昆明無損觀察紡錘體Hoechst染料

紡錘體觀測(cè)新技術(shù)提升“試管嬰兒”胚胎受精率

什么是紡錘體觀測(cè)儀？

      紡錘體觀測(cè)儀是利用光線經(jīng)過雙折射性的物體時(shí)產(chǎn)生的光程差，對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行動(dòng)態(tài)及無創(chuàng)觀察的顯微觀測(cè)系統(tǒng)。

紡錘體觀測(cè)儀主要有什么用處？

       紡錘體觀測(cè)儀主要用于ICSI注射時(shí)紡錘**置觀測(cè)，避免ICSI注射時(shí)對(duì)卵子的紡錘體損傷。

       目前的ICSI注射方法是：假定成熟的MII卵母細(xì)胞的紡錘體靠近***極體，通過定位***極**置于6點(diǎn)或12點(diǎn)方向，在垂直于***極體的3點(diǎn)鐘方向注入精子。但事實(shí)上，紡錘體的位置不是固定不變的，***極體不能精細(xì)預(yù)測(cè)所有卵母細(xì)胞紡錘體的位置，約39%的紡錘體并不能通過***極體預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的ICSI注射很可能損壞紡錘體，若紡錘體損傷很可能導(dǎo)致卵母細(xì)胞死亡或染色體異常。因此，在ICSI注射時(shí)對(duì)紡錘體進(jìn)行觀察，對(duì)于ICSI操作和受精結(jié)局都有非常重要的意義，可以顯著提高ICSI受精率，有大量文獻(xiàn)報(bào)道正常受精率在觀察到紡錘體的卵子中***高于未觀察到紡錘體的卵子（83.3% VS 77.2%）。

紡錘體儀還有什么作用？

      紡錘體觀測(cè)儀還可以對(duì)一代受精后的卵母細(xì)胞受精情況進(jìn)行評(píng)估，選擇未受精的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI***。 紡錘體微管的正極朝向細(xì)胞兩極，負(fù)極則靠近染色體。昆明無損觀察紡錘體Hoechst染料

光學(xué)相干斷層成像是一種基于低相干光干涉原理的成像技術(shù)，具有高分辨率、非侵入性和實(shí)時(shí)成像等特點(diǎn)。在紡錘體卵冷凍研究中，OCT技術(shù)可用于觀察卵母細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，包括紡錘體的形態(tài)和位置。雖然目前OCT技術(shù)在紡錘體成像方面的應(yīng)用還較為有限，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信未來OCT將在紡錘體卵冷凍研究中發(fā)揮更加重要的作用。雖然MRI和超聲波成像在生殖醫(yī)學(xué)中主要用于軟組織的成像，如子宮、卵巢等病變檢測(cè)，但它們?cè)诩忓N體卵冷凍研究中的應(yīng)用也值得探討。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分辨率MRI和超聲波成像技術(shù)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的更精細(xì)觀察。武漢克隆紡錘體Oosight Meta紡錘體在細(xì)胞分裂中的精確調(diào)控是生物體發(fā)育的基礎(chǔ)。

紡錘體生成

      在含中心體的細(xì)胞中，紡錘體的生成開始于細(xì)胞分裂前初期 - 即在細(xì)胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)**的以中心體為核的星狀體(asters)。當(dāng)細(xì)胞核膜分解后，染色體和星狀體發(fā)生一系列復(fù)雜的互動(dòng)反應(yīng)。**終結(jié)果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊，每?jī)蓷l染色體有一個(gè)著絲點(diǎn)，每一個(gè)著絲點(diǎn)被一束極性相同的微管（通常稱為紡錘絲）附著。此時(shí)細(xì)胞處于分裂中期，紡錘體生成完畢。實(shí)驗(yàn)證明，中心體在這個(gè)過程中的作用不是必需的。動(dòng)物細(xì)胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構(gòu)紡錘體，但其位置通常不在細(xì)胞的大致幾何中心，其后的胞質(zhì)分裂也會(huì)受嚴(yán)重影響。紡錘體 [1]

