美国核移植纺锤体揭示卵母细胞关键结构

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。纺锤体的中心体在细胞分裂前会复制并分离到细胞两极。美国核移植纺锤体揭示卵母细胞关键结构

在核移植过程中，纺锤体的稳定性是首要考虑的问题。冷冻和解冻过程中的温度变化和冷冻保护剂的毒性都可能对纺锤体造成损伤，导致染色体分离异常，进而影响胚胎发育。因此，如何在冷冻过程中保持纺锤体的稳定性，是核移植纺锤体卵冷冻研究面临的重要挑战。体细胞核在移入去核卵母细胞后，需要经历复杂的重新编程过程，以获得全能性。然而，这一过程受到多种因素的调控，包括表观遗传修饰、转录因子表达等。在冷冻过程中，这些调控机制可能受到干扰，导致重新编程失败或异常，从而影响胚胎发育。昆明成熟卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器纺锤体在细胞分裂中扮演关键角色，确保遗传物质均等分配。

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.

在有丝分裂过程中，纺锤体的形成和功能是高度协调的。从前期到中期，纺锤体逐渐成熟，染色体被精确排列在细胞的中间区域。到了后期和末期，纺锤体开始分解，将染色体拉向细胞的两极，并完成胞质分裂。这一过程中，纺锤体的微管通过缩短和伸长来协调染色体的移动和定位，确保遗传信息的准确传递。虽然无丝分裂过程中不形成明显的纺锤体结构，但纺锤体的相关成分（如微管和动力蛋白）仍在细胞分裂中发挥作用。例如，在质体分裂中，纺锤体成分同样起到了精确定位和运动染色体的作用。在减数分裂过程中，纺锤体的形成和功能更加复杂。以人卵母细胞为例，其纺锤体在减数分裂过程中会经历一段较长时间的“多极纺锤体”阶段，而后才形成双极状纺锤体。这一过程需要多种关键蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的参与和调控。纺锤体的正确组装和双极化对于保证卵母细胞的正常发育和受精至关重要。研究纺锤体的结构和功能有助于深入了解细胞分裂的复杂机制。

尽管纺锤体在有丝分裂与减数分裂中的作用有所不同，但两者也存在一些共性。首先，纺锤体的形成都依赖于中心体的复制和分离，以及微管的动态生长和缩短。其次，在有丝分裂和减数分裂的中期，染色体都排列在赤道板上，形成了清晰的纺锤体结构。此外，在有丝分裂和减数分裂的后期，染色体的着丝点都一分为二，导致姐妹染色单体或同源染色体分离，分别移向细胞的两极。这一过程确保了每个子细胞都能获得完整的染色体组。尽管纺锤体在有丝分裂与减数分裂中存在共性，但两者也存在明显的差异。纺锤体的形成和功能与细胞的周期调控密切相关。双折射性纺锤体起偏器

纺锤体微管与细胞内的其他细胞器存在复杂的相互作用。美国核移植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。美国核移植纺锤体揭示卵母细胞关键结构