神經退行性疾病是一類以神經元和神經膠質細胞功能障礙和死亡為主要特征的疾病，包括阿爾茨海默病（Alzheimersdisease,AD）、帕金森病（Parkinsonsdisease,PD）、亨廷頓病（Huntingtonsdisease,HD）等。近年來，研究表明紡錘體功能障礙在神經退行性疾病的發生和發展中起著重要作用。阿爾茨海默病是最常見的神經退行性疾病之一，其主要病理特征是淀粉樣蛋白（Aβ）沉積和tau蛋白過度磷酸化形成的神經纖維纏結。研究表明，紡錘體功能障礙在阿爾茨海默病的發生和發展中起著重要作用。顯微鏡下的紡錘體，如同精密的分子機器，引導染色體分離。美國偏光成像紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構

在有絲分裂過程中，紡錘體的形成和功能是高度協調的。從前期到中期，紡錘體逐漸成熟，染色體被精確排列在細胞的中間區域。到了后期和末期，紡錘體開始分解，將染色體拉向細胞的兩極，并完成胞質分裂。這一過程中，紡錘體的微管通過縮短和伸長來協調染色體的移動和定位，確保遺傳信息的準確傳遞。雖然無絲分裂過程中不形成明顯的紡錘體結構，但紡錘體的相關成分（如微管和動力蛋白）仍在細胞分裂中發揮作用。例如，在質體分裂中，紡錘體成分同樣起到了精確定位和運動染色體的作用。在減數分裂過程中，紡錘體的形成和功能更加復雜。以人卵母細胞為例，其紡錘體在減數分裂過程中會經歷一段較長時間的“多極紡錘體”階段，而后才形成雙極狀紡錘體。這一過程需要多種關鍵蛋白（如HAUS6、KIF11和KIF18A）的參與和調控。紡錘體的正確組裝和雙極化對于保證卵母細胞的正常發育和受精至關重要。紡錘體實時成像紡錘體透明帶紡錘體微管與細胞內的其他細胞器存在復雜的相互作用。

體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的動態變化，如微管的聚合和解聚、染色體的捕捉和分離等。通過高分辨率顯微鏡觀察，可以詳細記錄紡錘體的動態變化過程，揭示其背后的分子機制。體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體的功能機制，如紡錘體檢查點的調控、染色體分離的分子機制等。通過添加不同的蛋白和藥物，可以模擬不同的生理和病理條件，探究紡錘體功能的調控機制。體外構建的紡錘體模型可以用于研究紡錘體缺陷的后果，如染色體非整倍性的發生、細胞周期的紊亂等。通過引入特定的突變或藥物，可以模擬紡錘體缺陷的情況，探究其對細胞分裂和基因組穩定性的影響。體外構建的紡錘體模型可以用于篩選和驗證藥物，如抗病毒藥物等。通過測試藥物對紡錘體動態變化和功能的影響，可以評估藥物的效果和安全性，為新藥的研發提供實驗依據。

染色體當細胞從間期進入有絲分裂期，間期細胞微管網絡解聚為游離的αβ-微管蛋白二聚體，再重組成紡錘體，介導染色體的運動；分裂末期紡錘體微管解聚，又重組形成細胞質微管網絡。可分為：動粒微管：連接染色體動粒于兩極的微管。極間微管：從兩極發出，在紡錘體中部赤道區相互交錯的微管。星體微管：中心體周圍呈輻射分布的微管。染色體的運動依賴紡錘體微管的組裝和去組裝。在這一過程中動粒微管與動粒之間的滑動主要是依靠結合在動粒部位的驅動蛋白和動力蛋白沿微管的運動來完成。極微管在紡錘體中部交錯，有些分布在極微管之間特殊的雙極馬達蛋白，其中2個馬達蛋白沿一條微管運動，另2個馬達結構域沿另一條微管運動。由于2條微管分別來自二極，故極性相反。當雙極驅動蛋白四聚體沿微管向正極運動時，紡錘體二極間距離延長。反之紡錘體距離縮短。紡錘體在細胞分裂后期通過微管切割機制實現染色體分離。

對于因疾病、年齡或其他原因可能失去生育能力的女性來說，MI期紡錘體卵冷凍技術提供了一種有效的生育能力保存方式。通過冷凍保存MI期卵母細胞并在適當的時候進行解凍和受精操作，可以實現生育愿望的延續。在輔助生殖技術中，MI期紡錘體卵冷凍技術可以用于提高試管嬰兒的成功率。通過選擇質量優良的MI期卵母細胞進行冷凍保存并在需要時進行解凍和受精操作，可以篩選出更具發育潛能的胚胎進行移植。MI期紡錘體卵冷凍技術還可以與遺傳病篩查技術相結合，通過檢測卵母細胞中的遺傳物質來篩選出健康的胚胎進行移植。這有助于降低遺傳病在后代中的發病率，提高出生人口的質量。紡錘體的研究對于理解遺傳信息的傳遞和維持具有重要意義。美國雙折射性紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構

紡錘體在細胞分裂過程中展現出驚人的自我組裝能力。美國偏光成像紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構

冷凍電鏡技術（Cryo-EM）近年來在結構生物學領域取得了重大突破，也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進行觀察和成像，冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結構，包括紡錘體微管等精細結構。這一技術不僅克服了傳統電鏡技術對樣品制備的嚴格要求，還能夠在接近生理狀態下觀察紡錘體的形態和功能，為無損觀察紡錘體提供了強有力的技術支持。無損觀察紡錘體技術能夠實時監測冷凍過程中紡錘體的形態變化，從而準確評估冷凍保存的效果。通過對比冷凍前后紡錘體的形態和穩定性，研究者可以優化冷凍保護劑的配方和濃度，以及改進冷凍程序，減少冷凍損傷，提高解凍后卵母細胞的存活率和發育潛能。美國偏光成像紡錘體揭示卵母細胞關鍵結構