上海ICSI紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

構(gòu)成紡錘體的是紡錘絲還是星射線(xiàn)

人教版《生物·必修1·分子與細(xì)胞》第6章在講述有絲分裂時(shí)，關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞紡錘體形成的區(qū)別是這樣描述的：植物細(xì)胞是從細(xì)胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個(gè)梭形的紡錘體。而動(dòng)物細(xì)胞是在兩極的中心粒周?chē)l(fā)出大量的星射線(xiàn)，兩組中心粒之間的星射線(xiàn)形成了紡錘體。而在《生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》第2章以哺乳動(dòng)物精子形成過(guò)程為例講述減數(shù)分裂過(guò)程時(shí)，又用了“紡錘絲”這一表述。同一套教材，前后表述不一致，讓教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都產(chǎn)生了困惑。“紡錘絲”一詞的由來(lái)是因?yàn)榧忓N體微管在電子顯微鏡下呈絲狀，在浙科版教材中即為這樣表述，且不論動(dòng)物細(xì)胞還是植物細(xì)胞都用“紡錘絲”。不管是紡錘絲還是星射線(xiàn)，都是教材編寫(xiě)者為了學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)“紡錘體微管”這一名詞。 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。上海ICSI紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。在有絲分裂前期，中心體被復(fù)制形成兩個(gè)中心體，并逐漸分離，形成兩個(gè)紡錘體。紡錘體的微管從中心體發(fā)出，與染色體上的著絲粒（kinetochore）結(jié)合。著絲粒是一組復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以與微管的末端結(jié)合。當(dāng)纖維束的微管末端與著絲粒結(jié)合時(shí)，纖維束開(kāi)始縮短，將染色體拉向兩端，實(shí)現(xiàn)染色體的精確分離。這一過(guò)程不僅確保了每個(gè)新細(xì)胞都能獲得正確數(shù)量的染色體，還保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。昆明ICSI紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)紡錘體的形成與細(xì)胞骨架的重構(gòu)密切相關(guān)。

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(chēng)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(guān)結(jié)構(gòu)的機(jī)制一直不清楚。Mark Petronczki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]

紡錘體觀(guān)測(cè)儀使ICSI更加安全可靠

在進(jìn)行單精子卵胞漿內(nèi)注射（ICSI）授精時(shí)，**初人們觀(guān)察人體內(nèi)成熟的卵母細(xì)胞時(shí)，通常認(rèn)為，卵母細(xì)胞紡錘**于***極體附近，故傳統(tǒng)的ICSI操作是轉(zhuǎn)動(dòng)卵母細(xì)胞使其***極**于6點(diǎn)或12點(diǎn)處，然后在3點(diǎn)處注入精子。但是，在大量使用紡錘體觀(guān)測(cè)儀后發(fā)現(xiàn)，***極體并不能很好地預(yù)測(cè)紡錘體的位置。一項(xiàng)研究提示，在ICSI后，用紡錘體觀(guān)測(cè)儀觀(guān)察紡錘體與***極體的夾角，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小于30°這組卵母細(xì)胞的正常受精率更高。極體在卵周隙中的移動(dòng)，或者紡錘體在胞質(zhì)中的易位都使兩者的位置關(guān)系發(fā)生改變，普通光學(xué)顯微鏡下ICSI穿刺部位的選擇，可能會(huì)損傷紡錘體和(或)造成染色體的異常。通過(guò)紡錘體觀(guān)測(cè)儀，可以精確地對(duì)卵母細(xì)胞中紡錘體的位置進(jìn)行定位，從而避免在ICSI過(guò)程中損傷紡錘體，使ICSI更加安全可靠。有文獻(xiàn)報(bào)道，在進(jìn)行ICSI時(shí)，觀(guān)察到“雙折射紡錘體”的成熟卵母細(xì)胞的受精率和質(zhì)量胚胎率***高于未觀(guān)察到雙折射紡錘體組。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，有些卵母細(xì)胞在普通光學(xué)顯微鏡下看到是正常的，但在紡錘體觀(guān)測(cè)儀這個(gè)“照妖鏡”下，就能顯出原形，表現(xiàn)為有***極體、但缺乏雙折射的紡錘體，這類(lèi)卵母細(xì)胞ICSI后的受精率和妊娠率極低。 紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化揭示了細(xì)胞分裂過(guò)程中分子層面的奧秘。

為了減少冷凍過(guò)程中紡錘體的損傷，研究者們嘗試在冷凍液及解凍液中添加細(xì)胞骨架保護(hù)劑，如紫杉醇（Taxol）。紫杉醇能夠穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)，防止其在低溫下解聚。通過(guò)偏光成像技術(shù)，研究者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紫杉醇對(duì)紡錘體的保護(hù)效果，評(píng)估其在冷凍保存過(guò)程中的作用機(jī)制。此外，還可以進(jìn)一步觀(guān)察解凍后卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能，為臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。無(wú)需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定和染色，保持細(xì)胞的活性與完整性。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)紡錘體的形態(tài)變化，評(píng)估冷凍效果。能夠捕捉到細(xì)微的紡錘體形態(tài)變化，提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。紡錘體在細(xì)胞分裂末期逐漸解體，為細(xì)胞質(zhì)分裂做準(zhǔn)備?？寺〖忓N體玻璃底培養(yǎng)皿

紡錘體微管的正極朝向細(xì)胞兩極，負(fù)極則靠近染色體。上海ICSI紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體是卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中形成的一種微管結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)精確分離染色體。然而，紡錘體對(duì)環(huán)境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感，在冷凍保存過(guò)程中容易發(fā)生損傷，導(dǎo)致染色體分離異常，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。因此，如何有效監(jiān)測(cè)和評(píng)估冷凍過(guò)程中紡錘體的變化，成為紡錘體卵冷凍研究的重要課題。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)的出現(xiàn)，為這一問(wèn)題的解決提供了可能。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)主要利用高分辨率顯微鏡結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù)，對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的觀(guān)察和記錄。常用的熒光標(biāo)記方法包括使用綠色熒光蛋白（GFP）標(biāo)記微管蛋白，以及利用特定抗體對(duì)紡錘體相關(guān)蛋白進(jìn)行染色。通過(guò)這些方法，研究者可以清晰地觀(guān)察到紡錘體的形態(tài)、位置、動(dòng)態(tài)變化等信息，從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍過(guò)程中紡錘體的穩(wěn)定性和完整性。上海ICSI紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

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