纺锤体生成
在含中心体的细胞中,纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期 - 即在细胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的结构为两个**的以中心体为核的星状体(asters)。当细胞核膜分解后,染色体和星状体发生一系列复杂的互动反应。**终结果为所有的染色体在纺锤体的**(赤道板,)排列整齐,每两条染色体有一个着丝点,每一个着丝点被一束极性相同的微管(通常称为纺锤丝)附着。此时细胞处于分裂中期,纺锤体生成完毕。实验证明,中心体在这个过程中的作用不是必需的。动物细胞在中心体被激光捣毁后仍旧能够筑构纺锤体,但其位置通常不在细胞的大致几何中心,其后的胞质分裂也会受严重影响。纺锤体 [1]
在不含中心体的细胞中,纺锤体的生成是由染色体本身主导的。此过程由一小分子量的GTP连接蛋白(Ran GTPase)控制。细胞核分解后,纺锤丝由染色体周围生成。其后这些纺锤丝会在动力分子与为微管动力的合作影响下自动排列为极性相反大致数目相同的两组。每组的极性相对于一组着丝点。同时在微管远端的动力蛋白 dynein 会将这些微管束集中到一点,形成纺锤极区(Spindle Polar Zone)。与此同时,染色体会自动在赤道板排列整齐。纺锤体生成完毕。 纺锤体在细胞分裂后期推动染色体向细胞两极移动。纺锤体实时成像纺锤体起偏器
纺锤体观测仪使ICSI更加安全可靠
在进行单精子卵胞浆内注射(ICSI)授精时,**初人们观察人体内成熟的卵母细胞时,通常认为,卵母细胞纺锤**于***极体附近,故传统的ICSI操作是转动卵母细胞使其***极**于6点或12点处,然后在3点处注入精子。但是,在大量使用纺锤体观测仪后发现,***极体并不能很好地预测纺锤体的位置。一项研究提示,在ICSI后,用纺锤体观测仪观察纺锤体与***极体的夹角,结果发现小于30°这组卵母细胞的正常受精率更高。极体在卵周隙中的移动,或者纺锤体在胞质中的易位都使两者的位置关系发生改变,普通光学显微镜下ICSI穿刺部位的选择,可能会损伤纺锤体和(或)造成染色体的异常。通过纺锤体观测仪,可以精确地对卵母细胞中纺锤体的位置进行定位,从而避免在ICSI过程中损伤纺锤体,使ICSI更加安全可靠。有文献报道,在进行ICSI时,观察到“双折射纺锤体”的成熟卵母细胞的受精率和质量胚胎率***高于未观察到双折射纺锤体组。也有学者发现,有些卵母细胞在普通光学显微镜下看到是正常的,但在纺锤体观测仪这个“照妖镜”下,就能显出原形,表现为有***极体、但缺乏双折射的纺锤体,这类卵母细胞ICSI后的受精率和妊娠率极低。 上海Hamilton Thorne纺锤体玻璃底培养皿研究纺锤体有助于理解细胞分裂的分子机制。
染色体
当细胞从间期进入有丝分裂期,间期细胞微管网络解聚为游离的αβ-微管蛋白二聚体,再重组成纺锤体,介导染色体的运动;分裂末期纺锤体微管解聚,又重组形成细胞质微管网络。
可分为:动粒微管:连接染色体动粒于两极的微管。
极间微管:从两极发出,在纺锤体中部赤道区相互交错的微管。
星体微管:中心体周围呈辐射分布的微管。
染色体的运动依赖纺锤体微管的组装和去组装。在这一过程中动粒微管与动粒之间的滑动主要是依靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成。极微管在纺锤体中部交错,有些分布在极微管之间特殊的双极马达蛋白,其中2个马达蛋白沿一条微管运动,另2个马达结构域沿另一条微管运动。由于2条微管分别来自二极,故极性相反。当双极驱动蛋白四聚体沿微管向正极运动时,纺锤体二极间距离延长。反之纺锤体距离缩短。
