隨著科技的進步,冷凍與解凍技術也在不斷創新。例如,玻璃化冷凍技術因其快速冷凍和解凍的特點,能夠有效減少冷凍過程中的冰晶形成和滲透壓變化對紡錘體的損傷。此外,一些研究者還嘗試將微流控技術應用于卵母細胞的冷凍保存中,以實現更精確的溫度控制和更均勻的冷凍保護劑分布。無損觀察技術如偏光顯微鏡(Polscope)和冷凍電鏡(Cryo-EM)等的應用為MI期紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。這些技術能夠在不破壞卵母細胞活性的情況下實時觀察紡錘體的形態和變化,從而更準確地評估冷凍保存的效果。紡錘體微管的動態變化受到細胞周期蛋白的調控。北京成熟卵母細胞紡錘體Hoechst染料
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。上海MII期紡錘體加熱臺紡錘體微管網絡的動態變化揭示了細胞分裂過程中分子層面的奧秘。
紡錘體生成
在含中心體的細胞中,紡錘體的生成開始于細胞分裂前初期 - 即在細胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的結構為兩個**的以中心體為核的星狀體(asters)。當細胞核膜分解后,染色體和星狀體發生一系列復雜的互動反應。**終結果為所有的染色體在紡錘體的**(赤道板,)排列整齊,每兩條染色體有一個著絲點,每一個著絲點被一束極性相同的微管(通常稱為紡錘絲)附著。此時細胞處于分裂中期,紡錘體生成完畢。實驗證明,中心體在這個過程中的作用不是必需的。動物細胞在中心體被激光搗毀后仍舊能夠筑構紡錘體,但其位置通常不在細胞的大致幾何中心,其后的胞質分裂也會受嚴重影響。紡錘體 [1]
在不含中心體的細胞中,紡錘體的生成是由染色體本身主導的。此過程由一小分子量的GTP連接蛋白(Ran GTPase)控制。細胞核分解后,紡錘絲由染色體周圍生成。其后這些紡錘絲會在動力分子與為微管動力的合作影響下自動排列為極性相反大致數目相同的兩組。每組的極性相對于一組著絲點。同時在微管遠端的動力蛋白 dynein 會將這些微管束集中到一點,形成紡錘極區(Spindle Polar Zone)。與此同時,染色體會自動在赤道板排列整齊。紡錘體生成完畢。
紡錘體觀測新技術提升“試管嬰兒”胚胎受精率
什么是紡錘體觀測儀?
紡錘體觀測儀是利用光線經過雙折射性的物體時產生的光程差,對卵母細胞內的紡錘體進行動態及無創觀察的顯微觀測系統。
紡錘體觀測儀主要有什么用處?
紡錘體觀測儀主要用于ICSI注射時紡錘**置觀測,避免ICSI注射時對卵子的紡錘體損傷。
目前的ICSI注射方法是:假定成熟的MII卵母細胞的紡錘體靠近***極體,通過定位***極**置于6點或12點方向,在垂直于***極體的3點鐘方向注入精子。但事實上,紡錘體的位置不是固定不變的,***極體不能精細預測所有卵母細胞紡錘體的位置,約39%的紡錘體并不能通過***極體預測。傳統的ICSI注射很可能損壞紡錘體,若紡錘體損傷很可能導致卵母細胞死亡或染色體異常。因此,在ICSI注射時對紡錘體進行觀察,對于ICSI操作和受精結局都有非常重要的意義,可以顯著提高ICSI受精率,有大量文獻報道正常受精率在觀察到紡錘體的卵子中***高于未觀察到紡錘體的卵子(83.3% VS 77.2%)。
紡錘體儀還有什么作用?
紡錘體觀測儀還可以對一代受精后的卵母細胞受精情況進行評估,選擇未受精的卵母細胞進行補救ICSI***。 顯微鏡下的紡錘體,如同精密的分子機器,引導染色體分離。
隨著技術的不斷成熟和成本的降低,無損觀察紡錘體卵冷凍技術有望在更多醫療機構中得到應用和推廣。這將為更多女性提供生育能力保存的機會,同時也為生殖醫學領域的發展注入新的活力。此外,隨著國家對輔助生殖技術的重視和支持力度的加大,無損觀察紡錘體卵冷凍技術有望在政策層面得到更多支持和推廣。無損觀察紡錘體卵冷凍研究是一項具有重要意義的研究課題。通過技術創新和臨床應用推廣,我們可以更好地評估卵母細胞的質量、優化冷凍保存條件、提高解凍后卵母細胞的存活率和發育潛能,為女性生育能力的保存和利用提供更加可靠和有效的解決方案。紡錘體微管與細胞內的其他細胞器存在復雜的相互作用。北京核移植紡錘體改善分級
紡錘體微管的正極朝向細胞兩極,負極則靠近染色體。北京成熟卵母細胞紡錘體Hoechst染料
隨著科學技術的不斷進步和研究的深入,成熟卵母細胞紡錘體冷凍保存技術有望迎來更加廣闊的發展前景。一方面,研究者們將繼續優化冷凍保護劑的配方和濃度,降低其對細胞的毒性;另一方面,通過改進冷凍速率和程序,減少冷凍過程中對細胞的機械損傷。此外,隨著基因檢測和遺傳病篩查技術的發展,未來有望實現對冷凍卵母細胞的遺傳病篩查,進一步保障后代健康。同時,隨著法律倫理環境的逐步改善和公眾對卵母細胞冷凍保存技術的認知度提高,該技術有望在更多國家和地區得到普及和應用。這將為更多女性提供生育能力保存的機會,同時也為生殖醫學領域的發展注入新的活力。北京成熟卵母細胞紡錘體Hoechst染料