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,他們發現**紡錘體蛋白(紡錘體中間區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系環節,這個聯系環節確保“胞質分裂”過程的***結果。本文作者還發現,**紡錘體蛋白的MgcRac***亞單元中的一個區域為一個“系繩”,它連接到胞質膜中的磷酸肌醇脂質上。[4]紡錘體的異常會導致細胞分裂錯誤,進而引發染色體不穩定性和遺傳性疾病。美國紡錘體實時成像紡錘體
秋水仙素為什么會使有絲分裂的細胞停滯于中期如果用秋水仙素處理有絲分裂的細胞,紡錘體會迅速消失,細胞停滯在有絲分裂中期,染色體無法分離成兩組。用秋水仙堿進行誘導,從而將細胞阻斷在細胞分裂中期,也是誘導細胞周期同步化的重要方法之一。真核細胞周期可分為4個時期,分別是G1期、S期、G2期和M期。在細胞周期調控中主要有3個控制點,***個控制點在G1期,決定細胞能否進入S期;第二個控制點在G2期,決定細胞能否進入有絲分裂期;第三個控制點在M期,決定細胞是否已經準備好將復制好的染色體拉向兩極。CDK(周期蛋白依賴性蛋白激酶)對細胞周期運行起著**性調控作用,CDK與不同時期的周期蛋白結合會在特定周期起調節作用。cyclinA、cyclinB是在M期起調節功能的兩種主要周期蛋白。細胞周期運轉到分裂中期后,在后期促進復合物(APC)的作用下,M期cyclinA和cyclinB通過泛素化途徑迅速降解,Cdkl活性喪失,細胞周期便從M期中期向后期轉化。APC活性變化是細胞周期由分裂中期向后期轉換的關鍵因素,其活性受到多種因素的綜合調節,紡錘體組裝檢查點是其重要的調控因素。紡錘體組裝不完全,或所有動粒不能被動粒微管全部捕捉,則APC不能被***。上海克隆紡錘體胚胎植入研究紡錘體有助于理解細胞分裂的分子機制。
紡錘體成像技術在細胞生物學領域具有很廣的應用價值。以下是幾個主要的應用方向:揭示紡錘體的精細結構和動態變化:紡錘體成像技術能夠清晰地捕捉到紡錘體的精細結構和動態變化,如微管的排列、染色體的分離和紡錘體的形態變化等。這些觀測結果不僅有助于揭示紡錘體的形成和功能機制,還為理解細胞分裂的復雜過程提供了新的視角。研究紡錘體相關疾病:紡錘體的異常與多種疾病的發生和發展密切相關,如遺傳性疾病等。紡錘體成像技術能夠實現對紡錘體結構和功能的精確觀測,為揭示這些疾病的發病機制提供有力的支持。此外,該技術還可以用于評估藥物對紡錘體的影響,為藥物篩選提供新的思路和方法。輔助生殖技術:在臨床診療中,紡錘體成像技術也被廣泛應用于輔助生殖技術中。例如,在卵胞質內單精子注射(ICSI)過程中,紡錘體成像技術能夠精確觀測卵母細胞中紡錘體的位置,從而避免在精子時損傷紡錘體,提高受精率和臨床妊娠率。
紡錘體觀測儀在補救ICSI中的應用我們知道,成熟的卵母細胞排出***極體。IVF加入精子后,精子會穿透層層障礙**終進入卵子,隨著時間的推移,卵子的紡錘體會將染色單體拉向兩極,進而排出第二極體,再往后大約加精后9-16小時,雌雄原核會出現,而原核的出現才是受精的標志。但是對于那些沒有受精的卵子,到了原核出現的時間窗,發現沒有受精時再去補救ICSI,往往錯過了卵子的比較好受精時間,因為沒有受精的卵子會在體外老化,即使受精,胚胎的發育潛能也很低。