細胞凋亡（Apoptosis）是由基因控制的一種細胞程序性死亡模式，往往伴隨著染色質凝結、細胞器的超微結構改變、細胞皺縮、質膜起泡和DNA片段化等特征。細胞凋亡是生命的基本現象，是維持體內細胞數量動態平衡的基本措施，我們可以通過檢測DNA片段化水平和半胱氨酸蛋白酶激活程度來判斷凋亡的發生。生物學意義上，機體在胚胎發育階段，通過細胞凋亡途徑清除多余或已完成使命的細胞，保證了胚胎的正常發育；而在成年階段，凋亡可以清除衰老和病變的細胞，保證了機體的健康。

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細胞凋亡的啟動

細胞凋亡受到多種信號調控，不同的外界因素啟動凋亡的方式不同，所引起的信號轉導也不盡相同。常見的凋亡引發機制有，細胞膜受體（如Fas，TNFR）介導的途徑，內質網應激、細胞內穩態紊亂引發的凋亡信號，以及線粒體氧化應激，導致Cyto C釋放和Bcl-2家族所調控的重要途徑。由此可見，細胞凋亡是一個復雜的過程，其多樣性賦予了細胞可以準確執行凋亡的能力。

細胞凋亡的核心 - Caspase家族

總的來說，細胞凋亡的調節大致可以分為Caspase依賴的和不依賴的兩類，對于Caspase的抑制，大多是延緩了細胞凋亡的過程，并不能完全避免凋亡的發生，但是，對于凋亡研究來說，Caspase仍然是其核心機制分子。Caspase家族包含多種蛋白，其中Caspase-1和-4主要負責白介素前體的活化，不直接參與凋亡信號的傳遞。被稱為凋亡啟動蛋白的Caspase-2, -8, -9, -10和-12主要負責對執行者的前體進行切割，從而產生有活性的效應蛋白。執行者Caspase-3,-6和-7則可以直接切割細胞核和細胞質中的結構蛋白和調節蛋白，執行凋亡程序。一般來說，PARP和Lamin A/C等靶蛋白可被活化的Caspase剪切，成為凋亡的標記，ROCK被切割則會影響質膜的穩定性，促進凋亡的發生。

細胞凋亡的抑制 - Bcl-2家族

除了由死亡受體引發的外源性凋亡，以線粒體外膜蛋白Bcl-2為核心的內源性凋亡，同樣是重要的調節機制。Bcl-2家族主要包括抑制凋亡成員Bcl-2、Bcl-w、Bcl-xL等，它們通過抑制Bak和Bax，從而抑制凋亡的發生。線粒體在受損時，會釋放多種促凋亡因子，例如AIF、ENDO-G和Cyto C等等，它們可以通過或者不通過Caspase，發揮凋亡的誘導功能。

當出現饑餓、DNA損傷或者內質網應激時，Bcl-2的活性受到抑制，間接促進Bax調節線粒體外膜通透性，進而引發細胞凋亡。但是，死亡受體同時具有負反饋調節功能，通過對NF-κB的激活，可以抑制凋亡的發生。同時，營養因子和一些細胞因子，可以激活Akt通路，抑制Bad的活性從而促進Bcl-2的凋亡抑制功能。MAPK同樣可以被這些抗凋亡配體激活，正向促進Bcl-2的表達，抑制凋亡的發生。