紡錘體觀測新技術(shù)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(jīng)過雙折射性的物體時產(chǎn)生的光程差，對卵母細胞內(nèi)的紡錘體進行動態(tài)及無創(chuàng)觀察的顯微觀測系統(tǒng)。

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(yù)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(yù)測。傳統(tǒng)的ICSI注射很可能損壞紡錘體，若紡錘體損傷很可能導(dǎo)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(jié)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% VS 77.2%）。

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***。 紡錘體在細胞分裂后期推動染色體向細胞兩極移動。北京無需染色紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)

紡錘體功能分解

      在細胞分裂中，其主要作用有兩個部分。其一為排列與分裂染色體。紡錘體的完整性決定了染色體分裂的正確性。紡錘體的正常生成是染色體排列的必要條件。紡錘體生成完畢后一般會有5-20分鐘的延遲，以供細胞調(diào)整著絲點上微管束的極性，以及決定是否所有的著絲點都附著正確。此后細胞進入分裂后期，染色體分裂為兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。同樣，紡錘體的完整性決定這個分裂過程在時間和空間上的準(zhǔn)確性。

      紡錘體另一功能為決定胞質(zhì)分裂的分裂面。染色體分裂的同時，紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極，而停弛在紡錘體**， 形成紡錘**體(central spindle)。在紡錘中體的**為兩組極性相反的微管交疊的區(qū)域，稱為紡錘**區(qū)(spindle midzone).此**區(qū)就是接下來的胞質(zhì)分裂面。胞質(zhì)分裂開始于分裂后期的較晚期。胞質(zhì)分裂一般結(jié)束于分裂末期后1-2小時，此期間兩個子細胞由中心顆粒體(midbody)連接。 一般認為紡錘體的分解發(fā)生在細胞分裂末期。 昆明紡錘體實時成像紡錘體卵冷凍研究紡錘體微管的數(shù)量和分布隨細胞分裂階段而變化。

什么是紡錘體？它有多重要？

紡錘體主要由微管蛋白組成，微管蛋白是一種含有α和β亞單位的異二聚體。紡錘體不是一成不變的，常常處于組裝和去組裝的動態(tài)變化過程中，一般在細胞分裂的中、后期，紡錘體結(jié)構(gòu)較為典型。紡錘體主要有兩個作用：其一，排列與分配染色體；其二，決定細胞胞質(zhì)分裂的分裂面。紡錘體的完整性決定了染色體分裂過程在時間和空間上的準(zhǔn)確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手，在細胞分裂過程中，能精細的將等位染色體平均拉向細胞的兩極，確保分裂后的2個子細胞中的染色體數(shù)目相等。但是，如果這個大力士多了一只或幾只手，染色體的分配將紊亂，導(dǎo)致非整倍體。紡錘體損傷的增加多見于高齡婦女，或接觸某些化學(xué)物質(zhì)的卵母細胞。

在細胞分裂過程中，紡錘體對卵母細胞染色體的平衡、運動、分配、和極體的排出非常關(guān)鍵。卵母細胞成熟過程中的兩次減數(shù)分裂形成兩次紡錘體，卵母細胞受精、雌雄原核融合后又會形成有絲分裂紡錘體。

雙折射性紡錘體卵冷凍研究涉及生殖醫(yī)學(xué)、細胞生物學(xué)、材料科學(xué)等多個領(lǐng)域。未來，通過加強不同學(xué)科之間的交叉融合和協(xié)同創(chuàng)新，有望推動該領(lǐng)域取得更多突破性進展。隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的降低，雙折射性紡錘體卵冷凍技術(shù)有望在更多醫(yī)療機構(gòu)中得到應(yīng)用和推廣。這將為更多女性提供生育能力保存的機會，同時也為生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。雙折射性紡錘體卵冷凍研究是一項充滿挑戰(zhàn)與機遇的課題。通過不斷優(yōu)化技術(shù)、深化基礎(chǔ)研究并推動臨床應(yīng)用與推廣，我們有理由相信這一領(lǐng)域?qū)⒃谖磥砣〉酶虞x煌的成就。紡錘體形成缺陷是多種遺傳疾病的共同特征。

多極紡錘

      在有絲分裂時紡錘體一般有二個極。但是在多精入卵的卵細胞、腫瘤細胞、培養(yǎng)的HeLa細胞、雜種細胞等，隨著條件不同可形成有3、4個或者更多個極的紡錘體。當(dāng)存在多極紡錘體時，染色體的后期分配便不規(guī)則，可形成幾個小核。用低濃度的秋水仙堿等藥物處理也能誘導(dǎo)出同樣的變化。木賊等特殊的植物體或胚乳細胞，往往在分裂初期形成多極紡錘體，及至分裂中期多數(shù)可恢復(fù)為二個極。

      長期以來，科學(xué)家認為在哺乳動物胚胎的***次細胞分裂過程中，只有一個紡錘體負責(zé)將胚胎染色體分配到兩個細胞中。但歐洲研究人員利用小鼠開展的**近實驗觀察發(fā)現(xiàn)，這個過程中實際上有兩個紡錘體，分別負責(zé)來自父親和母親的染色體[2]。

      雙紡錘體的形成可能部分解釋了為什么哺乳動物在早期發(fā)育階段（胚胎*初的幾次細胞分裂中）會有非常高的錯誤率。如果紡錘體的兩極沒有對齊和融合，那么，受精卵的遺傳物質(zhì)可能會被拉向3個或4個方向，而不是2個。而這種錯誤會導(dǎo)致?lián)碛卸鄠€細胞核的細胞產(chǎn)生，從而終止胚胎發(fā)育。雙紡錘體理論的提出提供了一種先前未知的機制。接下來需要探討的是雙紡錘體是否在人類中也發(fā)揮相同的作用。因為，這將為研究如何改善人類不育***提供非常有價值的信息[3]。 紡錘體在細胞分裂過程中與細胞骨架協(xié)同工作。北京克隆紡錘體改善分級

紡錘體微管的穩(wěn)定性受到細胞內(nèi)外多種信號的調(diào)節(jié)。北京無需染色紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)

胞質(zhì)膜

      在動物細胞的細胞分裂結(jié)束時，母細胞在一個被稱為“胞質(zhì)分裂”的過程中分裂成兩個子細胞和分區(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，但連接這兩個宏觀結(jié)構(gòu)的機制一直不清楚。Mark Petronczki及其同事提供了一個結(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)，這個聯(lián)系環(huán)節(jié)確保“胞質(zhì)分裂”過程的***結(jié)果。本文作者還發(fā)現(xiàn)，**紡錘體蛋白的MgcRac***亞單元中的一個區(qū)域為一個“系繩”，它連接到胞質(zhì)膜中的磷酸肌醇脂質(zhì)上。 [4] 北京無需染色紡錘體紡錘體結(jié)構(gòu)

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