胞質膜在動物細胞的細胞分裂結束時,母細胞在一個被稱為“胞質分裂”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膜上的“胞質分裂”事件,但連接這兩個宏觀結構的機制一直不清楚。MarkPetronczki及其同事提供了一個結構和功能分析結果,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合物)是有絲分裂紡錘體與胞質膜間所缺失的聯(lián)系環(huán)節(jié),這個聯(lián)系環(huán)節(jié)確保“胞質分裂”過程的***結果。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”,它連接到胞質膜中的磷酸肌醇脂質上。[4]紡錘體的研究有助于揭示細胞分裂過程中的錯誤修復機制。昆明哺乳動物紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿
卵母細胞冷凍保存主要采用兩種方法:慢速冷凍法和玻璃化冷凍法。相較于傳統(tǒng)的慢速冷凍法,玻璃化冷凍法因其更高的解凍存活率和妊娠成功率而逐漸成為主流技術。玻璃化冷凍法的基本原理是將含有生物樣本的溶液在極短的時間內(nèi)(如幾分鐘內(nèi))冷卻至液氮溫度,使溶液在凝固點以下形成無冰晶的半固體或固體狀態(tài)。這種方法避免了冰晶形成對細胞結構的破壞,從而減少了冷凍損傷。在卵母細胞冷凍保存中,玻璃化冷凍法通過優(yōu)化冷凍保護劑的濃度和冷凍速率,使卵母細胞在冷凍過程中保持其結構的完整性。上海成熟卵母細胞紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構紡錘體的研究有助于揭示細胞分裂過程中的精細調(diào)控機制。
在有絲分裂中,紡錘體的形成與功能至關重要。首先,在有絲分裂前期,中心體復制并分離至細胞兩極,形成紡錘體的兩極。隨后,微管從兩極向中心區(qū)域延伸,形成紡錘體的主干。在中期,染色體在紡錘絲的牽引下,自動在赤道板排列整齊。當細胞進入分裂后期,紡錘體微管收縮,將染色體牽引至兩極,形成兩組數(shù)目相等的姐妹染色單體。這一過程確保了遺傳信息的準確傳遞,避免了染色體分離錯誤導致的遺傳異常。此外,紡錘體還決定了胞質分裂的分裂面。在染色體分裂的同時,紡錘體中的一部分微管不隨染色體分裂到兩極,而是停弛在紡錘體中心,形成紡錘中心體。紡錘中心體的中心區(qū)域為兩組極性相反的微管交疊區(qū),稱為紡錘中心區(qū),它決定了接下來的胞質分裂面。胞質分裂開始于分裂后期的較晚期,一般結束于分裂末期后1-2小時,此期間兩個子細胞由中心顆粒體連接。紡錘體通過精確控制胞質分裂面的位置,確保了細胞分裂的對稱性和穩(wěn)定性。
在生殖醫(yī)學領域,卵母細胞的冷凍保存技術一直是研究的熱點之一。尤其是針對卵母細胞內(nèi)部高度復雜且精細的紡錘體結構,其冷凍過程中的穩(wěn)定性與完整性直接關系到解凍后卵母細胞的存活率及發(fā)育潛能。紡錘體作為卵母細胞內(nèi)部的關鍵結構,由微管等高分子物質有序排列而成,具有雙折射性。這種特性使得紡錘體在偏振光下能夠呈現(xiàn)出獨特的形態(tài)和特征,從而被Polscope等偏振光顯微鏡捕捉并觀察。雙折射性紡錘體的形態(tài)、穩(wěn)定性和完整性對于卵母細胞的正常減數(shù)分裂及胚胎發(fā)育至關重要。紡錘體的異常會導致細胞分裂錯誤,進而引發(fā)染色體不穩(wěn)定性和遺傳性疾病。
玻璃化冷凍技術因其快速冷凍和解凍的特點,在哺乳動物紡錘體卵冷凍保存中展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。該技術通過極快的降溫速率和高濃度的冷凍保護劑,使細胞內(nèi)溶液在冷凍過程中呈玻璃態(tài)而非結晶態(tài),從而避免了冰晶對紡錘體的損傷。此外,研究者們還嘗試將微流控技術、激光輔助冷凍等新技術應用于卵母細胞的冷凍保存中,以進一步提高冷凍效果。為了準確評估冷凍對紡錘體的影響,研究者們開發(fā)了多種紡錘體穩(wěn)定性評估技術。例如,通過偏光顯微鏡觀察紡錘體的形態(tài)變化;利用免疫熒光染色技術檢測紡錘體相關蛋白的分布和表達;以及通過分子生物學方法檢測紡錘體相關基因的轉錄和翻譯水平等。這些技術的應用為深入研究冷凍過程中紡錘體的變化提供了有力支持。紡錘體的異常可能與人類衰老和疾病的發(fā)生有關。香港無需染色紡錘體
紡錘體微管的數(shù)量和分布隨細胞分裂階段而變化。昆明哺乳動物紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿
紡錘體的雙極化是卵母細胞減數(shù)分裂過程中的關鍵事件之一。近年來,我國學者在人類卵母細胞紡錘體雙極化機制研究方面取得了重要進展。通過高分辨成像技術,研究者們揭示了人類卵母細胞紡錘體雙極化的獨特機制,并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控此過程的關鍵蛋白。這些研究成果不僅為雙折射性紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角和思路,也為臨床生殖障礙疾病的診療提供了科學依據(jù)。隨著偏光成像技術和冷凍保護劑研究的不斷深入,未來有望開發(fā)出更加高效、安全的卵母細胞冷凍保存方案。例如,通過改進冷凍速率和程序、優(yōu)化保護劑配方等手段,進一步減輕冷凍損傷,提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。昆明哺乳動物紡錘體玻璃底培養(yǎng)皿