近年来，随着成像技术的飞速发展，特别是纺锤体成像技术的不断进步，科学家们得以在高分辨率下观测细胞分裂过程，从而揭示了纺锤体的许多未知特征和机制。纺锤体成像技术的发展可以追溯到上世纪末，当时科学家们开始利用荧光显微镜技术观测细胞分裂过程。然而，由于传统荧光显微镜的分辨率限制，纺锤体的精细结构和动态变化往往难以被清晰捕捉。为了克服这一难题，科学家们开始探索更高分辨率的成像技术，如电子显微镜、超分辨率显微镜等。然而，这些技术在实际应用中面临着诸多挑战，如样品制备复杂、成像速度慢、对细胞活性影响大等。近年来，随着成像技术的不断创新和进步，纺锤体成像技术取得了突破性进展。特别是超分辨率显微镜技术的出现，如结构光照明显微镜（SIM）、受激辐射损耗显微镜（STED）和单分子定位显微镜（SMLM）等，使得科学家们能够在纳米尺度上观测纺锤体的精细结构和动态变化。 纺锤体的形成和功能受到多种信号分子的调控，如生长因子等。上海成熟卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构
纺锤体成像技术的中心在于提高成像的分辨率和速度，以捕捉纺锤体的精细结构和动态变化。以下是几种主要的纺锤体成像技术的技术原理：结构光照明显微镜（SIM）：SIM通过引入已知的空间调制光场，使样品发出具有特定空间频率的荧光信号。通过采集多个不同空间频率的荧光图像，并利用算法进行重建，SIM可以实现超越传统荧光显微镜分辨率的成像。这种方法不仅提高了成像的分辨率，还保持了较快的成像速度和较好的细胞活性。受激辐射损耗显微镜（STED）：STED利用一束聚焦的激光束（称为STED束）来抑制样品中特定区域的荧光信号。通过精确控制STED束的位置和强度，STED可以实现超越衍射极限的成像分辨率。这种方法特别适用于观测纺锤体等复杂结构中的精细细节。单分子定位显微镜（SMLM）：SMLM通过检测样品中单个荧光分子的位置来实现高分辨率成像。由于荧光分子的随机闪烁特性，SMLM可以在时间域上分离不同分子的荧光信号，从而实现对单个分子的精确定位。这种方法不仅提高了成像的分辨率，还提供了对纺锤体中单个微管和蛋白质分子的动态变化的观测能力。 北京成熟卵母细胞纺锤体观测仪纺锤体的形成需要多种蛋白质的参与，包括微管相关蛋白和中心体蛋白等。
微管重组技术是体外构建纺锤体模型的基础。通过在体外重组微管蛋白，可以形成类似于细胞内纺锤体的微管结构。常见的方法包括：从牛脑或其他来源中纯化微管蛋白，确保其纯度和活性。在体外条件下，通过控制温度、离子浓度等参数，诱导微管蛋白组装成微管。使用微管稳定剂（如紫杉醇）或调节蛋白（如MAPs）稳定微管结构，模拟细胞内的微管动态变化。动力蛋白和调节蛋白是纺锤体功能的重要组成部分。通过在体外模型中添加这些蛋白，可以模拟纺锤体的动力学行为。常见的方法包括：添加动力蛋白（如dynein、kinesin）以模拟微管的运动和动力学行为。添加调节蛋白（如AuroraB、Mad2）以模拟纺锤体检查点的功能。
卵母细胞冷冻保存主要采用两种方法：慢速冷冻法和玻璃化冷冻法。相较于传统的慢速冷冻法，玻璃化冷冻法因其更高的解冻存活率和妊娠成功率而逐渐成为主流技术。玻璃化冷冻法的基本原理是将含有生物样本的溶液在极短的时间内（如几分钟内）冷却至液氮温度，使溶液在凝固点以下形成无冰晶的半固体或固体状态。这种方法避免了冰晶形成对细胞结构的破坏，从而减少了冷冻损伤。在卵母细胞冷冻保存中，玻璃化冷冻法通过优化冷冻保护剂的浓度和冷冻速率，使卵母细胞在冷冻过程中保持其结构的完整性。纺锤体的微管具有极性，一端为正端，另一端为负端。
纺锤体观测仪的工作原理和应用纺锤体观测仪利用光线经过双折射性的物体时产生的光程差，对卵母细胞内的纺锤体进行动态及无创观察。通过偏振光显微镜，可以观察到纺锤体与细胞其他部分的对比，从而定位纺锤体的位置。这种技术可以在不伤害卵子的前提下，即时反应细胞状态，避免在ICSI注射时损坏纺锤体13。纺锤体观测仪在试管婴儿中的应用效果提高受精率：使用纺锤体观测仪可以显著提高受精率。在观察到纺锤体的卵子中，正常受精率***高于未观察到纺锤体的卵子（83.3% VS 77.2%）1。降低多原核受精比率：使用纺锤体观测仪可以***降低多原核受精比率，从而提高胚胎的质量4。避免纺锤体损伤：在ICSI注射过程中，通过定位纺锤体的位置，可以避免对纺锤体的损伤，减少染色体异常的风险13。纺锤体在细胞分裂中扮演关键角色，确保遗传物质均等分配。北京无损观察纺锤体Hoechst染料
纺锤体微管的动态变化是细胞分裂周期的重要标志。上海成熟卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构
帕金森病是一种以多巴胺能神经元丢失为主要特征的神经退行性疾病，其主要病理特征是α-突触蛋白的异常聚集。研究表明，纺锤体功能障碍在帕金森病的发生和发展中也起着重要作用。帕金森病患者中，微管蛋白的突变和异常磷酸化会影响微管的稳定性和纺锤体的组装，导致染色体分离异常和细胞周期紊乱。纺锤体功能障碍会影响线粒体的正常运输和分布，导致线粒体功能障碍，进一步加剧神经元的损伤和死亡。纺锤体功能障碍会导致细胞周期紊乱，增加细胞凋亡的风险，加速神经元的丢失。 上海成熟卵母细胞纺锤体揭示卵母细胞关键结构
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