構(gòu)成紡錘體的是紡錘絲還是星射線人教版《生物·必修1·分子與細胞》第6章在講述有絲分裂時,關(guān)于動物細胞和植物細胞紡錘體形成的區(qū)別是這樣描述的:植物細胞是從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲,形成一個梭形的紡錘體。而動物細胞是在兩極的中心粒周圍發(fā)出大量的星射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。而在《生物·必修2·遺傳與進化》第2章以哺乳動物精子形成過程為例講述減數(shù)分裂過程時,又用了“紡錘絲”這一表述。同一套教材,前后表述不一致,讓教師的教學和學生的學習都產(chǎn)生了困惑?!凹忓N絲”一詞的由來是因為紡錘體微管在電子顯微鏡下呈絲狀,在浙科版教材中即為這樣表述,且不論動物細胞還是植物細胞都用“紡錘絲”。不管是紡錘絲還是星射線,都是教材編寫者為了學生更好地理解和學習“紡錘體微管”這一名詞。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)。美國哺乳動物紡錘體起偏器
冷凍電鏡技術(shù)(Cryo-EM)近年來在結(jié)構(gòu)生物學領(lǐng)域取得了重大突破,也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進行觀察和成像,冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結(jié)構(gòu),包括紡錘體微管等精細結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術(shù)對樣品制備的嚴格要求,還能夠在接近生理狀態(tài)下觀察紡錘體的形態(tài)和功能,為無損觀察紡錘體提供了強有力的技術(shù)支持。無損觀察紡錘體技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測冷凍過程中紡錘體的形態(tài)變化,從而準確評估冷凍保存的效果。通過對比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性,研究者可以優(yōu)化冷凍保護劑的配方和濃度,以及改進冷凍程序,減少冷凍損傷,提高解凍后卵母細胞的存活率和發(fā)育潛能。昆明MII期紡錘體觀測儀紡錘體,作為細胞分裂的“引擎”,驅(qū)動著生命的延續(xù)與多樣性。
神經(jīng)退行性疾病是一類以神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞功能障礙和死亡為主要特征的疾病,包括阿爾茨海默?。ˋlzheimer'sdisease,AD)、帕金森?。≒arkinson'sdisease,PD)、亨廷頓病(Huntington'sdisease,HD)等。近年來,研究表明紡錘體功能障礙在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。阿爾茨海默病是最常見的神經(jīng)退行性疾病之一,其主要病理特征是淀粉樣蛋白(Aβ)沉積和tau蛋白過度磷酸化形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)。研究表明,紡錘體功能障礙在阿爾茨海默病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。
在生殖醫(yī)學領(lǐng)域,卵母細胞的冷凍保存技術(shù)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(fù)雜且精細的紡錘體結(jié)構(gòu),其冷凍過程中的穩(wěn)定性與完整性直接關(guān)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(guān)鍵結(jié)構(gòu),由微管等高分子物質(zhì)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(guān)重要。紡錘體的形成與細胞骨架的重構(gòu)密切相關(guān)。
對卵子進行評估:胚胎學家指出:有紡錘體出現(xiàn)的卵母細胞有較高的受精率和胚胎發(fā)育率,也就是說紡錘體的存在與否,可以用來評價卵母細胞胞漿的成熟度。因此胚胎學家有三次通過紡錘體對我們的卵子進行評估的機會:(1)胚胎學家可以利用偏振光顯微鏡對卵子的紡錘體進行觀察,通過定量分析數(shù)據(jù)對卵子進行分級,挑選出正常分裂的卵子,也就是出現(xiàn)紡錘體的卵子,進而提高試管嬰兒的受精率。(2)胚胎學家還可以通過紡錘體來確定體外培養(yǎng)成熟卵子(IVM)的成熟期,進而為體外成熟卵子進行評估,***提高試管嬰兒的受精率和胚胎發(fā)育率。(3)由于紡錘體對環(huán)境溫度的改變非常敏感。溫度降至25℃時,只需要10分鐘的時間,就會紡錘體造成不可逆的損傷。所以冷凍復(fù)蘇過程中溫度改變很有可能對卵母細胞紡錘體和染色體造成損傷。因此胚胎學家可以應(yīng)用紡錘體成像幫助選擇復(fù)蘇后具有正常紡錘體的卵母細胞,進而可以提高受精率、卵裂率和臨床妊娠率。綜上所述,通過***細胞的紡錘體成像技術(shù)可以避免輔助生殖技術(shù)對卵母細胞紡錘體的損傷,有助于選擇具有正常紡錘體的卵母細胞,有利于提高受精率、卵裂率和臨床妊娠率,利用更科學的方式,將讓求子路的終點不再那么遙遠。紡錘體微管的正極朝向細胞兩極,負極則靠近染色體。上海無損觀察紡錘體卵冷凍研究
紡錘體的異常可能導(dǎo)致染色體無法正確分離,形成多倍體或單倍體細胞。美國哺乳動物紡錘體起偏器
紡錘體成像技術(shù)在細胞生物學領(lǐng)域具有很廣的應(yīng)用價值。以下是幾個主要的應(yīng)用方向:揭示紡錘體的精細結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化:紡錘體成像技術(shù)能夠清晰地捕捉到紡錘體的精細結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化,如微管的排列、染色體的分離和紡錘體的形態(tài)變化等。這些觀測結(jié)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(fù)雜過程提供了新的視角。研究紡錘體相關(guān)疾病:紡錘體的異常與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān),如遺傳性疾病等。紡錘體成像技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對紡錘體結(jié)構(gòu)和功能的精確觀測,為揭示這些疾病的發(fā)病機制提供有力的支持。此外,該技術(shù)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(shù):在臨床診療中,紡錘體成像技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于輔助生殖技術(shù)中。例如,在卵胞質(zhì)內(nèi)單精子注射(ICSI)過程中,紡錘體成像技術(shù)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。 美國哺乳動物紡錘體起偏器