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纺锤体生成

      在含中心体的细胞中，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期 - 即在细胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的结构为两个**的以中心体为核的星状体(asters)。当细胞核膜分解后，染色体和星状体发生一系列复杂的互动反应。**终结果为所有的染色体在纺锤体的**(赤道板,)排列整齐，每两条染色体有一个着丝点，每一个着丝点被一束极性相同的微管（通常称为纺锤丝）附着。此时细胞处于分裂中期，纺锤体生成完毕。实验证明，中心体在这个过程中的作用不是必需的。动物细胞在中心体被激光捣毁后仍旧能够筑构纺锤体，但其位置通常不在细胞的大致几何中心，其后的胞质分裂也会受严重影响。纺锤体 [1]

       在不含中心体的细胞中，纺锤体的生成是由染色体本身主导的。此过程由一小分子量的GTP连接蛋白（Ran GTPase）控制。细胞核分解后，纺锤丝由染色体周围生成。其后这些纺锤丝会在动力分子与为微管动力的合作影响下自动排列为极性相反大致数目相同的两组。每组的极性相对于一组着丝点。同时在微管远端的动力蛋白 dynein 会将这些微管束集中到一点，形成纺锤极区(Spindle Polar Zone)。与此同时，染色体会自动在赤道板排列整齐。纺锤体生成完毕。 纺锤体在细胞分裂后期通过收缩力推动染色体分离。武汉辅助生殖纺锤体Oosight Meta

在生殖医学领域，卵母细胞的冷冻保存技术一直是研究的热点之一，旨在提高女性生育能力的保存与利用。然而，传统纺锤体观察方法往往需要对卵母细胞进行固定和染色，这不仅破坏了细胞的活性，还限制了对其发育潜能的进一步评估。传统纺锤体观察方法，如免疫荧光染色技术，虽然能够清晰地展示纺锤体的形态，但其缺点在于需要对细胞进行固定和染色处理，这一过程不可避免地会对细胞造成损伤，影响后续的实验结果和临床应用。而Polscope偏振光显微成像系统则通过利用纺锤体微管结构的双折射性，实现了对无需染色纺锤体的直接观察。这一技术创新不仅保留了细胞的活性与完整性，还提高了观察的实时性和动态性，为卵母细胞冷冻研究提供了更为准确和可靠的评估手段。上海卵母细胞纺锤体兼容大部分显微镜纺锤体微管的动态变化是细胞对外界刺激响应的一部分。

纺锤体是如何形成的（2）

       动粒微管连接染色体动粒与位于两极的中心体。在有丝分裂前期，一旦核被膜解聚，由相反两个方向的中心体伸出的动粒微管就会随机地与染色体上的动粒结合而俘获染色体，微管**终附着在动粒上，动粒微管把染色体和纺锤体连接在一起。在细胞分裂期的后期，分开后的染色单体被拉向两极。染色体移动由两个相互独立且同步进行的过程所介导，分别为过程A和过程B。在过程A中，在连接微管和动粒的马达蛋白的作用下，动粒微管解聚缩短，在动粒处产生的拉力使染色体移向两极。极间微管是从一个中心体伸出的某些微管与从另一个中心体伸出的微管相互作用，阻止了它们的解聚，从而使微管结构相对稳定，两套微管的这种结合形成了有丝分裂纺锤体的基本框架，具有典型的两极形态，产生这些微管的两个中心体称为纺锤极，这些相互作用的微管被称为极间微管。在有丝分裂后期过程B中，极间微管的伸长和相互间的滑行使纺锤极向两极方向移动。星体微管从中心体向周围呈辐射状分布，在有丝分裂后期过程B中，每一纺锤极上向外伸展的星体微管发出向外的力，拉动两个纺锤极向两极方向移动。

选择合适的冷冻保护剂是减少冷冻损伤的关键。然而，不同浓度的冷冻保护剂对MI期卵母细胞纺锤体的影响各异，需要通过大量实验进行优化。此外，冷冻保护剂的渗透性和毒性也是需要考虑的因素。冷冻和解冻过程中的温度控制、时间控制以及操作手法等都会对MI期卵母细胞的纺锤体造成影响。因此，需要不断优化冷冻和解冻程序，以减少对纺锤体的损伤。近年来，研究者们通过不断尝试和优化冷冻保护剂的配方，取得了进展。例如，一些研究表明，使用高浓度的蔗糖作为冷冻保护剂可以提高MI期卵母细胞的存活率和纺锤体稳定性。此外，还有一些新型冷冻保护剂如乙二醇、丙二醇等也被应用于MI期卵母细胞的冷冻保存中。纺锤体在细胞分裂中的功能受到细胞内外环境的共同影响。

在纺锤体卵冷冻过程中，利用纺锤体实时成像技术可以实时监测纺锤体的变化。通过观察冷冻过程中纺锤体的形态、位置及动态变化，研究者可以判断冷冻保护剂的效果、冷冻速率等因素对纺锤体的影响，从而优化冷冻方案，减少纺锤体损伤。解冻后，利用纺锤体实时成像技术可以对卵母细胞内的纺锤体进行再次评估。通过比较解冻前后纺锤体的形态和稳定性，研究者可以判断冷冻过程对纺锤体的损伤程度，并筛选出纺锤体形态完好的卵母细胞进行后续操作，提高受精率和胚胎发育质量。纺锤体微管的动态变化是细胞分裂周期的重要标志。深圳哺乳动物纺锤体观测仪

纺锤体在细胞分裂中的精确调控是生物体维持遗传稳定性的关键。武汉辅助生殖纺锤体Oosight Meta

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. 武汉辅助生殖纺锤体Oosight Meta