紡錘體觀測(cè)儀使ICSI更加安全可靠在進(jìn)行單精子卵胞漿內(nèi)注射(ICSI)授精時(shí),**初人們觀察人體內(nèi)成熟的卵母細(xì)胞時(shí),通常認(rèn)為,卵母細(xì)胞紡錘**于***極體附近,故傳統(tǒng)的ICSI操作是轉(zhuǎn)動(dòng)卵母細(xì)胞使其***極**于6點(diǎn)或12點(diǎn)處,然后在3點(diǎn)處注入精子。但是,在大量使用紡錘體觀測(cè)儀后發(fā)現(xiàn),***極體并不能很好地預(yù)測(cè)紡錘體的位置。一項(xiàng)研究提示,在ICSI后,用紡錘體觀測(cè)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(xì)胞的正常受精率更高。極體在卵周隙中的移動(dòng),或者紡錘體在胞質(zhì)中的易位都使兩者的位置關(guān)系發(fā)生改變,普通光學(xué)顯微鏡下ICSI穿刺部位的選擇,可能會(huì)損傷紡錘體和(或)造成染色體的異常。通過(guò)紡錘體觀測(cè)儀,可以精確地對(duì)卵母細(xì)胞中紡錘體的位置進(jìn)行定位,從而避免在ICSI過(guò)程中損傷紡錘體,使ICSI更加安全可靠。有文獻(xiàn)報(bào)道,在進(jìn)行ICSI時(shí),觀察到“雙折射紡錘體”的成熟卵母細(xì)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(xué)者發(fā)現(xiàn),有些卵母細(xì)胞在普通光學(xué)顯微鏡下看到是正常的,但在紡錘體觀測(cè)儀這個(gè)“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(xì)胞ICSI后的受精率和妊娠率極低。紡錘體微管的微妙調(diào)整,確保了遺傳信息在細(xì)胞分裂中的準(zhǔn)確無(wú)誤傳遞。上海紡錘體Hoechst染料
近年來(lái),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(jìn)步,科學(xué)家們得以在高分辨率下觀測(cè)細(xì)胞分裂過(guò)程,從而揭示了紡錘體的許多未知特征和機(jī)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(shí)科學(xué)家們開(kāi)始利用熒光顯微鏡技術(shù)觀測(cè)細(xì)胞分裂過(guò)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(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)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(kāi)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(shí)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(duì)細(xì)胞活性影響大等。近年來(lái),隨著成像技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步,紡錘體成像技術(shù)取得了突破性進(jìn)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(cè)紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。 武漢雙折射性紡錘體改善分級(jí)紡錘體的形態(tài)在細(xì)胞分裂的不同階段會(huì)有所變化。
在紡錘體卵冷凍過(guò)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(guò)觀察冷凍過(guò)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(guò)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(guò)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。
紡錘體的雙極化是卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中的關(guān)鍵事件之一。近年來(lái),我國(guó)學(xué)者在人類卵母細(xì)胞紡錘體雙極化機(jī)制研究方面取得了重要進(jìn)展。通過(guò)高分辨成像技術(shù),研究者們揭示了人類卵母細(xì)胞紡錘體雙極化的獨(dú)特機(jī)制,并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控此過(guò)程的關(guān)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(xué)依據(jù)。隨著偏光成像技術(shù)和冷凍保護(hù)劑研究的不斷深入,未來(lái)有望開(kāi)發(fā)出更加高效、安全的卵母細(xì)胞冷凍保存方案。例如,通過(guò)改進(jìn)冷凍速率和程序、優(yōu)化保護(hù)劑配方等手段,進(jìn)一步減輕冷凍損傷,提高解凍后卵母細(xì)胞的存活率和發(fā)育潛能。紡錘體在細(xì)胞分裂過(guò)程中經(jīng)歷明顯的形態(tài)和結(jié)構(gòu)變化。
在核移植過(guò)程中,紡錘體的穩(wěn)定性是首要考慮的問(wèn)題。冷凍和解凍過(guò)程中的溫度變化和冷凍保護(hù)劑的毒性都可能對(duì)紡錘體造成損傷,導(dǎo)致染色體分離異常,進(jìn)而影響胚胎發(fā)育。因此,如何在冷凍過(guò)程中保持紡錘體的穩(wěn)定性,是核移植紡錘體卵冷凍研究面臨的重要挑戰(zhàn)。體細(xì)胞核在移入去核卵母細(xì)胞后,需要經(jīng)歷復(fù)雜的重新編程過(guò)程,以獲得全能性。然而,這一過(guò)程受到多種因素的調(diào)控,包括表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)等。在冷凍過(guò)程中,這些調(diào)控機(jī)制可能受到干擾,導(dǎo)致重新編程失敗或異常,從而影響胚胎發(fā)育。紡錘體微管的正極朝向細(xì)胞兩極,負(fù)極則靠近染色體。武漢紡錘體實(shí)時(shí)成像紡錘體Hoechst染料
紡錘體在細(xì)胞分裂末期逐漸解體,為細(xì)胞質(zhì)分裂做準(zhǔn)備。上海紡錘體Hoechst染料
紡錘體檢查點(diǎn)是確保染色體正確分離的重要機(jī)制,其失效會(huì)導(dǎo)致染色體分離錯(cuò)誤。例如,某些基因突變(如MAD2突變)會(huì)影響SAC的功能,導(dǎo)致染色體非整倍性的發(fā)生。SAC信號(hào)傳導(dǎo)異常:SAC通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)傳導(dǎo)途徑確保染色體的正確分離。SAC信號(hào)傳導(dǎo)異常會(huì)導(dǎo)致紡錘體檢查點(diǎn)失效,增加染色體非整倍性的風(fēng)險(xiǎn)。染色體在分裂過(guò)程中未能正確分離,導(dǎo)致非整倍體的形成。例如,某些基因突變(如CENP-A突變)會(huì)影響染色體的正確分離,導(dǎo)致染色體非整倍性的發(fā)生。染色體橋是染色體在分裂過(guò)程中未能完全分離形成的結(jié)構(gòu),會(huì)導(dǎo)致染色體非整倍性的發(fā)生。例如,某些基因突變(如PLK1突變)會(huì)影響染色體橋的形成。上海紡錘體Hoechst染料