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纺锤体

      特殊细胞器

      纺锤体(Spindle Apparatus)，形似纺锤，是产生于细胞分裂前初期(Pre-Prophase)到末期(Telophase)的一种特殊细胞器。其主要元件包括微管(Microtubules)，附着微管的动力分子分子马达(Molecular motors),以及一系列复杂的超分子结构。一般来讲，在动物细胞中，中心体是纺锤体的一部分。高等植物细胞的纺锤体不含中心体。而***细胞的纺锤体含纺锤极体(Spindle Pole Body)，一般被视为中心体的同源细胞器。

       纺锤体是由大量微管纵向排列组成的中部宽阔、两级缩小的如纺锤状的结构。在细胞分裂中，纺锤体对卵母细胞染 色体的运动、平衡、分配以及极体排出都非常重要。卵母细胞纺锤体的异常会导致减数分裂异常，产生非整倍体的卵母细胞或者成熟阻滞的卵母细胞。 纺锤体微管的聚合与解聚受到多种酶的调控。北京无需染色纺锤体观测仪

多极纺锤

      在有丝分裂时纺锤体一般有二个极。但是在多精入卵的卵细胞、肿瘤细胞、培养的HeLa细胞、杂种细胞等，随着条件不同可形成有3、4个或者更多个极的纺锤体。当存在多极纺锤体时，染色体的后期分配便不规则，可形成几个小核。用低浓度的秋水仙碱等药物处理也能诱导出同样的变化。木贼等特殊的植物体或胚乳细胞，往往在分裂初期形成多极纺锤体，及至分裂中期多数可恢复为二个极。

      长期以来，科学家认为在哺乳动物胚胎的***次细胞分裂过程中，只有一个纺锤体负责将胚胎染色体分配到两个细胞中。但欧洲研究人员利用小鼠开展的**近实验观察发现，这个过程中实际上有两个纺锤体，分别负责来自父亲和母亲的染色体[2]。

      双纺锤体的形成可能部分解释了为什么哺乳动物在早期发育阶段（胚胎*初的几次细胞分裂中）会有非常高的错误率。如果纺锤体的两极没有对齐和融合，那么，受精卵的遗传物质可能会被拉向3个或4个方向，而不是2个。而这种错误会导致拥有多个细胞核的细胞产生，从而终止胚胎发育。双纺锤体理论的提出提供了一种先前未知的机制。接下来需要探讨的是双纺锤体是否在人类中也发挥相同的作用。因为，这将为研究如何改善人类不育***提供非常有价值的信息[3]。 北京核移植纺锤体卵质量评估纺锤体微管的排列和稳定性受到细胞骨架的支撑。

卵母细胞纺锤体对低温环境极为敏感，冷冻过程中可能发生的冰晶形成、溶液浓缩等物理化学变化均会对纺锤体造成损伤，导致其形态异常、稳定性下降。在冷冻和解冻过程中，纺锤体微管可能发生解聚和重聚，这一过程不仅影响纺锤体的形态，还可能破坏其内部结构和功能，进而影响卵母细胞的发育潜能。为了减轻冷冻损伤，研究者们尝试在冷冻液中添加细胞骨架保护剂，如紫杉醇等。然而，保护剂的选择、浓度及作用机制仍需进一步研究和优化。

随着科技的进步，冷冻与解冻技术也在不断创新。例如，玻璃化冷冻技术因其快速冷冻和解冻的特点，能够有效减少冷冻过程中的冰晶形成和渗透压变化对纺锤体的损伤。此外，一些研究者还尝试将微流控技术应用于卵母细胞的冷冻保存中，以实现更精确的温度控制和更均匀的冷冻保护剂分布。无损观察技术如偏光显微镜（Polscope）和冷冻电镜（Cryo-EM）等的应用为MI期纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角。这些技术能够在不破坏卵母细胞活性的情况下实时观察纺锤体的形态和变化，从而更准确地评估冷冻保存的效果。纺锤体的功能异常可能导致细胞分裂错误，引发遗传疾病。

染色体

      当细胞从间期进入有丝分裂期，间期细胞微管网络解聚为游离的αβ-微管蛋白二聚体，再重组成纺锤体，介导染色体的运动；分裂末期纺锤体微管解聚，又重组形成细胞质微管网络。

      可分为：动粒微管：连接染色体动粒于两极的微管。

      极间微管：从两极发出，在纺锤体中部赤道区相互交错的微管。

      星体微管：中心体周围呈辐射分布的微管。

      染色体的运动依赖纺锤体微管的组装和去组装。在这一过程中动粒微管与动粒之间的滑动主要是依靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成。极微管在纺锤体中部交错，有些分布在极微管之间特殊的双极马达蛋白，其中2个马达蛋白沿一条微管运动，另2个马达结构域沿另一条微管运动。由于2条微管分别来自二极，故极性相反。当双极驱动蛋白四聚体沿微管向正极运动时，纺锤体二极间距离延长。反之纺锤体距离缩短。 纺锤体微管的数量和分布随细胞分裂阶段而变化。北京纺锤体厂家

纺锤体在细胞分裂完成后迅速解体，为细胞质分裂提供空间。北京无需染色纺锤体观测仪

秋水仙素会使动物细胞染色体加倍吗微管蛋白按照来源可分为植物微管蛋白和动物脑蛋白。因植物微管蛋白难以制备，秋水仙碱与动物脑微管蛋白结合反应研究得要更多一些。秋水仙碱是从植物秋水仙中提纯出的一种生物碱，又名秋水仙素，构成微管的α、β微管蛋白异源二聚体是秋水仙素分子的结合靶点。当秋水仙碱与正在进行有丝分裂的细胞接触时，秋水仙碱结合到微管蛋白的特定位点，导致α微管蛋白与β微管蛋白二聚体结构变形，从而阻断微管蛋白组装成微管，但并不影响微管蛋白的解聚，所以纺锤体会迅速消失。

秋水仙碱的浓度和作用时间对动、植物细胞染色体加倍的影响是关键。有研究结果表明，在花粉母细胞减数分裂细线期与粗线期进行美洲黑杨2n花粉的诱导效果比较好，总体上在减数分裂粗线期进行诱导得到的2n花粉**多，并且诱导的比较好浓度为0.5%。刘爱生等在利用人类外周血淋巴细胞进行染色体G显带制作中，在阻断培养的4h内任意时间加入相应剂量的秋水仙素，能获得用于G显带的形态完好、大小适中、分散均匀、轮廓清楚的中期染色体标本相。陈长超等利用秋水仙碱处理MⅠ期卵母细胞，结果发现Ml期纺锤体发生解聚，染色体周围纺锤体微管全部消失或部分残留，染色体排列异常。 北京无需染色纺锤体观测仪

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