微管重組技術(shù)是體外構(gòu)建紡錘體模型的基礎(chǔ)。通過(guò)在體外重組微管蛋白，可以形成類(lèi)似于細(xì)胞內(nèi)紡錘體的微管結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的方法包括：從牛腦或其他來(lái)源中純化微管蛋白，確保其純度和活性。在體外條件下，通過(guò)控制溫度、離子濃度等參數(shù)，誘導(dǎo)微管蛋白組裝成微管。使用微管穩(wěn)定劑（如紫杉醇）或調(diào)節(jié)蛋白（如MAPs）穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)，模擬細(xì)胞內(nèi)的微管動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)力蛋白和調(diào)節(jié)蛋白是紡錘體功能的重要組成部分。通過(guò)在體外模型中添加這些蛋白，可以模擬紡錘體的動(dòng)力學(xué)行為。常見(jiàn)的方法包括：添加動(dòng)力蛋白（如dynein、kinesin）以模擬微管的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)行為。添加調(diào)節(jié)蛋白（如AuroraB、Mad2）以模擬紡錘體檢查點(diǎn)的功能。紡錘體的形成與細(xì)胞骨架的重構(gòu)密切相關(guān)。卵母細(xì)胞紡錘體Oosight Basic

紡錘體是卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中形成的一種微管結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)精確分離染色體。然而，紡錘體對(duì)環(huán)境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感，在冷凍保存過(guò)程中容易發(fā)生損傷，導(dǎo)致染色體分離異常，進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。因此，如何有效監(jiān)測(cè)和評(píng)估冷凍過(guò)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(shí)時(shí)成像技術(shù)的出現(xiàn)，為這一問(wèn)題的解決提供了可能。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)主要利用高分辨率顯微鏡結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù)，對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的觀察和記錄。常用的熒光標(biāo)記方法包括使用綠色熒光蛋白（GFP）標(biāo)記微管蛋白，以及利用特定抗體對(duì)紡錘體相關(guān)蛋白進(jìn)行染色。通過(guò)這些方法，研究者可以清晰地觀察到紡錘體的形態(tài)、位置、動(dòng)態(tài)變化等信息，從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍過(guò)程中紡錘體的穩(wěn)定性和完整性。美國(guó)克隆紡錘體Oosight Basic紡錘體的形成和功能受到多種信號(hào)分子的調(diào)控，如生長(zhǎng)因子等。

玻璃化冷凍技術(shù)因其快速冷凍和解凍的特點(diǎn)，在哺乳動(dòng)物紡錘體卵冷凍保存中展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)通過(guò)極快的降溫速率和高濃度的冷凍保護(hù)劑，使細(xì)胞內(nèi)溶液在冷凍過(guò)程中呈玻璃態(tài)而非結(jié)晶態(tài)，從而避免了冰晶對(duì)紡錘體的損傷。此外，研究者們還嘗試將微流控技術(shù)、激光輔助冷凍等新技術(shù)應(yīng)用于卵母細(xì)胞的冷凍保存中，以進(jìn)一步提高冷凍效果。為了準(zhǔn)確評(píng)估冷凍對(duì)紡錘體的影響，研究者們開(kāi)發(fā)了多種紡錘體穩(wěn)定性評(píng)估技術(shù)。例如，通過(guò)偏光顯微鏡觀察紡錘體的形態(tài)變化；利用免疫熒光染色技術(shù)檢測(cè)紡錘體相關(guān)蛋白的分布和表達(dá)；以及通過(guò)分子生物學(xué)方法檢測(cè)紡錘體相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平等。這些技術(shù)的應(yīng)用為深入研究冷凍過(guò)程中紡錘體的變化提供了有力支持。

如何觀察紡錘體呢？在普通光學(xué)顯微鏡下，人類(lèi)卵母細(xì)胞是半透明的，無(wú)法對(duì)紡錘體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析。傳統(tǒng)方法是用一種特異的DNA熒光染料對(duì)卵母細(xì)胞染色，在紫外光下可顯示紡錘體，這種免疫熒光方法對(duì)卵母細(xì)胞有損傷，不能應(yīng)用于臨床。為了更好的觀測(cè)紡錘體，美國(guó)海洋生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的R．Oldenbourg等利用紡錘體的雙折射特性，開(kāi)發(fā)出偏振光顯微鏡。現(xiàn)今，偏振光顯微鏡已經(jīng)發(fā)展成為一種無(wú)創(chuàng)性的觀察和分析紡錘體動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的顯微觀測(cè)系統(tǒng)，我們也叫它紡錘體觀測(cè)儀。它不僅能對(duì)雙折射性紡錘體信號(hào)的有無(wú)進(jìn)行定性分析，還能對(duì)信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行定量分析。紡錘體微管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性保證了染色體分離的準(zhǔn)確性。

阿爾茨海默病患者中，微管蛋白（如tau蛋白）的突變和異常磷酸化會(huì)影響微管的穩(wěn)定性和紡錘體的組裝，導(dǎo)致染色體分離異常和細(xì)胞周期紊亂。紡錘體功能障礙會(huì)導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，增加基因組的不穩(wěn)定性，進(jìn)而影響神經(jīng)元的正常功能和存活。正常情況下，成熟的神經(jīng)元處于G0期，不會(huì)重新進(jìn)入細(xì)胞周期。然而，阿爾茨海默病患者中，神經(jīng)元可能會(huì)重新進(jìn)入細(xì)胞周期，但由于紡錘體功能障礙，無(wú)法完成正常的細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。在神經(jīng)元中，紡錘體的正常功能對(duì)于神經(jīng)元的發(fā)育、分化和維持至關(guān)重要。紡錘體微管與細(xì)胞內(nèi)的其他細(xì)胞器存在復(fù)雜的相互作用。美國(guó)MII期紡錘體Oosight Meta

紡錘體微管的數(shù)量和分布隨細(xì)胞分裂階段而變化。卵母細(xì)胞紡錘體Oosight Basic

紡錘體成像技術(shù)的中心在于提高成像的分辨率和速度，以捕捉紡錘體的精細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。以下是幾種主要的紡錘體成像技術(shù)的技術(shù)原理：結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（SIM）：SIM通過(guò)引入已知的空間調(diào)制光場(chǎng)，使樣品發(fā)出具有特定空間頻率的熒光信號(hào)。通過(guò)采集多個(gè)不同空間頻率的熒光圖像，并利用算法進(jìn)行重建，SIM可以實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)熒光顯微鏡分辨率的成像。這種方法不僅提高了成像的分辨率，還保持了較快的成像速度和較好的細(xì)胞活性。受激輻射損耗顯微鏡（STED）：STED利用一束聚焦的激光束（稱(chēng)為STED束）來(lái)抑制樣品中特定區(qū)域的熒光信號(hào)。通過(guò)精確控制STED束的位置和強(qiáng)度，STED可以實(shí)現(xiàn)超越衍射極限的成像分辨率。這種方法特別適用于觀測(cè)紡錘體等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的精細(xì)細(xì)節(jié)。單分子定位顯微鏡（SMLM）：SMLM通過(guò)檢測(cè)樣品中單個(gè)熒光分子的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。由于熒光分子的隨機(jī)閃爍特性，SMLM可以在時(shí)間域上分離不同分子的熒光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)分子的精確定位。這種方法不僅提高了成像的分辨率，還提供了對(duì)紡錘體中單個(gè)微管和蛋白質(zhì)分子的動(dòng)態(tài)變化的觀測(cè)能力。卵母細(xì)胞紡錘體Oosight Basic