在生殖医学领域，卵母细胞冷冻保存技术作为辅助生殖技术的重要组成部分，近年来取得了进展。尤其是针对成熟卵母细胞纺锤体的冷冻保存研究，不仅关乎女性生育能力的保存，还涉及到遗传学的稳定性和安全性。成熟卵母细胞，即处于第二次减数分裂中期（MII期）的卵母细胞，其内部包含一个高度复杂且精细的纺锤体结构。纺锤体由微管组成，这些微管通过动态变化，将染色体紧密地联系在一起，并确保在细胞分裂过程中染色体的正确分离。成熟卵母细胞的纺锤体对温度变化和机械刺激极为敏感，这使得其冷冻保存过程充满了挑战。纺锤体在细胞分裂后期通过收缩力推动染色体分离。香港克隆纺锤体揭示卵母细胞关键结构
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。 北京无需染色纺锤体液晶偏光补偿器纺锤体形成的精确性对于维持生物体遗传稳定性至关重要。
冷冻电镜技术（Cryo-EM）近年来在结构生物学领域取得了重大突破，也为纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角。通过将生物样品冷冻至极低温并在电子显微镜下进行观察和成像，冷冻电镜能够揭示生物大分子的高分辨率结构，包括纺锤体微管等精细结构。这一技术不仅克服了传统电镜技术对样品制备的严格要求，还能够在接近生理状态下观察纺锤体的形态和功能，为无损观察纺锤体提供了强有力的技术支持。无损观察纺锤体技术能够实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，从而准确评估冷冻保存的效果。通过对比冷冻前后纺锤体的形态和稳定性，研究者可以优化冷冻保护剂的配方和浓度，以及改进冷冻程序，减少冷冻损伤，提高解冻后卵母细胞的存活率和发育潜能。
纺锤体是如何形成的(1)
纺锤体是动植物细胞分裂期形成的与染色体正常分离直接相关的分裂器，纺锤体的装配在有丝分裂的前期完成。动物细胞纺锤体由星体微管、极间微管、动粒微管及其结合蛋白构成，因含有星体微管故称有星纺锤体。无中心体的动物细胞和植物细胞也能形成纺锤体，因不含有星体微管而称之为无星纺锤体。微管是由α、β微管蛋白异源二聚体及少量微管结合蛋白聚合而成的亚稳定动态结构。动物细胞的中心体由一对相互垂直的圆筒状中心粒及中心体基质构成。它是纺锤体微管向外生长的**，又称微管组织中心。在有丝分裂前间期的S期初期，中心体开始复制倍增，在G2期结束时完成。在细胞分裂期前期，间期复制倍增的两个中心体分离，每一个中心体形成放射状排列的微管，称为星体，每个中心体是它自身星体的**。在有丝分裂细胞周期的分裂期，微管通过持续增加和丢失组成微管的微管蛋白亚基来实现微管的聚合和解聚，微管始终处于生长和缩短的更替中。在分裂前期，纺锤体微管由游离的微管蛋白组装而成，介导染色体的运动；分裂末期，纺锤体微管解聚，又组装形成细胞质微管网络。纺锤体微管包括动粒微管、极间微管和星体微管. 纺锤体微管与染色体上的动粒结合，形成稳定的连接。
液晶偏振光显微镜是一种将液晶可变减速器、电子成像及数码成像技术结合起来的成像系统，能够观测到具有双折性特征的细胞结构，如纺锤体和透明带。Polscope成像系统无需对细胞进行固定和染色，因此能够评估卵母细胞的质量与纺锤体、透明带等的相关性。在纺锤体卵冷冻研究中，Polscope成像系统可用于实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，评估冷冻保护剂的效果和冷冻速率对纺锤体的影响。此外，解冻后也可利用Polscope成像系统评估纺锤体的恢复情况和稳定性，从而筛选出高质量的卵母细胞进行后续操作。纺锤体在细胞分裂中的功能受到细胞内外环境的共同影响。双折射性纺锤体兼容大部分显微镜
纺锤体的形成需要多种蛋白质的精确协作与调控。香港克隆纺锤体揭示卵母细胞关键结构
无需染色纺锤体观察技术已逐步应用于临床辅助生殖技术中。通过该技术，医生可以在不破坏卵母细胞活性的情况下，评估其质量并选择合适的卵母细胞进行受精和胚胎移植，从而提高妊娠率和胚胎质量。无需对卵母细胞进行固定和染色处理，保留了细胞的活性与完整性。能够实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，评估冷冻效果。能够实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化，评估冷冻效果。Polscope偏振光显微成像系统的操作和维护需要较高的专业知识和技能。纺锤体的形态变化复杂多样，需要丰富的经验和专业知识进行数据解读和结果分析。香港克隆纺锤体揭示卵母细胞关键结构
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