胞質(zhì)膜在動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞分裂結(jié)束時(shí),母細(xì)胞在一個(gè)被稱為“胞質(zhì)分裂”的過(guò)程中分裂成兩個(gè)子細(xì)胞和分區(qū)隔離的染色體。有絲分裂紡錘體控制胞質(zhì)膜上的“胞質(zhì)分裂”事件,但連接這兩個(gè)宏觀結(jié)構(gòu)的機(jī)制一直不清楚。MarkPetronczki及其同事提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)果,他們發(fā)現(xiàn)**紡錘體蛋白(紡錘體中間區(qū)域和中間體中的一個(gè)蛋白復(fù)合物)是有絲分裂紡錘體與胞質(zhì)膜間所缺失的聯(lián)系環(huán)節(jié),這個(gè)聯(lián)系環(huán)節(jié)確?!鞍|(zhì)分裂”過(guò)程的***結(jié)果。本文作者還發(fā)現(xiàn),**紡錘體蛋白的MgcRac***亞單元中的一個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)“系繩”,它連接到胞質(zhì)膜中的磷酸肌醇脂質(zhì)上。[4]紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性確保了細(xì)胞分裂的精確性和高效性。上海非侵入式成像紡錘體胚胎發(fā)育
紡錘體觀測(cè)儀在補(bǔ)救ICSI中的應(yīng)用我們知道,成熟的卵母細(xì)胞含有1個(gè)極體,也就是***極體。IVF加入精子后,精子會(huì)穿透層層障礙**終進(jìn)入卵子,隨著時(shí)間的推移,~6小時(shí)后卵子的紡錘體會(huì)將染色單體拉向兩極,進(jìn)而排出第二極體,再往后大約加精后9~16小時(shí),雌雄原核會(huì)出現(xiàn),而原核的出現(xiàn)才是受精的標(biāo)志。但是對(duì)于那些沒(méi)有受精的卵子,到了原核出現(xiàn)的時(shí)間窗發(fā)現(xiàn)沒(méi)有受精時(shí)再去補(bǔ)救ICSI,往往錯(cuò)過(guò)了卵子的比較好受精時(shí)間,因?yàn)闆](méi)有受精的卵子會(huì)在體外老化,即使受精,胚胎的發(fā)育潛能也很低。所以,我們?cè)诩泳蟮?~6小時(shí),通過(guò)觀察第二極體的排出來(lái)初步判斷是否受精,**的增加了那些受精障礙患者的受精率,也避免了卵子的老化。當(dāng)然,偶爾也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤補(bǔ)救。文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)IVF受精后的未排出第二極體的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救,實(shí)驗(yàn)組用紡錘體觀測(cè)儀觀察并統(tǒng)計(jì)紡錘體的數(shù)目,82.7%含有一個(gè)紡錘體,17.3%含有兩個(gè)紡錘體,并對(duì)含有一個(gè)紡錘體的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI;而對(duì)照組并未用紡錘體觀測(cè)儀觀察紡錘體,只對(duì)未排出第二極體的卵母細(xì)胞進(jìn)行補(bǔ)救ICSI。結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用紡錘體觀測(cè)儀觀察紡錘體的數(shù)目能顯著提高正常受精率,降低多原核受精比率。美國(guó)無(wú)損觀察紡錘體胚胎發(fā)育紡錘體由微管組成,其動(dòng)態(tài)變化調(diào)控著細(xì)胞分裂的進(jìn)程。
紡錘體缺陷可以分為多種類型,包括但不限于:微管動(dòng)力學(xué)異常:微管的聚合和解聚速率異常,導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。動(dòng)粒功能障礙:動(dòng)粒與微管的結(jié)合能力下降,影響染色體的正確捕捉和分離。紡錘體檢查點(diǎn)失效:紡錘體檢查點(diǎn)(spindleassemblycheckpoint,SAC)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。染色體分離異常: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。微管的動(dòng)態(tài)變化是紡錘體功能的關(guān)鍵,任何影響微管聚合和解聚的因素都會(huì)導(dǎo)致紡錘體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。例如,某些藥物(如紫杉醇)可以穩(wěn)定微管,但過(guò)量使用會(huì)導(dǎo)致微管過(guò)度穩(wěn)定,影響紡錘體的正常功能。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,未來(lái)有望開發(fā)出更加便捷、高效、低成本的偏振光成像系統(tǒng),進(jìn)一步降低設(shè)備成本并提高操作簡(jiǎn)便性。同時(shí),通過(guò)優(yōu)化成像算法和數(shù)據(jù)處理技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紡錘體形態(tài)變化的更精細(xì)、更準(zhǔn)確的評(píng)估。無(wú)需染色紡錘體卵冷凍研究涉及生殖醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。未來(lái)通過(guò)加強(qiáng)不同學(xué)科之間的交叉融合和協(xié)同創(chuàng)新,可以推動(dòng)該領(lǐng)域取得更多突破性進(jìn)展。隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的降低,無(wú)需染色紡錘體卵冷凍技術(shù)有望在更多醫(yī)療機(jī)構(gòu)中得到應(yīng)用和推廣。這將為更多女性提供生育能力保存的機(jī)會(huì),同時(shí)也為生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。紡錘體的微管通過(guò)動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性來(lái)不斷增長(zhǎng)和縮短,從而牽引染色體運(yùn)動(dòng)。
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。紡錘體的形成和功能受到多種信號(hào)分子的調(diào)控,如生長(zhǎng)因子等。非侵入式成像紡錘體改善分級(jí)
紡錘體在細(xì)胞分裂后期推動(dòng)染色體向細(xì)胞兩極移動(dòng)。上海非侵入式成像紡錘體胚胎發(fā)育
在有絲分裂過(guò)程中,紡錘體的形成和功能是高度協(xié)調(diào)的。從前期到中期,紡錘體逐漸成熟,染色體被精確排列在細(xì)胞的中間區(qū)域。到了后期和末期,紡錘體開始分解,將染色體拉向細(xì)胞的兩極,并完成胞質(zhì)分裂。這一過(guò)程中,紡錘體的微管通過(guò)縮短和伸長(zhǎng)來(lái)協(xié)調(diào)染色體的移動(dòng)和定位,確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。雖然無(wú)絲分裂過(guò)程中不形成明顯的紡錘體結(jié)構(gòu),但紡錘體的相關(guān)成分(如微管和動(dòng)力蛋白)仍在細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用。例如,在質(zhì)體分裂中,紡錘體成分同樣起到了精確定位和運(yùn)動(dòng)染色體的作用。在減數(shù)分裂過(guò)程中,紡錘體的形成和功能更加復(fù)雜。以人卵母細(xì)胞為例,其紡錘體在減數(shù)分裂過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)時(shí)間的“多極紡錘體”階段,而后才形成雙極狀紡錘體。這一過(guò)程需要多種關(guān)鍵蛋白(如HAUS6、KIF11和KIF18A)的參與和調(diào)控。紡錘體的正確組裝和雙極化對(duì)于保證卵母細(xì)胞的正常發(fā)育和受精至關(guān)重要。上海非侵入式成像紡錘體胚胎發(fā)育