为了保护你，细胞选择了「自杀」？

来源：生物学霸

看过《工作细胞》的人都知道，每个人的身体内有 37 兆 2 千亿个细胞，每时每刻都在元气满满地为你努力工作。究竟发生了什么，会让这群小可爱们主动选择牺牲自己，这到底是人性的扭曲，还是道德的沦丧？

额咳～其实这叫做细胞凋亡（概念不讲了，高中课本都讲过的哇），就跟秋天到了，树都秃了一样一样的，是一种正常的生理现象。

当细胞活得差不多了，便被赋予了另一种比活着更崇高的使命，「大限」来临之时主动献出了自己的生命（底部有福利，答应我，一定要读完！）。

1

细胞凋亡是怎样发生的

凋亡可被多种细胞信号激活，如钙稳态失衡、氧化损伤、线粒体损伤、毒素、生长因素和激素刺激等。细胞凋亡过程大致分为：凋亡信号转导⇒凋亡基因激活⇒细胞凋亡的执行⇒凋亡细胞的清除。经典的细胞凋亡机制可分为内源性信号通路和外源性信号通路两种。

内源性凋亡信号通常激活线粒体途径。凋亡蛋白 Bid 诱导凋亡蛋白 Bcl-2 拮抗剂 Bak 和 Bcl-2 结合蛋白 Bax 的激活，它们形成的聚合体插入线粒体外膜引起膜电位下降和细胞凋亡关键蛋白的释放，如细胞色素 C、SMAC/DIABLO 及凋亡诱导因子 (AIF) 等，激活 Caspase 级联反应，从而诱发细胞凋亡。

细胞凋亡的两种方式（图源：网络）

外源性死亡受体途径开始于特异性死亡受体与配体结合。如上图所示，细胞表面的死亡受体 FAS、TNF-R1、TRAIL-R1 等等，分别和相应的配体结合，结构域发生寡聚化，后募集 Caspase-8 和衔接蛋白 FADD 形成死亡诱导信号复合体 DISC。

激活的 Caspase-8 引发后续 Caspase 级联反应促进细胞死亡，它还能与 Bid 相互作用激活内源性通路。

2

如何检测细胞凋亡

细胞凋亡是检测细胞活力及生长状态的重要指标，是科研工作者们在基础和临床科研中常用的诊断标准。

细胞凋亡的检测方法有很多种。针对细胞早期凋亡，可以选择 Annexin 法、线粒体膜电位测定等；而对于细胞中晚期凋亡，可以采用形态学、LM-PCR ladder、TUNEL 法和端粒酶测定等检测方法。

其中， Annexin V PI/7-AAD 双染法是流式检测细胞凋亡的经典方法，其原理是早期凋亡细胞中磷脂酰丝氨酸（PS）从质膜内侧翻转至外侧，而 Annexin V 可与暴露在细胞外环境的 PS 结合。

Annexin V/7-AAD 凋亡检测原理示意图

Annexin V（膜联蛋白 V）是一种分子量为 35-36 KD 的磷脂结合蛋白，对磷脂酰丝氨酸（PS）具有很高的亲和力。

碘化丙啶（PI）和 7 氨基-放线菌素 D（7-AAD）属于 DNA 染料，它们不能透过正常细胞或早期凋亡细胞的完整细胞膜，但对凋亡晚期细胞和死细胞，它们可以透过细胞膜而使细胞核染色。

因此，Annexin V 与 PI 或 7-AAD 双染，就可以区分处于不同凋亡时期的细胞（如上图所示）。

与 PI 相比，7-AAD 发射光谱较 PI 窄，对其他检测通道的干扰也小，更适合在多色荧光分析与 PE 或 FITC 标记抗体联合使用。

我们实验室分别对 Jurkat 细胞（人 T 淋巴细胞白血病细胞）进行了未处理、4μM 喜树碱孵育 5 h 和 18 h 的三种方式，并使用了义翘神州的 Annexin V-FITC/7-AAD 凋亡检测试剂盒（货号：APK10448-F），进行流式检测。

Annexin V-FITC/7-AAD 流式染色结果

从图中可以看出，未经处理的是双阴性细胞（左）；5 h 后，出现了仅 Annexin V-FITC 染色阳性的细胞（中）。18 h 后，处于凋亡末期或死细胞（Annexin V-FITC 和 7-AAD 阳性）的细胞比例显著增加（右）。