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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***。 纺锤体微管的动态变化是细胞分裂周期的重要标志。武汉卵母细胞纺锤体Oosight Meta

纺锤体观测仪在补救ICSI中的应用

我们知道，成熟的卵母细胞排出***极体。IVF加入精子后，精子会穿透层层障碍**终进入卵子，随着时间的推移，卵子的纺锤体会将染色单体拉向两极，进而排出第二极体，再往后大约加精后9-16小时，雌雄原核会出现，而原核的出现才是受精的标志。但是对于那些没有受精的卵子，到了原核出现的时间窗，发现没有受精时再去补救ICSI，往往错过了卵子的比较好受精时间，因为没有受精的卵子会在体外老化，即使受精，胚胎的发育潜能也很低。所以，我们在加精后的4-6小时，通过观察第二极体的排出来初步判断是否受精，**的增加了那些受精障碍患者的受精率，也避免了卵子的老化。

当然，偶尔也会出现错误补救。文献报道对IVF受精后的未排出第二极体的卵母细胞进行ICSI补救，实验组用纺锤体观测仪观察并统计纺锤体的数目，82.7%含有一个纺锤体，17.3%含有两个纺锤体，并对含有一个纺锤体的卵母细胞进行补救ICSI；而对照组并未用纺锤体观测仪观察纺锤体，只对未排出第二极体的卵母细胞进行补救ICSI。结果发现，使用纺锤体观测仪观察纺锤体的数目能显著提高正常受精率，降低多原核受精比率。 北京MII期纺锤体胚胎发育纺锤体的形成与细胞骨架的重构密切相关。

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.

近年来，随着玻璃化冷冻技术的不断发展，成熟卵母细胞纺锤体的冷冻保存研究取得了进展。研究表明，采用玻璃化冷冻法冷冻保存的成熟卵母细胞，在解冻后其纺锤体和染色体的形态及功能均能得到较好的保持。这主要得益于玻璃化冷冻过程中避免了冰晶形成对细胞的损伤，以及冷冻保护剂对细胞的有效保护。然而，值得注意的是，尽管玻璃化冷冻法在提高解冻存活率和妊娠成功率方面取得了成效，但仍存在一些问题。例如，冷冻过程中纺锤体的微管结构可能受到低温的影响而发生解聚，导致染色体分离异常。此外，冷冻保护剂的毒性也可能对卵母细胞造成一定的损伤。为了克服这些问题，研究者们进行了大量的实验和优化工作。例如，通过改进冷冻保护剂的配方和浓度，降低其对细胞的毒性；通过优化冷冻速率和程序，减少冷冻过程中对细胞的机械损伤；以及通过筛选和评估不同冷冻载体和保存时间对卵母细胞冷冻效果的影响，寻找好的冷冻保存条件。纺锤体的形成与消失是细胞周期中高度动态的过程。

在生殖医学与辅助生殖技术的快速发展中，卵母细胞的冷冻保存技术显得尤为重要。然而，卵母细胞，尤其是其内部的纺锤体结构，对低温环境极为敏感，冷冻过程中的损伤往往影响解冻后卵母细胞的存活率及发育潜能。偏光成像技术，特别是Polscope偏振光显微成像系统，结合了液晶可变减速器、电子成像及数码成像技术，能够捕捉到具有双折性特征的细胞结构，如纺锤体。纺锤体由微管等高分子物质有序排列而成，这些物质能够使偏振光发生折射现象，从而被检偏器捕捉并通过偏振光显微镜观察。这一技术无需对细胞进行固定和染色，能够动态评估卵母细胞的质量与纺锤体的相关性，为卵母细胞冷冻保存的研究提供了新的手段。在有丝分裂中，纺锤体形成并维持着染色体的稳定性。ICSI纺锤体纺锤体结构

纺锤体微管的排列和稳定性受到细胞骨架的支撑。武汉卵母细胞纺锤体Oosight Meta

秋水仙素会使动物细胞染色体加倍吗微管蛋白按照来源可分为植物微管蛋白和动物脑蛋白。因植物微管蛋白难以制备，秋水仙碱与动物脑微管蛋白结合反应研究得要更多一些。秋水仙碱是从植物秋水仙中提纯出的一种生物碱，又名秋水仙素，构成微管的α、β微管蛋白异源二聚体是秋水仙素分子的结合靶点。当秋水仙碱与正在进行有丝分裂的细胞接触时，秋水仙碱结合到微管蛋白的特定位点，导致α微管蛋白与β微管蛋白二聚体结构变形，从而阻断微管蛋白组装成微管，但并不影响微管蛋白的解聚，所以纺锤体会迅速消失。

秋水仙碱的浓度和作用时间对动、植物细胞染色体加倍的影响是关键。有研究结果表明，在花粉母细胞减数分裂细线期与粗线期进行美洲黑杨2n花粉的诱导效果比较好，总体上在减数分裂粗线期进行诱导得到的2n花粉**多，并且诱导的比较好浓度为0.5%。刘爱生等在利用人类外周血淋巴细胞进行染色体G显带制作中，在阻断培养的4h内任意时间加入相应剂量的秋水仙素，能获得用于G显带的形态完好、大小适中、分散均匀、轮廓清楚的中期染色体标本相。陈长超等利用秋水仙碱处理MⅠ期卵母细胞，结果发现Ml期纺锤体发生解聚，染色体周围纺锤体微管全部消失或部分残留，染色体排列异常。 武汉卵母细胞纺锤体Oosight Meta