       在不含中心體的細(xì)胞中，紡錘體的生成是由染色體本身主導(dǎo)的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白（Ran GTPase）控制。細(xì)胞核分解后，紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會(huì)在動(dòng)力分子與為微管動(dòng)力的合作影響下自動(dòng)排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組。每組的極性相對(duì)于一組著絲點(diǎn)。同時(shí)在微管遠(yuǎn)端的動(dòng)力蛋白 dynein 會(huì)將這些微管束集中到一點(diǎn)，形成紡錘極區(qū)(Spindle Polar Zone)。與此同時(shí)，染色體會(huì)自動(dòng)在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。

在有絲分裂過程中，紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的。從前期到中期，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細(xì)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(xì)胞的兩極，并完成胞質(zhì)分裂。這一過程中，紡錘體的微管通過縮短和伸長(zhǎng)來協(xié)調(diào)染色體的移動(dòng)和定位，確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結(jié)構(gòu)，但紡錘體的相關(guān)成分（如微管和動(dòng)力蛋白）仍在細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用。例如，在質(zhì)體分裂中，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運(yùn)動(dòng)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(fù)雜。以人卵母細(xì)胞為例，其紡錘體在減數(shù)分裂過程中會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)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(guān)鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調(diào)控。紡錘體的正確組裝和雙極化對(duì)于保證卵母細(xì)胞的正常發(fā)育和受精至關(guān)重要。紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的形成和維持需要消耗大量能量。

紡錘體是如何形成的(1)

紡錘體是動(dòng)植物細(xì)胞分裂期形成的與染色體正常分離直接相關(guān)的分裂器，紡錘體的裝配在有絲分裂的前期完成。動(dòng)物細(xì)胞紡錘體由星體微管、極間微管、動(dòng)粒微管及其結(jié)合蛋白構(gòu)成，因含有星體微管故稱有星紡錘體。無中心體的動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞也能形成紡錘體，因不含有星體微管而稱之為無星紡錘體。微管是由α、β微管蛋白異源二聚體及少量微管結(jié)合蛋白聚合而成的亞穩(wěn)定動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。動(dòng)物細(xì)胞的中心體由一對(duì)相互垂直的圓筒狀中心粒及中心體基質(zhì)構(gòu)成。它是紡錘體微管向外生長(zhǎng)的**，又稱微管組織中心。在有絲分裂前間期的S期初期，中心體開始復(fù)制倍增，在G2期結(jié)束時(shí)完成。在細(xì)胞分裂期前期，間期復(fù)制倍增的兩個(gè)中心體分離，每一個(gè)中心體形成放射狀排列的微管，稱為星體，每個(gè)中心體是它自身星體的**。在有絲分裂細(xì)胞周期的分裂期，微管通過持續(xù)增加和丟失組成微管的微管蛋白亞基來實(shí)現(xiàn)微管的聚合和解聚，微管始終處于生長(zhǎng)和縮短的更替中。在分裂前期，紡錘體微管由游離的微管蛋白組裝而成，介導(dǎo)染色體的運(yùn)動(dòng)；分裂末期，紡錘體微管解聚，又組裝形成細(xì)胞質(zhì)微管網(wǎng)絡(luò)。紡錘體微管包括動(dòng)粒微管、極間微管和星體微管. 紡錘體微管的動(dòng)態(tài)變化是細(xì)胞對(duì)外界刺激響應(yīng)的一部分。非侵入式成像紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)

顯微鏡下的紡錘體，如同精密的分子機(jī)器，引導(dǎo)染色體分離。昆明無損觀察紡錘體Hoechst染料

在紡錘體卵冷凍過程中，利用紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紡錘體的變化。通過觀察冷凍過程中紡錘體的形態(tài)、位置及動(dòng)態(tài)變化，研究者可以判斷冷凍保護(hù)劑的效果、冷凍速率等因素對(duì)紡錘體的影響，從而優(yōu)化冷凍方案，減少紡錘體損傷。解凍后，利用紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)可以對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行再次評(píng)估。通過比較解凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性，研究者可以判斷冷凍過程對(duì)紡錘體的損傷程度，并篩選出紡錘體形態(tài)完好的卵母細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)操作，提高受精率和胚胎發(fā)育質(zhì)量。昆明無損觀察紡錘體Hoechst染料

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