美國非侵入式成像紡錘體提高冷凍保存效率

    近年來，隨著成像技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是紡錘體成像技術(shù)的不斷進步，科學(xué)家們得以在高分辨率下觀測細胞分裂過程，從而揭示了紡錘體的許多未知特征和機制。紡錘體成像技術(shù)的發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)末，當(dāng)時科學(xué)家們開始利用熒光顯微鏡技術(shù)觀測細胞分裂過程。然而，由于傳統(tǒng)熒光顯微鏡的分辨率限制，紡錘體的精細結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化往往難以被清晰捕捉。為了克服這一難題，科學(xué)家們開始探索更高分辨率的成像技術(shù)，如電子顯微鏡、超分辨率顯微鏡等。然而，這些技術(shù)在實際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如樣品制備復(fù)雜、成像速度慢、對細胞活性影響大等。近年來，隨著成像技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步，紡錘體成像技術(shù)取得了突破性進展。特別是超分辨率顯微鏡技術(shù)的出現(xiàn)，如結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（SIM）、受激輻射損耗顯微鏡（STED）和單分子定位顯微鏡（SMLM）等，使得科學(xué)家們能夠在納米尺度上觀測紡錘體的精細結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化。 紡錘體在細胞分裂中的精確調(diào)控是生物體維持遺傳穩(wěn)定性的關(guān)鍵。美國非侵入式成像紡錘體提高冷凍保存效率

    細胞生物學(xué)領(lǐng)域，紡錘體作為有絲分裂過程中的主要結(jié)構(gòu)，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅確保了染色體的精確分離，還決定了胞質(zhì)分裂的分裂面，從而保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞和細胞增殖的準(zhǔn)確性。紡錘體是一種在細胞分裂前期形成的臨時性細胞器，由微管、微管結(jié)合蛋白以及多種調(diào)節(jié)蛋白組成。微管是紡錘體的主干，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，呈現(xiàn)出動態(tài)生長和縮短的特性。在動物細胞中，紡錘體由星體微管、極間微管和動粒微管構(gòu)成，這些微管在中心體的引導(dǎo)下，從兩極向中心區(qū)域延伸，形成一個類似紡錘的形狀。而在植物細胞中，紡錘體則是由細胞兩極發(fā)出的紡錘絲直接構(gòu)成，不含有星體微管，因此被稱為無星紡錘體。 香港ICSI紡錘體液晶偏光補償器紡錘體的異常可能與人類衰老和疾病的發(fā)生有關(guān)。

正常情況下，成熟的神經(jīng)元處于G0期，不會重新進入細胞周期。然而，紡錘體功能障礙會導(dǎo)致細胞周期紊亂，使神經(jīng)元重新進入細胞周期。由于紡錘體功能障礙，神經(jīng)元無法完成正常的細胞分裂，導(dǎo)致細胞凋亡。細胞周期重新進入是神經(jīng)退行性疾病中神經(jīng)元丟失的一個重要機制。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。線粒體是細胞的能量工廠，其功能障礙會導(dǎo)致能量代謝紊亂，進一步加劇神經(jīng)元的損傷和死亡。在帕金森病中，線粒體功能障礙是導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元丟失的重要機制。

紡錘體是如何形成的（2）動粒微管連接染色體動粒與位于兩極的中心體。在有絲分裂前期，一旦核被膜解聚，由相反兩個方向的中心體伸出的動粒微管就會隨機地與染色體上的動粒結(jié)合而俘獲染色體，微管**終附著在動粒上，動粒微管把染色體和紡錘體連接在一起。在細胞分裂期的后期，分開后的染色單體被拉向兩極。染色體移動由兩個相互獨立且同步進行的過程所介導(dǎo)，分別為過程A和過程B。在過程A中，在連接微管和動粒的馬達蛋白的作用下，動粒微管解聚縮短，在動粒處產(chǎn)生的拉力使染色體移向兩極。極間微管是從一個中心體伸出的某些微管與從另一個中心體伸出的微管相互作用，阻止了它們的解聚，從而使微管結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，兩套微管的這種結(jié)合形成了有絲分裂紡錘體的基本框架，具有典型的兩極形態(tài)，產(chǎn)生這些微管的兩個中心體稱為紡錘極，這些相互作用的微管被稱為極間微管。在有絲分裂后期過程B中，極間微管的伸長和相互間的滑行使紡錘極向兩極方向移動。星體微管從中心體向周圍呈輻射狀分布，在有絲分裂后期過程B中，每一紡錘極上向外伸展的星體微管發(fā)出向外的力，拉動兩個紡錘極向兩極方向移動。紡錘體的形成需要多種蛋白質(zhì)的參與，包括微管相關(guān)蛋白和中心體蛋白等。

哺乳動物卵母細胞的紡錘體由微管組成，這些微管結(jié)構(gòu)精細且高度動態(tài)，對溫度、滲透壓和機械力等外界因素極為敏感。在冷凍過程中，紡錘體容易因冰晶形成、滲透壓變化或機械損傷而遭到破壞，導(dǎo)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。選擇合適的冷凍保護劑是減少紡錘體損傷的關(guān)鍵。然而，不同濃度的冷凍保護劑對紡錘體的影響各異，且不同哺乳動物種類之間也存在差異。因此，需要通過大量實驗來優(yōu)化冷凍保護劑的配方，以大限度地保護紡錘體的完整性。紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性確保了細胞分裂的精確性和高效性。香港MII期紡錘體卵質(zhì)量評估

紡錘體的研究有助于揭示細胞分裂過程中的錯誤修復(fù)機制。美國非侵入式成像紡錘體提高冷凍保存效率

對卵子進行評估：胚胎學(xué)家指出：有紡錘體出現(xiàn)的卵母細胞有較高的受精率和胚胎發(fā)育率，也就是說紡錘體的存在與否，可以用來評價卵母細胞胞漿的成熟度。因此胚胎學(xué)家有三次通過紡錘體對我們的卵子進行評估的機會：(1)胚胎學(xué)家可以利用偏振光顯微鏡對卵子的紡錘體進行觀察，通過定量分析數(shù)據(jù)對卵子進行分級，挑選出正常分裂的卵子，也就是出現(xiàn)紡錘體的卵子，進而提高試管嬰兒的受精率。(2)胚胎學(xué)家還可以通過紡錘體來確定體外培養(yǎng)成熟卵子(IVM)的成熟期，進而為體外成熟卵子進行評估，***提高試管嬰兒的受精率和胚胎發(fā)育率。(3)由于紡錘體對環(huán)境溫度的改變非常敏感。溫度降至25℃時，只需要10分鐘的時間，就會紡錘體造成不可逆的損傷。所以冷凍復(fù)蘇過程中溫度改變很有可能對卵母細胞紡錘體和染色體造成損傷。因此胚胎學(xué)家可以應(yīng)用紡錘體成像幫助選擇復(fù)蘇后具有正常紡錘體的卵母細胞，進而可以提高受精率、卵裂率和臨床妊娠率。綜上所述，通過***細胞的紡錘體成像技術(shù)可以避免輔助生殖技術(shù)對卵母細胞紡錘體的損傷，有助于選擇具有正常紡錘體的卵母細胞，有利于提高受精率、卵裂率和臨床妊娠率，利用更科學(xué)的方式，將讓求子路的終點不再那么遙遠。美國非侵入式成像紡錘體提高冷凍保存效率