所以,我們在加精后的4-6小時,通過觀察第二極體的排出來初步判斷是否受精,**的增加了那些受精障礙患者的受精率,也避免了卵子的老化。當然,偶爾也會出現錯誤補救。文獻報道對IVF受精后的未排出第二極體的卵母細胞進行ICSI補救,實驗組用紡錘體觀測儀觀察并統計紡錘體的數目,82.7%含有一個紡錘體,17.3%含有兩個紡錘體,并對含有一個紡錘體的卵母細胞進行補救ICSI;而對照組并未用紡錘體觀測儀觀察紡錘體,只對未排出第二極體的卵母細胞進行補救ICSI。結果發現,使用紡錘體觀測儀觀察紡錘體的數目能顯著提高正常受精率,降低多原核受精比率。紡錘體的形成與消失是細胞周期中高度動態的過程。
秋水仙素會使動物細胞染色體加倍嗎微管蛋白按照來源可分為植物微管蛋白和動物腦蛋白。因植物微管蛋白難以制備,秋水仙堿與動物腦微管蛋白結合反應研究得要更多一些。秋水仙堿是從植物秋水仙中提純出的一種生物堿,又名秋水仙素,構成微管的α、β微管蛋白異源二聚體是秋水仙素分子的結合靶點。當秋水仙堿與正在進行有絲分裂的細胞接觸時,秋水仙堿結合到微管蛋白的特定位點,導致α微管蛋白與β微管蛋白二聚體結構變形,從而阻斷微管蛋白組裝成微管,但并不影響微管蛋白的解聚,所以紡錘體會迅速消失。秋水仙堿的濃度和作用時間對動、植物細胞染色體加倍的影響是關鍵。有研究結果表明,在花粉母細胞減數分裂細線期與粗線期進行美洲黑楊2n花粉的誘導效果比較好,總體上在減數分裂粗線期進行誘導得到的2n花粉**多,并且誘導的比較好濃度為0.5%。劉愛生等在利用人類外周血淋巴細胞進行染色體G顯帶制作中,在阻斷培養的4h內任意時間加入相應劑量的秋水仙素,能獲得用于G顯帶的形態完好、大小適中、分散均勻、輪廓清楚的中期染色體標本相。陳長超等利用秋水仙堿處理MⅠ期卵母細胞,結果發現Ml期紡錘體發生解聚,染色體周圍紡錘體微管全部消失或部分殘留,染色體排列異常。紡錘體的微管在細胞分裂過程中具有自我修復和再生的能力。深圳MII期紡錘體液晶偏光補償器
紡錘體的微管從中心體向外輻射,形成紡錘狀結構。美國紡錘體實時成像紡錘體
紡錘體觀測儀使ICSI更加安全可靠在進行單精子卵胞漿內注射(ICSI)授精時,**初人們觀察人體內成熟的卵母細胞時,通常認為,卵母細胞紡錘**于***極體附近,故傳統的ICSI操作是轉動卵母細胞使其***極**于6點或12點處,然后在3點處注入精子。但是,在大量使用紡錘體觀測儀后發現,***極體并不能很好地預測紡錘體的位置。一項研究提示,在ICSI后,用紡錘體觀測儀觀察紡錘體與***極體的夾角,結果發現小于30°這組卵母細胞的正常受精率更高。極體在卵周隙中的移動,或者紡錘體在胞質中的易位都使兩者的位置關系發生改變,普通光學顯微鏡下ICSI穿刺部位的選擇,可能會損傷紡錘體和(或)造成染色體的異常。通過紡錘體觀測儀,可以精確地對卵母細胞中紡錘體的位置進行定位,從而避免在ICSI過程中損傷紡錘體,使ICSI更加安全可靠。有文獻報道,在進行ICSI時,觀察到“雙折射紡錘體”的成熟卵母細胞的受精率和質量胚胎率***高于未觀察到雙折射紡錘體組。也有學者發現,有些卵母細胞在普通光學顯微鏡下看到是正常的,但在紡錘體觀測儀這個“照妖鏡”下,就能顯出原形,表現為有***極體、但缺乏雙折射的紡錘體,這類卵母細胞ICSI后的受精率和妊娠率極低。美國紡錘體實時成像紡錘體