月黑風高夜 ，四下無人時 ，實驗大樓在月光的映照下顯得格外素淨 。

突然 ，隻聽樓裏傳來一陣哀嚎 ：「我掏心掏肺地對你們好 ，你們卻如此狠心 ，離我而去 。」尋聲望去 ，隻見一位白衣男子 ，蹲坐在地 ，抱著培養基哭泣 。

額 ，原來是細胞又養死了 。 。 。

麵對日日夜夜精心培養的細胞撒手而去 ，有如此反應也不為過 。如何讓這群金貴的小家夥「長命百歲」 ，是讓科研人深思的問題 。

正所謂 ：知其死，方能知其何以生 。那麽接下來就讓尊龍凱時追根溯源 ，聊一聊細胞凋亡的那些事 。（文末彩蛋 ，可免費申請凋亡檢測試劑盒）

細胞凋亡 ，又稱程序性細胞死亡 ，是為維持內環境穩定 ，在一定時間內 ，細胞按一定的程序發生死亡 ，這種細胞死亡具有嚴格的基因時空性和選擇性 。

與細胞壞死不同 ，它不是病理條件下的自體損傷 ，而是為更好地適應生存環境主動爭取的一種死亡過程 。凋亡缺陷會導致腫瘤等細胞死亡障礙疾病的發生 ，在某些情況下如心髒受襲也會導致凋亡過激從而殺死許多無辜細胞 。

細胞凋亡涉及一係列基因的激活 、表達以及調控等 ，其特征在於質膜不對稱性和附著的喪失 ，核質濃縮 ，核膜 、核仁碎裂 ，DNA 片段化和 mRNA 衰變等 ，早期特征之一是質膜的改變 。

細胞凋亡普遍存在於人類及多種動 、植物中 ，是多細胞生物個體正常發育 、維持成體組織結構不可缺少的部分 ，貫穿於生物全部的生命活動中 。

凋亡可被多種細胞信號激活，如鈣穩態失衡 、氧化損傷 、線粒體損傷 、毒素 、生長因素和激素刺激等 。細胞凋亡過程大致分為 ：凋亡信號轉導→凋亡基因激活→細胞凋亡的執行→凋亡細胞的清除 。經典的細胞凋亡機製可分為內源性信號通路和外源性信號通路兩種 。

內源性凋亡信號通常激活線粒體途徑 。凋亡蛋白 Bid 誘導凋亡蛋白 Bcl-2 拮抗劑 Bak 和 Bcl-2 結合蛋白 Bax 的激活 ，它們形成的聚合體插入線粒體外膜引起膜電位下降和細胞凋亡關鍵蛋白的釋放 ，如細胞色素 C 、SMAC / DIABLO 及凋亡誘導因子（AIF）等 ，激活 Caspase 級聯反應 ，從而誘發細胞凋亡 。

外源性死亡受體途徑開始於特異性死亡受體與配體結合 ，如 FasL（CD95）或 TNFR1 分別和配體 Fas 或 TNF-α 結合 ，使死亡受體的結構域寡聚化 ，後募集 Caspase-8 和銜接蛋白 FADD 形成死亡誘導信號複合體 DISC。激活的 Caspase-8 引發後續 Caspase 級聯反應促進細胞死亡 ，它還能與 Bid 相互作用激活內源性通路 。

細胞生命的終結有許多種方式，凋亡隻是其中一種 ，所以要確保自己檢測到的的確是凋亡信號 。

細胞凋亡的檢測方法也有多種 ，如形態學檢測 、磷脂酰絲氨酸外翻分析（Annexin V 法） 、線粒體膜勢能檢測 、DNA 片斷化檢測 、TUNEL 法及 Caspase-3 活性檢測等 ，可根據自己的實驗需求選擇合適的方法 。這裏尊龍凱時主要了解 Annexin V 法 。

Annexin V 是一種分子量為 35～36 KD 的豐富的胞內蛋白 。Annexin V 屬於 Ca²⁺ 結合蛋白家族 ，可與磷脂（PL）發生可逆的 Ca²⁺ 依賴性結合 ，對磷脂酰絲氨酸（PS）具有高親和力 。在健康細胞中 ，PS 主要位於質膜的胞質側 ，而在早期凋亡細胞中 ，PS 從質膜內側翻轉至外側 ，Annexin V 與暴露在細胞外環境的 PS 結合 。

核酸染料碘化丙啶（PI）及 7 氨基-放線菌素 D（7-AAD）均具有高 DNA 結合常數 ，它們不能透過正常細胞或早期凋亡細胞的完整細胞膜 ，但可以透過凋亡晚期和壞死細胞的細胞膜而使細胞核染色 。因此 ，將 Annexin V 與 PI 或 7-AAD 聯合使用 ，可以將凋亡早 、晚期的細胞以及死細胞區分開來 。

Annexin V 可以與熒光素（FITC 、PE）或 biotin 綴合 ，這種形式保留了 Annexin V 對 PS 的高親和力 ，因此可以用流式細胞術或熒光顯微鏡檢測細胞凋亡的發生 。與 PI 不同 ，7-AAD 與 PE 和 FITC 的光譜重疊最小 ，因此 ，可以在多色分析中與 PE 和 FITC 標記的抗體聯合使用 。

圖 1. Annexin V/7-AAD 凋亡檢測原理示意圖

以 7-AAD 為例（見上圖） ，在早期細胞凋亡中 ，用 Annexin V 染色可以區分早期凋亡細胞（Annexin V 陽性 ，7-AAD 陰性） 。在晚期細胞凋亡中 ，細胞膜喪失完整性 ，7-AAD 可以與 DNA 結合（Annexin V 陽性 ，7-AAD 陽性） 。

然而 ，該方法不能區分凋亡細胞和壞死細胞 ，在任一情況下 ，死細胞都會被 Annexin V 和 7-AAD 染色 。

細胞凋亡與疾病發生存在密切的關係 ，細胞凋亡不足或過度均會導致一係列疾病 。如 ，腫瘤細胞凋亡抑製基因或凋亡活化基因表達異常 ，細胞死亡不足會導致腫瘤發生 ；負選擇機製失調 ，針對自身抗原的 T 細胞未能通過細胞凋亡而被清除 ，進而攻擊自身組織 ，產生自身免疫病（如係統性紅斑狼瘡） 。

細胞凋亡過度可導致心血管疾病、神經元退行性疾病及病毒感染（如 AIDS ，某些 T 細胞過度凋亡）等疾病的發生 。

細胞凋亡不足與過度並存也可引起一係列疾病 ，如動脈粥樣硬化時 ，內皮細胞凋亡過度 ，平滑肌細胞凋亡不足等 。所以 ，加強對細胞凋亡的檢測在臨床疾病檢測與治療中具有重要意義 。