卵母细胞非整倍体（aneuploidy）是人类染色体异常情况中最常见的类型,是指染色体的数量比二倍体多或者少一条或几条染色体。造成人类常染色体非整倍体这一异常类型的主要原因是卵母细胞在成熟过程中发生错误的减数分裂,这一异常也是导致女性不孕不育和胎儿先天畸形等相关疾病的主要内在因素。由于卵母细胞在生长发育过程中的复杂性和研究手段的限制,虽然人们已经对染色体减数分裂这一重要过程进行了大量的研究,但是其异常的确切机制还未能阐明。纺锤体是一种形状像纺锤的细胞器,它的主要成分包括微管,附着在微管上的动力分子马达和一些复杂的超分子结构,它在卵母细胞减数分裂过程中有重要作用。因此研究纺锤体的微细结构、关键分子的精细定位,探索引起其异常的原因具有非常重要的学术价值和临床意义。由于受到光学衍射极限的限制,传统的荧光成像方法不能同时对多种蛋白进行成像和共定位,本研究采用共聚焦显微成像技术,对构成纺锤体的微管蛋白（Tubulin）、动力蛋白（Dynein）以及染色体（Chromosome）三种重要分子或结构进行多色成像,探究其在发生异常时的特点;初步探索了随机光学重建显微（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy,STORM）成像系统对卵母细胞纺锤体进行高分辨成像的可行性,研究成果将为卵母细胞的非整倍体形成机制提供有效的技术手段。本论文的主要研究内容如下:1、卵母细胞体外培养体系的建立本研究建立卵母细胞体外正常和异常培养体系（原钒酸钠（Sodium Orthovanadate,SOV））浓度为5μmol/L、50μmol/L和500μmol/L),37°C、5%CO2环境中培养18小时后观察卵母细胞发育情况。结果表明:成熟率即第一极体时期（First Polar Body,FPB）的占比随SOV浓度增加而下降,正常培养体系中成熟率为70%,当SOV浓度分别为5μmol/L、50μmol/L和500μmol/L时,成熟率依次为61%、43%和19%。2、卵母细胞三维形态的扫描电子显微成像卵母细胞体外培养18小时,经固定,脱水后用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）对其进行成像得到三维形态图。结果表明SEM能得到卵母细胞的精细外观形貌,并能准确判断其是否排出第一极体,但无法观察卵母细胞内部纺锤体和染色体的形态结构。3、卵母细胞激光共聚焦显微成像卵母细胞体外培养18小时后,通过免疫荧光染色标记微管蛋白,动力蛋白以及染色体,利用共聚焦显微镜对纺锤体和染色体的正常形态,异常形态,以及微管蛋白和动力蛋白的共定位情况进行成像,利用荧光共定位分析方法对微管蛋白和动力蛋白的共定位情况进行定量分析。结果显示,正常培养体系中纺锤体呈标准的双极型,染色体规则的排列在赤道板上,动力蛋白主要分布在两极上端;异常培养体系中,纺锤体呈各种异常形态,染色体排列杂乱无章,动力蛋白分布较均匀,不再集中两极上端。表明SOV影响纺锤体的正常形成以及微管蛋白和动力蛋白的共定位情况。4、卵母细胞超分辨显微成像卵母细胞体外培养18小时后,通过免疫荧光染色标记微管蛋白,利用STORM对纺锤体进行成像。成像结果表明:纺锤体微管束直径在100 nm-200 nm之间,与普通宽场荧光成像结果对比,成像分辨率更高;能清楚的看出异常纺锤体的微管分布和走向。该结果表明,STORM超分辨成像技术在细胞内微结构研究中,能够提供更丰富的定位和分辨细节,可以为卵母细胞非整倍体研究提供强有力的技术支持。本研究表明利用SOV可以成功建立卵母细胞体外异常发育模型,SOV会抑制卵母细胞成熟,浓度越高抑制效果越明显,对纺锤体上微管蛋白和动力蛋白的定位影响越大。利用免疫荧光标记方法,通过激光共聚焦显微成像可以实现纺锤体中微管蛋白、动力蛋白和染色体的空间定位分析,为揭示卵母细胞非整倍体形成的机制提供有力的研究手段;STORM超分辨成像可以观察到微管蛋白更微细结构,通过优化标记方法、拓展成像功能,未来有望为卵母细胞减数分裂异常的研究提供更好的帮助。