基因編輯技術是一種可以精確修改基因序列的方法,如CRISPR/Cas9、TALENs和ZFNs等。這些技術已經被廣泛應用于基因領域,并取得了明顯的成果。在修復紡錘體異常方面,基因編輯技術可以通過精確修改導致紡錘體異常的致病基因,從而恢復紡錘體的正常功能。例如,針對某些遺傳性疾病中紡錘體相關基因的突變,基因編輯技術可以直接修復這些突變,從而來改善患者的病情?;蜣D移是將正?;驅氲交颊呒毎校蕴娲蜓a充致病基因的方法。 研究紡錘體有助于理解細胞分裂的分子機制。北京卵母細胞紡錘體
紡錘體缺陷可以分為多種類型,包括但不限于:微管動力學異常:微管的聚合和解聚速率異常,導致紡錘體結構不穩(wěn)定。動粒功能障礙:動粒與微管的結合能力下降,影響染色體的正確捕捉和分離。紡錘體檢查點失效:紡錘體檢查點(spindleassemblycheckpoint,SAC)是確保染色體正確分離的重要機制,其失效會導致染色體分離錯誤。染色體分離異常:染色體在分裂過程中未能正確分離,導致非整倍體的形成。微管的動態(tài)變化是紡錘體功能的關鍵,任何影響微管聚合和解聚的因素都會導致紡錘體結構的不穩(wěn)定。例如,某些藥物(如紫杉醇)可以穩(wěn)定微管,但過量使用會導致微管過度穩(wěn)定,影響紡錘體的正常功能。 上海雙折射性紡錘體Hoechst染料紡錘體形成和功能的調控涉及多個信號通路。
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,旨在提高女性生育能力的保存與利用。然而,傳統(tǒng)的紡錘體觀察方法往往需要對卵母細胞進行固定和染色處理,這不僅破壞了細胞的活性,還限制了對其發(fā)育潛能的深入評估。偏光成像技術,特別是Polscope偏振光顯微成像系統(tǒng),通過利用紡錘體微管結構的雙折射性,實現(xiàn)了對紡錘體的無損觀察。這種技術無需對卵母細胞進行固定和染色,能夠在保持細胞活性的同時,實時、動態(tài)地觀察紡錘體的形態(tài)和變化。這不僅提高了觀察的準確性和可靠性,還避免了傳統(tǒng)染色方法可能帶來的細胞損傷和誤差。
Oosight影像分析系統(tǒng)采用液晶偏光成像技術,無需對卵母細胞進行染色,即可實時、清晰、高對比度地進行紡錘體結構和透明帶成像,對ICSI、核移植操作、卵母細胞質量評價等有很好的輔助作用。
主要應用ICSI:在單精胞漿注射過程中定位初級卵母細胞,避免卵的破裂損傷,增強胚胎的發(fā)育潛能。卵評估:利用定量的分析數據對卵進行分級,改善對胚胎的選擇。體外成熟評估:在未成熟卵催化(IVM)過程判斷成熟期,判斷依據采用的是準確的識別紡錘體,而非不準確的極體。質量控制:利用定量的分析數據對卵進行分級,改善對胚胎的選擇。
核移植:顯著提高核移植的成功率。由于在核摘除的過程可以清楚的看到核質,使得核移植的成功率增加了80%,并減少了線粒體DNA的摘除。卵冷凍研究:對冷凍的初級卵母細胞進行解凍前和解凍后的定量分析,從而判斷卵的發(fā)育力,改善妊娠率。紡錘體研究:檢測胚胎中紡錘體的發(fā)育過程,確定正常和非正常分裂率(只可用于搭配有培養(yǎng)箱的顯微鏡)??梢詫θ旧w非正常的或非整倍體的胚胎成像,從而選擇***的前體做PGD診斷。透明帶研究:測量卵母細胞的透明帶;準確測量紡錘體和透明帶中分子排列方向的差別變化,判斷紡錘體和透明帶是否處于正常狀態(tài) 紡錘體的中心體在細胞分裂前會復制并分離到細胞兩極。
亨廷頓病是一種由亨廷頓基因突變引起的神經退行性疾病,其主要病理特征是亨廷頓蛋白的異常聚集。研究表明,紡錘體功能障礙在亨廷頓病的發(fā)生和發(fā)展中也起著重要作用。亨廷頓病患者中,亨廷頓蛋白的異常聚集影響微管的穩(wěn)定性和紡錘體的組裝,導致染色體分離異常和細胞周期紊亂。紡錘體功能障礙會導致染色體不穩(wěn)定,增加基因組的不穩(wěn)定性,進而影響神經元的正常功能和存活。紡錘體功能障礙會導致細胞周期紊亂,增加細胞凋亡的風險,加速神經元的丟失。 紡錘體形成過程中的任何錯誤都可能影響細胞的命運。北京卵母細胞紡錘體
在有絲分裂中,紡錘體形成并維持著染色體的穩(wěn)定性。北京卵母細胞紡錘體
微管重組技術是體外構建紡錘體模型的基礎。通過在體外重組微管蛋白,可以形成類似于細胞內紡錘體的微管結構。常見的方法包括:從牛腦或其他來源中純化微管蛋白,確保其純度和活性。在體外條件下,通過控制溫度、離子濃度等參數,誘導微管蛋白組裝成微管。使用微管穩(wěn)定劑(如紫杉醇)或調節(jié)蛋白(如MAPs)穩(wěn)定微管結構,模擬細胞內的微管動態(tài)變化。動力蛋白和調節(jié)蛋白是紡錘體功能的重要組成部分。通過在體外模型中添加這些蛋白,可以模擬紡錘體的動力學行為。常見的方法包括:添加動力蛋白(如dynein、kinesin)以模擬微管的運動和動力學行為。添加調節(jié)蛋白(如AuroraB、Mad2)以模擬紡錘體檢查點的功能。 北京卵母細胞紡錘體