双折射性纺锤体卵冷冻研究涉及生殖医学、细胞生物学、材料科学等多个领域。未来,通过加强不同学科之间的交叉融合和协同创新,有望推动该领域取得更多突破性进展。随着技术的不断成熟和成本的降低,双折射性纺锤体卵冷冻技术有望在更多医疗机构中得到应用和推广。这将为更多女性提供生育能力保存的机会,同时也为生殖医学领域的发展注入新的活力。双折射性纺锤体卵冷冻研究是一项充满挑战与机遇的课题。通过不断优化技术、深化基础研究并推动临床应用与推广,我们有理由相信这一领域将在未来取得更加辉煌的成就。纺锤体微管的动态变化是细胞分裂周期的重要标志。
纺锤体的异常和疾病
纺锤体的异常和疾病与细胞周期的异常和疾病密切相关。纺锤体的异常可以导致染色体不平衡或染色体不正确地分离,从而导致基因组的不稳定性和遗传病的发生。例如,多个**类型的细胞中发现了纺锤体异常,这些异常可能与染色体不平衡、染色体重排和基因突变等有关。此外,一些遗传性疾病也与纺锤体相关,例如microcephaly(小头症)、primarymicrocephaly(原发性小头症)和Aspergersyndrome(阿斯伯格综合症)等。
纺锤体是一个重要的细胞学结构,它在细胞有丝分裂过程中发挥着关键的功能。纺锤体的组成和调节非常复杂,涉及到多种蛋白质和信号通路。除了在有丝分裂过程中的作用,纺锤体还在细胞周期中的G2期和M期之间的过渡阶段发挥着重要的作用,控制细胞周期的推进。纺锤体的异常和疾病与细胞周期的异常和疾病密切相关,可以导致基因组的不稳定性和遗传病的发生。
随着对纺锤体结构和功能的研究不断深入,人们对纺锤体的认识也在不断发展和扩展。未来的研究将继续探索纺锤体的结构和功能,以及纺锤体与其他细胞学结构和信号通路之间的相互作用。这将有助于进一步理解细胞有丝分裂和细胞周期的机制,为研究和***与纺锤体相关的疾病提供新的思路和方法。 纺锤体形态的变化反映了细胞分裂的不同阶段。香港哺乳动物纺锤体观测仪
纺锤体微管的动态变化受到细胞周期蛋白的调控。纺锤体实时成像纺锤体起偏器
纺锤体观测新技术提升“试管婴儿”胚胎受精率
什么是纺锤体观测仪?
纺锤体观测仪是利用光线经过双折射性的物体时产生的光程差,对卵母细胞内的纺锤体进行动态及无创观察的显微观测系统。
纺锤体观测仪主要有什么用处?
纺锤体观测仪主要用于ICSI注射时纺锤**置观测,避免ICSI注射时对卵子的纺锤体损伤。
目前的ICSI注射方法是:假定成熟的MII卵母细胞的纺锤体靠近***极体,通过定位***极**置于6点或12点方向,在垂直于***极体的3点钟方向注入精子。但事实上,纺锤体的位置不是固定不变的,***极体不能精细预测所有卵母细胞纺锤体的位置,约39%的纺锤体并不能通过***极体预测。传统的ICSI注射很可能损坏纺锤体,若纺锤体损伤很可能导致卵母细胞死亡或染色体异常。因此,在ICSI注射时对纺锤体进行观察,对于ICSI操作和受精结局都有非常重要的意义,可以显著提高ICSI受精率,有大量文献报道正常受精率在观察到纺锤体的卵子中***高于未观察到纺锤体的卵子(83.3% VS 77.2%)。
纺锤体仪还有什么作用?
纺锤体观测仪还可以对一代受精后的卵母细胞受精情况进行评估,选择未受精的卵母细胞进行补救ICSI***。 纺锤体实时成像纺锤体起偏器
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