近年來,研究者們通過不斷優化冷凍保護劑的配方和濃度,發現某些特定成分的組合能夠減輕冷凍過程中紡錘體的損傷。例如,紫杉醇等細胞骨架保護劑在穩定紡錘體微管結構方面表現出色,成為冷凍保存中的重要輔助手段。Polscope偏振光顯微成像系統的應用,使得對雙折射性紡錘體的動態觀察成為可能。通過實時監測冷凍過程中紡錘體的形態變化,研究者能夠更準確地評估冷凍效果,并優化冷凍保存條件。此外,偏光成像技術還能夠提供紡錘體異常率的量化數據,為臨床應用提供可靠依據。紡錘體在細胞分裂過程中經歷明顯的形態和結構變化。美國哺乳動物紡錘體液晶偏光補償器
在有絲分裂過程中,紡錘體的形成和功能是高度協調的。從前期到中期,紡錘體逐漸成熟,染色體被精確排列在細胞的中間區域。到了后期和末期,紡錘體開始分解,將染色體拉向細胞的兩極,并完成胞質分裂。這一過程中,紡錘體的微管通過縮短和伸長來協調染色體的移動和定位,確保遺傳信息的準確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結構,但紡錘體的相關成分(如微管和動力蛋白)仍在細胞分裂中發揮作用。例如,在質體分裂中,紡錘體成分同樣起到了精確定位和運動染色體的作用。在減數分裂過程中,紡錘體的形成和功能更加復雜。以人卵母細胞為例,其紡錘體在減數分裂過程中會經歷一段較長時間的“多極紡錘體”階段,而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關鍵蛋白(如HAUS6、KIF11和KIF18A)的參與和調控。紡錘體的正確組裝和雙極化對于保證卵母細胞的正常發育和受精至關重要。上海紡錘體實時成像紡錘體玻璃底培養皿紡錘體微管的數量和分布隨細胞分裂階段而變化。
紡錘體成像技術的中心在于提高成像的分辨率和速度,以捕捉紡錘體的精細結構和動態變化。以下是幾種主要的紡錘體成像技術的技術原理:結構光照明顯微鏡(SIM):SIM通過引入已知的空間調制光場,使樣品發出具有特定空間頻率的熒光信號。通過采集多個不同空間頻率的熒光圖像,并利用算法進行重建,SIM可以實現超越傳統熒光顯微鏡分辨率的成像。這種方法不僅提高了成像的分辨率,還保持了較快的成像速度和較好的細胞活性。受激輻射損耗顯微鏡(STED):STED利用一束聚焦的激光束(稱為STED束)來抑制樣品中特定區域的熒光信號。通過精確控制STED束的位置和強度,STED可以實現超越衍射極限的成像分辨率。這種方法特別適用于觀測紡錘體等復雜結構中的精細細節。單分子定位顯微鏡(SMLM):SMLM通過檢測樣品中單個熒光分子的位置來實現高分辨率成像。由于熒光分子的隨機閃爍特性,SMLM可以在時間域上分離不同分子的熒光信號,從而實現對單個分子的精確定位。這種方法不僅提高了成像的分辨率,還提供了對紡錘體中單個微管和蛋白質分子的動態變化的觀測能力。
冷凍電鏡技術(Cryo-EM)近年來在結構生物學領域取得了重大突破,也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進行觀察和成像,冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結構,包括紡錘體微管等精細結構。這一技術不僅克服了傳統電鏡技術對樣品制備的嚴格要求,還能夠在接近生理狀態下觀察紡錘體的形態和功能,為無損觀察紡錘體提供了強有力的技術支持。無損觀察紡錘體技術能夠實時監測冷凍過程中紡錘體的形態變化,從而準確評估冷凍保存的效果。通過對比冷凍前后紡錘體的形態和穩定性,研究者可以優化冷凍保護劑的配方和濃度,以及改進冷凍程序,減少冷凍損傷,提高解凍后卵母細胞的存活率和發育潛能。紡錘體微管的正極朝向細胞兩極,負極則靠近染色體。
體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的動態變化,如微管的聚合和解聚、染色體的捕捉和分離等。通過高分辨率顯微鏡觀察,可以詳細記錄紡錘體的動態變化過程,揭示其背后的分子機制。體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的功能機制,如紡錘體檢查點的調控、染色體分離的分子機制等。通過添加不同的蛋白和藥物,可以模擬不同的生理和病理條件,探究紡錘體功能的調控機制。體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體缺陷的后果,如染色體非整倍性的發生、細胞周期的紊亂等。通過引入特定的突變或藥物,可以模擬紡錘體缺陷的情況,探究其對細胞分裂和基因組穩定性的影響。體外構建的紡錘體模型可以用于篩選和驗證藥物,如抗病毒藥物等。通過測試藥物對紡錘體動態變化和功能的影響,可以評估藥物的效果和安全性,為新藥的研發提供實驗依據。紡錘體微管與細胞內的其他細胞器存在復雜的相互作用。香港紡錘體實時成像紡錘體卵質量評估
紡錘體在細胞分裂末期逐漸解體,為細胞質分裂做準備。美國哺乳動物紡錘體液晶偏光補償器
紡錘體觀測新技術提升“試管嬰兒”胚胎受精率什么是紡錘體觀測儀?紡錘體觀測儀是利用光線經過雙折射性的物體時產生的光程差,對卵母細胞內的紡錘體進行動態及無創觀察的顯微觀測系統。紡錘體觀測儀主要有什么用處?紡錘體觀測儀主要用于ICSI注射時紡錘**置觀測,避免ICSI注射時對卵子的紡錘體損傷。目前的ICSI注射方法是:假定成熟的MII卵母細胞的紡錘體靠近***極體,通過定位***極**置于6點或12點方向,在垂直于***極體的3點鐘方向注入精子。但事實上,紡錘體的位置不是固定不變的,***極體不能精細預測所有卵母細胞紡錘體的位置,約39%的紡錘體并不能通過***極體預測。傳統的ICSI注射很可能損壞紡錘體,若紡錘體損傷很可能導致卵母細胞死亡或染色體異常。因此,在ICSI注射時對紡錘體進行觀察,對于ICSI操作和受精結局都有非常重要的意義,可以顯著提高ICSI受精率,有大量文獻報道正常受精率在觀察到紡錘體的卵子中***高于未觀察到紡錘體的卵子(83.3%VS77.2%)。紡錘體儀還有什么作用?紡錘體觀測儀還可以對一代受精后的卵母細胞受精情況進行評估,選擇未受精的卵母細胞進行補救ICSI***。美國哺乳動物紡錘體液晶偏光補償器