纺锤体在辅助生殖中的重要性

纺锤体是细胞中非常重要的细胞器。因为它看起来像纺锤，人们给它起了这个好名字。纺锤体对提高胚胎质量有什么重要作用？

纺锤在辅助生殖中的重要性

纺锤体是什么？它有多重要？

纺锤体主要由微管蛋白组成，微管蛋白是一种含有微管蛋白的蛋白质α和β亚单位的异二聚体。纺锤体不是一成不变的，往往处于组装和去组装的动态变化过程中。一般来说在细胞分裂的中后期，纺锤体结构比较典型。

纺锤体主要有两个功能：

一是染色体的排列和分配；

第二，决定细胞质分裂的分裂面。纺锤体的完整性决定了染色体分裂过程在时间和空间上的准确性。

纺锤体就像一只聪明的大力士的手。在细胞分裂过程中，它可以准确地将等位染色体平均拉到细胞的两极，以确保分裂后两个子细胞中的染色体数量相等。然而如果大力士多了一只或几只手，染色体的分布就会紊乱，导致非全倍体。纺锤体损伤的增加在老年妇女中更为常见，或接触某些化学物质的母细胞。

在细胞分裂过程中，纺锤体对母细胞染色体的平衡、运动、分布和极体排出至关重要。母细胞成熟过程中的两次减数分裂形成两次纺锤体，母细胞受精和雌雄原核融合后形成有丝分裂纺锤体。

如何观察纺锤？

在普通光学显微镜下，人类母细胞半透明，无法观察和分析纺锤体的结构。传统的方法是用特殊的DNA荧光染料染色母细胞，在紫外线下显示纺锤体。这种免疫荧光方法对母细胞有损伤，不能用于临床实践。

为了更好地观察纺锤体，美国海洋生物学实验室的R．Oldenbourg利用纺锤体的双折射特性开发了偏振光显微镜。如今偏振光显微镜已经发展成为一种无创的观察和分析纺锤体动态结构的显微观测系统，我们也称之为纺锤体观测仪。它不仅可以定性分析双折射性纺锤体信号的存在，还可以定量分析信号的强度。

纺锤体观测仪使ICSI更加安全可靠

注射到单精子细胞浆中（ICSI）在授精过程中，当人们第一次观察人体成熟的母细胞时，通常认为母细胞纺锤体位于第一极体附近，因此传统的ICSI操作是旋转母细胞，使第一极体位于6点或12点，然后在3点注射精子。然而在大量使用纺锤体观测器后，发现第一极体并不能很好地预测纺锤体的位置。

一项研究表明，ICSI后，用纺锤体观察仪观察纺锤体与第一极体的夹角，发现小于30°母细胞的正常受精率较高。极体在周隙中的运动，或者纺锤体在细胞质中的位移，都会改变两者之间的位置关系。普通光学显微镜下ICSI穿刺部位的选择可能会损伤纺锤体和(或)，导致染色体异常。通过纺锤体观测仪，可以准确定位母细胞中纺锤体的位置，避免在ICSI过程中损伤纺锤体，使ICSI更加安全可靠。

据文献报道，在ICSI中，“双折射纺锤体”成熟母细胞的受精率和优质胚胎率明显高于未观察到的双折射纺锤体组。一些学者还发现，一些母细胞在普通光学显微镜下看到是正常的，但在纺锤体观测仪的“恶魔镜”下，它们可以显示出原来的形状，表现为第一极体，但缺乏双折射的纺锤体。这些母细胞在ICSI后的受精率和怀孕率非常低。

纺锤体观测仪在补救ICSI中的应用

众所周知，成熟的母细胞排出第一极体。IVF加入精子后，精子会穿透层层障碍，最终进入子。随着时间的推移，子的纺锤体会将染色单体拉到两极，然后排出第二极体。再加精9-16小时左右，雌雄原核就会出现，而原核的出现就是受精的标志。然而对于那些没有受精的子来说，当他们到达原核出现的时间窗口时，当他们发现自己没有受精时，他们会补救ICSI。他们经常错过子的最佳受精时间，因为没有受精的子会在体外老化。即使受精，胚胎的发育潜力也很低。因此在加精4-6小时后，通过观察第二极体的排出，初步判断是否受精，大大提高了受精障碍患者的受精率，避免了子的老化。

当然偶尔也会出现错误的补救。文献报道补救IVF受精后未排出第二极体的母细胞。实验组用纺锤体观测仪观察统计纺锤体数量。82.7%含有纺锤体，17.3%含有两个纺锤体，含有纺锤体的母细胞补救ICSI；对照组没有用纺锤体观测仪观察纺锤体，只对未排出第二极体的母细胞进行补救。结果表明，用纺锤体观测仪观察纺锤体数量可显著提高正常受精率，降低多原核受精率。

纺锤体的完整性和正常功能对母细胞的发育潜力起着重要作用，对纺锤体的无创观察可应用于人类辅助生殖的各个方面，有助于选择具有正常纺锤体的母细胞进行ICSI受精，从而提高受精率。希望纺锤体观测仪未来提供的关于母细胞的重要信息能在辅助生殖技术中取得更好的效果，在人类辅助生殖技术领域有更广阔的应用前景。