細胞凋亡(apoptosis)是正常機體細胞在受到生理和病理性刺激后出現的一種自發的死亡過程,它在多細胞生物的組織分化、器官發育、機體穩態的維持中有著重要的意義。機體在產生新生細胞的同時,衰老和突變的細胞被通過凋亡機制而清除,使器官和組織得以正常地發育和代謝。細胞凋亡也參與一些病理過程,如腫瘤、自身免疫性疾病、病毒感染和神經退化性疾病等。由于細胞凋亡的重要意義,所以它在生物進化過程中不但得到了保留,而且從簡單的多細胞生物線蟲,到高度進化的人類,細胞凋亡機制還隨著生物的進化得到了發展和完善。
凋亡細胞具有與壞死細胞不同的形態變化,最顯著的特點是細胞核染色質濃縮、染色體DNA斷裂、細胞膜形成泡狀突起。凋亡細胞的染色體DNA被蛋白酶在核小體處切斷,形成約180bp或其整數倍長度的DN**斷,在電泳時形成特征性的梯形電泳條帶。在胞漿中還出現由降解的胞漿和胞核成分包裹于膜性成分中形成的凋亡小體(apoptotic bodies)。凋亡細胞胞膜成分與結構的改變可以被吞噬細胞表面的粘附分子及磷酯酰絲氨酸受體所識別,從而被吞噬而降解,所以凋亡的細胞不引起局部炎癥反應,也不引起周圍組織的損傷。
細胞凋亡是一個主動的、信號依賴的過程,可以由許多因素所誘導,如放射線照射、毒素、藥物、缺血缺氧、病毒感染等。研究發現,這些因素大多可以通過激活死亡受體而觸發細胞凋亡機制。死亡受體是近年發現的一組細胞表面標記,屬于腫瘤壞死因子受體超家族,它們與相應的配體結合后,可以通過一系列的信號轉導過程,將凋亡信號向細胞內部傳遞。這個過程涉及到多個家族的蛋白質,包括TNF/TNFR超家族、TRAF超家族、死亡結構域蛋白質等,最終引起細胞凋亡的執行者caspase蛋白酶家族的活化,這些蛋白酶剪切相應的底物,使細胞發生凋亡。

