64-86-8 / 秋水仙素为什么会使有丝分裂的细胞停滞于中期？

如果用秋水仙素处理有丝分裂的细胞，纺锤体会迅速消失，细胞停滞在有丝分裂中期，染色体无法分离成两组。用秋水仙碱进行诱导，从而将细胞阻断在细胞分裂中期，也是诱导细胞周期同步化的重要方法之一。很多教师和学生在教学中都会有困惑，纺锤体的组装是在细胞分裂的前期，为什么用秋水仙素处理细胞分裂不是停滞在前期而是中期?

笔者认为，这与细胞周期运转调控密切相关。真核细胞周期可分为4个时期，分别是G1期、S期、G2期和M期。在细胞周期调控中主要有3个控制点第一个控制点在G1期，决定细胞能否进入S期:第二个控制点在G2期，决定细胞能否进入有丝分裂期;第三个控制点在M期，决定细胞是否已经准备好将复制好的染色体拉向两极。CDK(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期运行起着核心性调控作用，CDK与不同时期的周期蛋白结合会在特定周期起调节作用。例如，与M期周期蛋白结合的CDK在M期起调节作用cyclinA、cyclinB是在M期起调节功能的两种主要周期蛋白。细胞周期运转到分裂中期后，在后期促进复合物(APC)的作用下，M期cyclinA和cyclinB通过泛素化途径迅速降解，Cdk1活性丧失，细胞周期便从M期中期向后期转化。APC活性变化是细胞周期由分裂中期向后期转换的关键因素，其活性受到多种因素的综合调节，纺锤体组装检查点是其重要的调控因素。纺锤体组装不完全，或所有动粒不能被动粒微管全部捕捉，则APC不能被激活。综上，用秋水仙素处理有丝分裂的细胞，纺锤体微管因不能组装而无法捕捉到动粒，APC无法被激活，导致cyclinA和cyclinB不能降解，Cdk1仍然保持活性，靶蛋白无法去磷酸化，M期中期无法向后期转化，从而使细胞停滞在中期。但有资料表明，去除秋水仙素的影响，细胞又会恢复纺锤体的组装，从而使细胞完成细胞周期。笔者认为，细胞停滞在中期应该是从分裂时相的角度来说的，也是染色体螺旋化程度最高的时期。作为中期的标志性特征之一，正常情况下所有染色体都整列在细胞中央的赤道板上，用秋水仙素处理后，将会很难整齐排列在赤道板，在细胞中会散乱分布。

用概念图表示中期到后期的变化

来源：

中学生物教学 (2021年10月) “细胞分裂”教学中的“纺锤体”释疑