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(如幾分鐘內)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。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。紡錘體的形成與細胞骨架的重構密切相關。北京無損觀察紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構
卵母細胞紡錘體對低溫環境極為敏感,冷凍過程中可能發生的冰晶形成、溶液濃縮等物理化學變化均會對紡錘體造成損傷,導致其形態異常、穩定性下降。在冷凍和解凍過程中,紡錘體微管可能發生解聚和重聚,這一過程不僅影響紡錘體的形態,還可能破壞其內部結構和功能,進而影響卵母細胞的發育潛能。為了減輕冷凍損傷,研究者們嘗試在冷凍液中添加細胞骨架保護劑,如紫杉醇等。然而,保護劑的選擇、濃度及作用機制仍需進一步研究和優化。北京無損觀察紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構紡錘體微管與染色體上的動粒結合,形成穩定的連接。
光學相干斷層成像是一種基于低相干光干涉原理的成像技術,具有高分辨率、非侵入性和實時成像等特點。在紡錘體卵冷凍研究中,OCT技術可用于觀察卵母細胞內部結構的細微變化,包括紡錘體的形態和位置。雖然目前OCT技術在紡錘體成像方面的應用還較為有限,但隨著技術的不斷發展和完善,相信未來OCT將在紡錘體卵冷凍研究中發揮更加重要的作用。雖然MRI和超聲波成像在生殖醫學中主要用于軟組織的成像,如子宮、卵巢等病變檢測,但它們在紡錘體卵冷凍研究中的應用也值得探討。隨著技術的不斷進步,高分辨率MRI和超聲波成像技術可能會實現對卵母細胞內部結構的更精細觀察。
什么是紡錘體?它有多重要?
紡錘體主要由微管蛋白組成,微管蛋白是一種含有α和β亞單位的異二聚體。紡錘體不是一成不變的,常常處于組裝和去組裝的動態變化過程中,一般在細胞分裂的中、后期,紡錘體結構較為典型。紡錘體主要有兩個作用:其一,排列與分配染色體;其二,決定細胞胞質分裂的分裂面。紡錘體的完整性決定了染色體分裂過程在時間和空間上的準確性。紡錘體就像一位聰明的大力士的雙手,在細胞分裂過程中,能精細的將等位染色體平均拉向細胞的兩極,確保分裂后的2個子細胞中的染色體數目相等。但是,如果這個大力士多了一只或幾只手,染色體的分配將紊亂,導致非整倍體。紡錘體損傷的增加多見于高齡婦女,或接觸某些化學物質的卵母細胞。
在細胞分裂過程中,紡錘體對卵母細胞染色體的平衡、運動、分配、和極體的排出非常關鍵。卵母細胞成熟過程中的兩次減數分裂形成兩次紡錘體,卵母細胞受精、雌雄原核融合后又會形成有絲分裂紡錘體。 紡錘體微管的排列和穩定性受到細胞骨架的支撐。
選擇合適的冷凍保護劑是減少冷凍損傷的關鍵。然而,不同濃度的冷凍保護劑對MI期卵母細胞紡錘體的影響各異,需要通過大量實驗進行優化。此外,冷凍保護劑的滲透性和毒性也是需要考慮的因素。冷凍和解凍過程中的溫度控制、時間控制以及操作手法等都會對MI期卵母細胞的紡錘體造成影響。因此,需要不斷優化冷凍和解凍程序,以減少對紡錘體的損傷。近年來,研究者們通過不斷嘗試和優化冷凍保護劑的配方,取得了進展。例如,一些研究表明,使用高濃度的蔗糖作為冷凍保護劑可以提高MI期卵母細胞的存活率和紡錘體穩定性。此外,還有一些新型冷凍保護劑如乙二醇、丙二醇等也被應用于MI期卵母細胞的冷凍保存中。紡錘體微管的動態變化是細胞分裂周期的重要標志。上海哺乳動物紡錘體Hoechst染料
紡錘體在細胞分裂后期通過收縮力推動染色體分離。北京無損觀察紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構
紡錘體是卵母細胞在減數分裂過程中形成的一種微管結構,負責精確分離染色體。然而,紡錘體對環境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感,在冷凍保存過程中容易發生損傷,導致染色體分離異常,進而影響卵母細胞的發育潛力和受精后的胚胎質量。因此,如何有效監測和評估冷凍過程中紡錘體的變化,成為紡錘體卵冷凍研究的重要課題。紡錘體實時成像技術的出現,為這一問題的解決提供了可能。紡錘體實時成像技術主要利用高分辨率顯微鏡結合熒光標記技術,對卵母細胞內的紡錘體進行實時、動態的觀察和記錄。常用的熒光標記方法包括使用綠色熒光蛋白(GFP)標記微管蛋白,以及利用特定抗體對紡錘體相關蛋白進行染色。通過這些方法,研究者可以清晰地觀察到紡錘體的形態、位置、動態變化等信息,從而準確評估冷凍過程中紡錘體的穩定性和完整性。北京無損觀察紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構