细胞凋亡：机制、作用及检测方法综述

细胞凋亡：机制、作用及检测方法综述

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程，广泛存在于生物体中。

什么是细胞凋亡？

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程，广泛存在于生物体中。检测细胞凋亡的方法多样：

• 形态学观察：借助光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜和透射电子显微镜等，依据凋亡细胞独特的形态特征，如细胞体积缩小、变形，细胞膜泡化，染色质凝聚和凋亡小体形成等来判断细胞是否发生凋亡。

• 生化方法检测：细胞凋亡过程中，不同时期会在细胞膜、细胞浆、线粒体、细胞核等不同区域出现特定的生理生化变化。常见的检测方法包括：

• Caspase 活性检测：Caspase 家族蛋白在细胞凋亡中起关键作用，其活性变化可作为细胞凋亡的标志。

• Annexin V 检测：基于磷脂酰丝氨酸（PS）在细胞凋亡早期从细胞膜内侧翻转至外侧的特征，利用 Annexin V 与 PS 特异性结合的原理，通过流式细胞术或荧光显微镜检测细胞表面 PS 的暴露情况，从而判断细胞是否进入凋亡早期阶段。

• 线粒体膜电位检测：细胞凋亡过程中，线粒体膜电位通常会降低，通过使用特定的荧光探针（如 JC-1）来检测线粒体膜电位的变化，可反映细胞凋亡的进程。

• TUNEL 检测：在细胞凋亡的晚期，DNA 会发生断裂，产生大量的核酸末端。TUNEL 法利用末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）将生物素或地高辛标记的 dUTP 添加到 DNA 断裂末端，再通过与标记的 dUTP 特异性结合的荧光素或酶标记的抗地高辛抗体进行检测，从而实现对凋亡细胞的标记和检测。

细胞凋亡的作用是什么？

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡方式，它在维持生物体内环境稳定和促进适应性方面发挥着至关重要的作用。细胞凋亡是由基因严格调控的过程，涉及一系列基因的激活、表达和调控，其目的是确保生物体在细胞生长、发育、更新、胚胎形成、个体发育、衰老以及损伤细胞清除等过程中保持精确的平衡。

与细胞坏死不同，细胞凋亡是一个主动的、高度有序的过程，不会引发炎症反应。在凋亡过程中，细胞会经历一系列特征性的形态学变化，最终裂解为多个凋亡小体，这些凋亡小体将迅速被巨噬细胞或邻近细胞识别并清除。这种精确的细胞死亡机制不仅有助于消除受损或多余的细胞，还能够确保组织和器官的正常发育和功能维持。

细胞凋亡的过程是怎么样的？

细胞凋亡是一个复杂而有序的过程，大致可以分为三个阶段，每个阶段都具有独特的细胞形态学变化和分子特征。

• 凋亡早期：细胞膜结构发生变化，磷脂酰丝氨酸从细胞膜内侧翻转至外侧，细胞膜通透性改变，同时起始 Caspase 被激活，线粒体膜电位也发生改变。

• 凋亡中期：效应 Caspase 被激活，细胞内特定蛋白被 Caspase 切割，导致细胞结构和功能的进一步破坏。

• 凋亡晚期：DNA 断裂成片段，形成凋亡小体，这些凋亡小体最终被吞噬细胞识别并吞噬，完成细胞凋亡的整个过程。