人体内的细胞总是处于不断更新的过程中，这个过程也伴有原有细胞的死亡，其中一部分细胞通过自然衰老途径死亡，还有一些细胞是通过非衰老途径死亡。细胞死亡方式多种多样，如细胞凋亡、细胞自噬、细胞焦亡、铜死亡、铁死亡等。
今天以细胞凋亡开始，为大家做一个细胞死亡方式的盘点，帮助大家更加全面地理解细胞死亡方式。
细胞凋亡
细胞凋亡（Apoptosis）又称程序性细胞死亡或细胞自杀，是细胞在基因控制下主动死亡的过程。细胞凋亡不会释放细胞内容物到周围环境中，因此与细胞坏死有明显的区别。
细胞凋亡普遍存在于生物界，既在正常生理状态下发生，也在病理状态下发生。它在胚胎发育及形态发生、组织内正常细胞群的稳定、机体的防御及免疫反应中起着重要的作用，因此也是近年来生物医学研究的热点。
图1.细胞凋亡过程
细胞凋亡的特征
在细胞凋亡过程中，会产生许多种标志性的生理现象。随着凋亡程度的进一步加深，产生的生理现象也各有不同。
早凋时期：
细胞膜结构发生改变，细胞膜磷脂酰丝氨酸（PS）外翻、Bcl-2等凋亡相关蛋白激活、胞内Caspase酶激活、线粒体膜电势崩溃等。
凋亡中期：
亚G1期细胞群增加。
晚凋时期：
细胞核皱缩、DNA片段化、细胞膜出芽，形成凋亡小体。
图2.细胞凋亡发生过程特征示意图
细胞凋亡的常见检测方式
以细胞凋亡过程中产生的不同生理变化为依据，可采用不同的检测方法来进行细胞凋亡的检测。
01
显微镜观察
显微镜下可观察到细胞凋亡的形态学变化，可通过HE染色、吖啶橙染色、台盼蓝染色通过光学显微镜或者荧光显微镜进行观察，通过颜色或者胞核胞质状态检测细胞凋亡。
图3.电子显微镜观察Jurkat细胞凋亡过程中核染色质的形态学改变
02
AnnexinV检测细胞膜PS外翻
细胞发生早期凋亡时，细胞膜上的PS外翻。AnnexinV是一种蛋白，可与PS进行结合。当细胞发生凋亡时，可利用连接荧光染料的AnnexinV与外翻的PS结合，通过检测荧光基团的信号判定凋亡发生情况。
03
检测凋亡过程中激活的蛋白
在细胞膜失去对称性后，细胞内的某些凋亡相关蛋白被激活，如Bcl-2、BAX、FASL/TNFSF6、TNF-α等，可通过ELISA等方法测定细胞内被激活的蛋白，以判断细胞是否处于凋亡状态。
04
Caspase酶活性检测
细胞凋亡早期，存在于细胞质内的Caspase被激活，从而引发一系列凋亡相关级联反应，可通过检测Caspase的活力来判定细胞凋亡情况。
05
JC-1检测线粒体膜电位变化
正常细胞线粒体膜电位较高，JC-1可聚集发出红色荧光；当细胞发生凋亡时，线粒体膜电位降低，JC-1无法聚集，便以绿色单体存在。可通过检测线粒体膜电位变化来判断凋亡发生情况。
06
TUNEL检测DNA断裂情况
细胞凋亡晚期，DNA片段化，断裂的DNA暴露出的3’-OH可以被末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）催化，与荧光素标记的dUTP结合。可通过TUNEL试剂盒检测DNA是否发生片段化，判定细胞凋亡。
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