哺乳动物纺锤体揭示卵母细胞关键结构

如何观察纺锤体呢？

在普通光学显微镜下，人类卵母细胞是半透明的，无法对纺锤体的结构进行观察和分析。传统方法是用一种特异的DNA荧光染料对卵母细胞染色，在紫外光下可显示纺锤体，这种免疫荧光方法对卵母细胞有损伤，不能应用于临床。为了更好的观测纺锤体，美国海洋生物学实验室的R．Oldenbourg等利用纺锤体的双折射特性，开发出偏振光显微镜。现今，偏振光显微镜已经发展成为一种无创性的观察和分析纺锤体动态结构的显微观测系统，我们也叫它纺锤体观测仪。它不仅能对双折射性纺锤体信号的有无进行定性分析，还能对信号的强弱进行定量分析。 纺锤体微管的排列方向决定了染色体分离的方向。哺乳动物纺锤体揭示卵母细胞关键结构

光学相干断层成像是一种基于低相干光干涉原理的成像技术，具有高分辨率、非侵入性和实时成像等特点。在纺锤体卵冷冻研究中，OCT技术可用于观察卵母细胞内部结构的细微变化，包括纺锤体的形态和位置。虽然目前OCT技术在纺锤体成像方面的应用还较为有限，但随着技术的不断发展和完善，相信未来OCT将在纺锤体卵冷冻研究中发挥更加重要的作用。虽然MRI和超声波成像在生殖医学中主要用于软组织的成像，如子宫、卵巢等病变检测，但它们在纺锤体卵冷冻研究中的应用也值得探讨。随着技术的不断进步，高分辨率MRI和超声波成像技术可能会实现对卵母细胞内部结构的更精细观察。成熟卵母细胞纺锤体观测仪纺锤体微管的数量和分布随细胞分裂阶段而变化。

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。

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。纺锤体在细胞分裂完成后迅速解体，为细胞进入下一个周期做准备。

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，作为细胞分裂的“引擎”，驱动着生命的延续与多样性。武汉辅助生殖纺锤体Hoechst染料

纺锤体微管的微妙调整，确保了遗传信息在细胞分裂中的准确无误传递。哺乳动物纺锤体揭示卵母细胞关键结构

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。 哺乳动物纺锤体揭示卵母细胞关键结构