紡錘體缺陷可以分為多種類型,包括但不限于:微管動力學(xué)異常:微管的聚合和解聚速率異常,導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。動粒功能障礙:動粒與微管的結(jié)合能力下降,影響染色體的正確捕捉和分離。紡錘體檢查點失效:紡錘體檢查點(spindleassemblycheckpoint,SAC)是確保染色體正確分離的重要機制,其失效會導(dǎo)致染色體分離錯誤。染色體分離異常:染色體在分裂過程中未能正確分離,導(dǎo)致非整倍體的形成。微管的動態(tài)變化是紡錘體功能的關(guān)鍵,任何影響微管聚合和解聚的因素都會導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。例如,某些藥物(如紫杉醇)可以穩(wěn)定微管,但過量使用會導(dǎo)致微管過度穩(wěn)定,影響紡錘體的正常功能。 紡錘體在細(xì)胞分裂后期通過收縮力推動染色體分離。香港紡錘體Oosight Meta
紡錘體觀測儀的工作原理和應(yīng)用紡錘體觀測儀利用光線經(jīng)過雙折射性的物體時產(chǎn)生的光程差,對卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行動態(tài)及無創(chuàng)觀察。通過偏振光顯微鏡,可以觀察到紡錘體與細(xì)胞其他部分的對比,從而定位紡錘體的位置。這種技術(shù)可以在不傷害卵子的前提下,即時反應(yīng)細(xì)胞狀態(tài),避免在ICSI注射時損壞紡錘體?13。紡錘體觀測儀在試管嬰兒中的應(yīng)用效果?提高受精率?:使用紡錘體觀測儀可以顯著提高受精率。在觀察到紡錘體的卵子中,正常受精率***高于未觀察到紡錘體的卵子(83.3% VS 77.2%)?1。?降低多原核受精比率?:使用紡錘體觀測儀可以***降低多原核受精比率,從而提高胚胎的質(zhì)量?4。?避免紡錘體損傷?:在ICSI注射過程中,通過定位紡錘體的位置,可以避免對紡錘體的損傷,減少染色體異常的風(fēng)險?13。上海成熟卵母細(xì)胞紡錘體透明帶紡錘體的異常可能導(dǎo)致染色體無法正確分離,形成多倍體或單倍體細(xì)胞。
隨著科技的進(jìn)步,冷凍與解凍技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。例如,玻璃化冷凍技術(shù)因其快速冷凍和解凍的特點,能夠有效減少冷凍過程中的冰晶形成和滲透壓變化對紡錘體的損傷。此外,一些研究者還嘗試將微流控技術(shù)應(yīng)用于卵母細(xì)胞的冷凍保存中,以實現(xiàn)更精確的溫度控制和更均勻的冷凍保護(hù)劑分布。無損觀察技術(shù)如偏光顯微鏡(Polscope)和冷凍電鏡(Cryo-EM)等的應(yīng)用為MI期紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。這些技術(shù)能夠在不破壞卵母細(xì)胞活性的情況下實時觀察紡錘體的形態(tài)和變化,從而更準(zhǔn)確地評估冷凍保存的效果。
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(NuclearEnvelopeBreakdown,NEB)之前。初期的結(jié)構(gòu)為兩個**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,每兩條染色體有一個著絲點,每一個著絲點被一束極性相同的微管(通常稱為紡錘絲)附著。此時細(xì)胞處于分裂中期,紡錘體生成完畢。實驗證明,中心體在這個過程中的作用不是必需的。動物細(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(RanGTPase)控制。細(xì)胞核分解后,紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會在動力分子與為微管動力的合作影響下自動排列為極性相反大致數(shù)目相同的兩組。每組的極性相對于一組著絲點。同時在微管遠(yuǎn)端的動力蛋白dynein會將這些微管束集中到一點,形成紡錘極區(qū)(SpindlePolarZone)。與此同時,染色體會自動在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。紡錘體由微管組成,其動態(tài)變化調(diào)控著細(xì)胞分裂的進(jìn)程。
帕金森病是一種以多巴胺能神經(jīng)元丟失為主要特征的神經(jīng)退行性疾病,其主要病理特征是α-突觸蛋白的異常聚集。研究表明,紡錘體功能障礙在帕金森病的發(fā)生和發(fā)展中也起著重要作用。帕金森病患者中,微管蛋白的突變和異常磷酸化會影響微管的穩(wěn)定性和紡錘體的組裝,導(dǎo)致染色體分離異常和細(xì)胞周期紊亂。紡錘體功能障礙會影響線粒體的正常運輸和分布,導(dǎo)致線粒體功能障礙,進(jìn)一步加劇神經(jīng)元的損傷和死亡。紡錘體功能障礙會導(dǎo)致細(xì)胞周期紊亂,增加細(xì)胞凋亡的風(fēng)險,加速神經(jīng)元的丟失。 紡錘體微管的動態(tài)變化是細(xì)胞對外界刺激響應(yīng)的一部分。美國哺乳動物紡錘體起偏器
紡錘體形成的精確性對于維持生物體遺傳穩(wěn)定性至關(guān)重要。香港紡錘體Oosight Meta
減數(shù)分裂是生物體形成配子(精子和卵子)的過程,其特點是一次DNA復(fù)制后細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,形成四個遺傳物質(zhì)相似的子細(xì)胞。在減數(shù)分裂過程中,紡錘體同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在減數(shù)分裂Ⅰ的前期,同源染色體發(fā)生配對、聯(lián)會、交換和交叉,形成四分體。這一過程依賴于紡錘體的微管網(wǎng)絡(luò),它確保了同源染色體能夠正確地配對和交換遺傳信息。隨后,在減數(shù)分裂Ⅰ的中期,染色體在紡錘絲的牽引下,排列在赤道板上。與有絲分裂不同的是,此時排列在赤道板上的染色體是同源染色體對,而不是姐妹染色單體。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂Ⅰ的后期,同源染色體在紡錘體的牽引下分離,分別移向細(xì)胞的兩極。這一過程實現(xiàn)了同源染色體的分離,為后續(xù)的遺傳重組和配子形成奠定了基礎(chǔ)。在減數(shù)分裂Ⅱ中,紡錘體的作用與有絲分裂更為相似。姐妹染色單體在紡錘絲的牽引下分離,分別移向細(xì)胞的兩極。這一過程確保了每個子細(xì)胞都能獲得完整的染色體組,從而保證了配子的遺傳完整性。 香港紡錘體Oosight Meta