母細胞在一個被稱為“胞質(zhì)分裂”的過程中分裂成兩個子細胞和分區(qū)隔離的染色體。有絲分裂紡錘體控制胞質(zhì)膜上的“胞質(zhì)分裂”事件，但連接這兩個宏觀結(jié)構(gòu)的機制一直不清楚。Mark Petronczki及其同事提供了一個結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)**紡錘體蛋白（紡錘體中間區(qū)域和中間體中的一個蛋白復合物）是有絲分裂紡錘體與胞質(zhì)膜間所缺失的聯(lián)系環(huán)節(jié)，這個聯(lián)系環(huán)節(jié)確?！鞍|(zhì)分裂”過程的***結(jié)果。本文作者還發(fā)現(xiàn)，**紡錘體蛋白的MgcRac***亞單元中的一個區(qū)域為一個“系繩”，它連接到胞質(zhì)膜中的磷酸肌醇脂質(zhì)上。 [4]

紡錘體觀測儀使ICSI更加安全可靠

在進行單精子卵胞漿內(nèi)注射（ICSI）授精時，**初人們觀察人體內(nèi)成熟的卵母細胞時，通常認為，卵母細胞紡錘**于***極體附近，故傳統(tǒng)的ICSI操作是轉(zhuǎn)動卵母細胞使其***極**于6點或12點處，然后在3點處注入精子。但是，在大量使用紡錘體觀測儀后發(fā)現(xiàn)，***極體并不能很好地預測紡錘體的位置。一項研究提示，在ICSI后，用紡錘體觀測儀觀察紡錘體與***極體的夾角，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小于30°這組卵母細胞的正常受精率更高。極體在卵周隙中的移動，或者紡錘體在胞質(zhì)中的易位都使兩者的位置關系發(fā)生改變，普通光學顯微鏡下ICSI穿刺部位的選擇，可能會損傷紡錘體和(或)造成染色體的異常。通過紡錘體觀測儀，可以精確地對卵母細胞中紡錘體的位置進行定位，從而避免在ICSI過程中損傷紡錘體，使ICSI更加安全可靠。有文獻報道，在進行ICSI時，觀察到“雙折射紡錘體”的成熟卵母細胞的受精率和質(zhì)量胚胎率***高于未觀察到雙折射紡錘體組。也有學者發(fā)現(xiàn)，有些卵母細胞在普通光學顯微鏡下看到是正常的，但在紡錘體觀測儀這個“照妖鏡”下，就能顯出原形，表現(xiàn)為有***極體、但缺乏雙折射的紡錘體，這類卵母細胞ICSI后的受精率和妊娠率極低。 紡錘體微管網(wǎng)絡的動態(tài)變化揭示了細胞分裂過程中分子層面的奧秘。

為了減少冷凍過程中紡錘體的損傷，研究者們嘗試在冷凍液及解凍液中添加細胞骨架保護劑，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能夠穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)，防止其在低溫下解聚。通過偏光成像技術，研究者可以實時監(jiān)測紫杉醇對紡錘體的保護效果，評估其在冷凍保存過程中的作用機制。此外，還可以進一步觀察解凍后卵母細胞的發(fā)育潛能，為臨床應用提供可靠依據(jù)。無需對細胞進行固定和染色，保持細胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r監(jiān)測紡錘體的形態(tài)變化，評估冷凍效果。能夠捕捉到細微的紡錘體形態(tài)變化，提高評估的準確性。紡錘體在細胞分裂末期逐漸解體，為細胞質(zhì)分裂做準備。克隆紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿

紡錘體微管的正極朝向細胞兩極，負極則靠近染色體。上海ICSI紡錘體揭示卵母細胞關鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體是卵母細胞在減數(shù)分裂過程中形成的一種微管結(jié)構(gòu)，負責精確分離染色體。然而，紡錘體對環(huán)境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感，在冷凍保存過程中容易發(fā)生損傷，導致染色體分離異常，進而影響卵母細胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。因此，如何有效監(jiān)測和評估冷凍過程中紡錘體的變化，成為紡錘體卵冷凍研究的重要課題。紡錘體實時成像技術的出現(xiàn)，為這一問題的解決提供了可能。紡錘體實時成像技術主要利用高分辨率顯微鏡結(jié)合熒光標記技術，對卵母細胞內(nèi)的紡錘體進行實時、動態(tài)的觀察和記錄。常用的熒光標記方法包括使用綠色熒光蛋白（GFP）標記微管蛋白，以及利用特定抗體對紡錘體相關蛋白進行染色。通過這些方法，研究者可以清晰地觀察到紡錘體的形態(tài)、位置、動態(tài)變化等信息，從而準確評估冷凍過程中紡錘體的穩(wěn)定性和完整性。上海ICSI紡錘體揭示卵母細胞關鍵結(jié)構(gòu)

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