細(xì)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(xì)胞增殖的準(zhǔn)確性。紡錘體是一種在細(xì)胞分裂前期形成的臨時性細(xì)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(xì)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(xì)胞中，紡錘體則是由細(xì)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。 紡錘體形成缺陷是多種遺傳疾病的共同特征。非侵入式成像紡錘體Oosight Meta

    盡管紡錘體成像技術(shù)已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)展，但仍存在一些挑戰(zhàn)和限制。例如，目前的高分辨率成像技術(shù)往往需要對樣品進(jìn)行特殊處理或標(biāo)記，這可能會對細(xì)胞的活性和功能產(chǎn)生影響。此外，成像速度和分辨率之間仍存在權(quán)衡關(guān)系，如何在保持高分辨率的同時提高成像速度是當(dāng)前研究的重點之一。未來，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)有望實現(xiàn)更高的分辨率、更快的成像速度和更好的細(xì)胞活性保持能力。例如，基于量子點的熒光標(biāo)記技術(shù)、基于人工智能的圖像重建算法以及基于超快激光的成像技術(shù)等都有望為紡錘體成像技術(shù)的發(fā)展帶來新的突破。此外，結(jié)合其他細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)，如基因編輯、蛋白質(zhì)組學(xué)等，紡錘體成像技術(shù)將能夠更深入地揭示細(xì)胞分裂的復(fù)雜機(jī)制和紡錘體的功能作用。 上海克隆紡錘體胚胎植入紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性保證了染色體分離的準(zhǔn)確性。

在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，卵母細(xì)胞的冷凍保存技術(shù)一直是研究的熱點，旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而，傳統(tǒng)的紡錘體觀察方法往往需要對卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色處理，這不僅破壞了細(xì)胞的活性，還限制了對其發(fā)育潛能的深入評估。偏光成像技術(shù)，特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng)，通過利用紡錘體微管結(jié)構(gòu)的雙折射性，實現(xiàn)了對紡錘體的無損觀察。這種技術(shù)無需對卵母細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，能夠在保持細(xì)胞活性的同時，實時、動態(tài)地觀察紡錘體的形態(tài)和變化。這不僅提高了觀察的準(zhǔn)確性和可靠性，還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細(xì)胞損傷和誤差。

    阿爾茨海默病患者中，微管蛋白（如tau蛋白）的突變和異常磷酸化會影響微管的穩(wěn)定性和紡錘體的組裝，導(dǎo)致染色體分離異常和細(xì)胞周期紊亂。紡錘體功能障礙會導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，增加基因組的不穩(wěn)定性，進(jìn)而影響神經(jīng)元的正常功能和存活。正常情況下，成熟的神經(jīng)元處于G0期，不會重新進(jìn)入細(xì)胞周期。然而，阿爾茨海默病患者中，神經(jīng)元可能會重新進(jìn)入細(xì)胞周期，但由于紡錘體功能障礙，無法完成正常的細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。在神經(jīng)元中，紡錘體的正常功能對于神經(jīng)元的發(fā)育、分化和維持至關(guān)重要。 紡錘體形成過程中的任何錯誤都可能影響細(xì)胞的命運。

    通過靶向微管蛋白，可以恢復(fù)微管的穩(wěn)定性和功能，糾正紡錘體的組裝異常。例如，使用微管穩(wěn)定劑（如紫杉醇）可以穩(wěn)定微管，改善紡錘體的組裝和染色體的分離。此外，通過抑制微管蛋白的異常磷酸化，也可以恢復(fù)微管的正常功能。通過恢復(fù)染色體穩(wěn)定性，可以減少基因組的不穩(wěn)定性，改善神經(jīng)元的基因表達(dá)和功能。例如，使用染色體穩(wěn)定劑（如TOP2抑制劑）可以穩(wěn)定染色體，減少基因組的不穩(wěn)定性。此外，通過修復(fù)DNA損傷，也可以恢復(fù)染色體的穩(wěn)定性。 紡錘體微管的排列和穩(wěn)定性受到細(xì)胞骨架的支撐。昆明無損觀察紡錘體卵細(xì)胞評價

紡錘體的微管通過動態(tài)不穩(wěn)定性來不斷增長和縮短，從而牽引染色體運動。非侵入式成像紡錘體Oosight Meta

    紡錘體的形成是一個復(fù)雜而精細(xì)的過程，涉及多種蛋白質(zhì)的參與和調(diào)控。在有絲分裂的前間期，細(xì)胞進(jìn)入S期，中心體開始復(fù)制倍增，為接下來的紡錘體形成做準(zhǔn)備。進(jìn)入G2期后，中心體完成復(fù)制，并在細(xì)胞進(jìn)入分裂前期時分離，每個中心體各自形成放射狀排列的微管，即星體。這些微管通過持續(xù)增加和丟失組成微管的微管蛋白亞基，實現(xiàn)微管的聚合和解聚，使紡錘體得以形成和維持。微管的組裝和去組裝過程受到多種調(diào)節(jié)蛋白的精確調(diào)控，如蛋白激酶、磷酸酶等。這些調(diào)節(jié)蛋白能夠影響微管蛋白的聚合和解聚速率，從而控制紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性。此外，紡錘體的形成還依賴于動粒微管與染色體動粒的結(jié)合，這一過程由動粒上的驅(qū)動蛋白和動力蛋白介導(dǎo)，確保了染色體能夠被紡錘體正確地捕獲和牽引。 非侵入式成像紡錘體Oosight Meta