北京纺锤体实时成像纺锤体卵质量评估

什么是纺锤体？它有多重要？

纺锤体主要由微管蛋白组成，微管蛋白是一种含有α和β亚单位的异二聚体。纺锤体不是一成不变的，常常处于组装和去组装的动态变化过程中，一般在细胞分裂的中、后期，纺锤体结构较为典型。纺锤体主要有两个作用：其一，排列与分配染色体；其二，决定细胞胞质分裂的分裂面。纺锤体的完整性决定了染色体分裂过程在时间和空间上的准确性。纺锤体就像一位聪明的大力士的双手，在细胞分裂过程中，能精细的将等位染色体平均拉向细胞的两极，确保分裂后的2个子细胞中的染色体数目相等。但是，如果这个大力士多了一只或几只手，染色体的分配将紊乱，导致非整倍体。纺锤体损伤的增加多见于高龄妇女，或接触某些化学物质的卵母细胞。

在细胞分裂过程中，纺锤体对卵母细胞染色体的平衡、运动、分配、和极体的排出非常关键。卵母细胞成熟过程中的两次减数分裂形成两次纺锤体，卵母细胞受精、雌雄原核融合后又会形成有丝分裂纺锤体。 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。北京纺锤体实时成像纺锤体卵质量评估

多极纺锤

      在有丝分裂时纺锤体一般有二个极。但是在多精入卵的卵细胞、肿瘤细胞、培养的HeLa细胞、杂种细胞等，随着条件不同可形成有3、4个或者更多个极的纺锤体。当存在多极纺锤体时，染色体的后期分配便不规则，可形成几个小核。用低浓度的秋水仙碱等药物处理也能诱导出同样的变化。木贼等特殊的植物体或胚乳细胞，往往在分裂初期形成多极纺锤体，及至分裂中期多数可恢复为二个极。

      长期以来，科学家认为在哺乳动物胚胎的***次细胞分裂过程中，只有一个纺锤体负责将胚胎染色体分配到两个细胞中。但欧洲研究人员利用小鼠开展的**近实验观察发现，这个过程中实际上有两个纺锤体，分别负责来自父亲和母亲的染色体[2]。

      双纺锤体的形成可能部分解释了为什么哺乳动物在早期发育阶段（胚胎*初的几次细胞分裂中）会有非常高的错误率。如果纺锤体的两极没有对齐和融合，那么，受精卵的遗传物质可能会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种错误会导致拥有多个细胞核的细胞产生，从而终止胚胎发育。双纺锤体理论的提出提供了一种先前未知的机制。接下来需要探讨的是双纺锤体是否在人类中也发挥相同的作用。因为，这将为研究如何改善人类不育***提供非常有价值的信息[3]。 双折射性纺锤体纺锤体结构纺锤体微管与细胞内的其他细胞器存在复杂的相互作用。

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***。

纺锤体功能分解

      在细胞分裂中，其主要作用有两个部分。其一为排列与分裂染色体。纺锤体的完整性决定了染色体分裂的正确性。纺锤体的正常生成是染色体排列的必要条件。纺锤体生成完毕后一般会有5-20分钟的延迟，以供细胞调整着丝点上微管束的极性，以及决定是否所有的着丝点都附着正确。此后细胞进入分裂后期，染色体分裂为两组数目相等的姐妹染色单体。同样，纺锤体的完整性决定这个分裂过程在时间和空间上的准确性。

      纺锤体另一功能为决定胞质分裂的分裂面。染色体分裂的同时，纺锤体中的一部分微管不随染色体分裂到两极，而停弛在纺锤体**， 形成纺锤**体(central spindle)。在纺锤中体的**为两组极性相反的微管交叠的区域，称为纺锤**区(spindle midzone).此**区就是接下来的胞质分裂面。胞质分裂开始于分裂后期的较晚期。胞质分裂一般结束于分裂末期后1-2小时，此期间两个子细胞由中心颗粒体(midbody)连接。 一般认为纺锤体的分解发生在细胞分裂末期。 纺锤体的一端连接着染色体，另一端则锚定在细胞两极。

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。 纺锤体微管的动态变化是细胞对外界刺激响应的一部分。卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器

纺锤体在细胞分裂后期通过微管切割机制实现染色体分离。北京纺锤体实时成像纺锤体卵质量评估

纺锤体的双极化是卵母细胞减数分裂过程中的关键事件之一。近年来，我国学者在人类卵母细胞纺锤体双极化机制研究方面取得了重要进展。通过高分辨成像技术，研究者们揭示了人类卵母细胞纺锤体双极化的独特机制，并发现了调控此过程的关键蛋白。这些研究成果不仅为双折射性纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角和思路，也为临床生殖障碍疾病的诊疗提供了科学依据。随着偏光成像技术和冷冻保护剂研究的不断深入，未来有望开发出更加高效、安全的卵母细胞冷冻保存方案。例如，通过改进冷冻速率和程序、优化保护剂配方等手段，进一步减轻冷冻损伤，提高解冻后卵母细胞的存活率和发育潜能。北京纺锤体实时成像纺锤体卵质量评估