细胞死亡概述

细胞死亡的机制和类型

细胞的死亡方式可有多种，取决于细胞背景和触发刺激物。

细胞死亡类型

细胞死亡机制包括：

细胞凋亡- 在生长和发育期间发生的程序性细胞死亡，也可能发生于有害环境刺激的作用。
坏死 - 可以是被动或主动的调节过程，例如坏死性凋亡或细胞焦亡。

可以使用不同的测定来确定细胞死亡机制或排除细胞群中细胞死亡机制。

凋亡

细胞凋亡是程序性细胞死亡的高度调控形式，在多细胞生物发育过程中、整个生命周期以及对细胞应激作出反应时可发生细胞凋亡。细胞凋亡由称为 caspase 的“蛋白水解酶”家族介导。其他蛋白（包括促凋亡和抗凋亡蛋白）也扮演重要角色。

在多种疾病状态（包括自身免疫性疾病、神经退行性疾病和癌症）下发生细胞凋亡失调。

细胞凋亡是由 caspase 和许多其他蛋白质介导的程序性细胞死亡的一种形式。

凋亡调节：相互作用通路 >>

细胞凋亡是由 caspase 和许多其他蛋白质介导的程序性细胞死亡的一种形式。

凋亡调节：相互作用通路 >>

如何检测凋亡

可以通过某些蛋白质的表型变化和活性区分凋亡细胞与活细胞。可以使用几种不同的方法来分析和测量人群中的细胞凋亡水平。这些测定包括：

测定法	测量内容
Annexin V 检测	检测细胞凋亡早期脂质双层的变化	Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit #6592：使用 Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit 对未经处理（左图）或已经喜树碱（10uM，4 小时；右图）处理的 Jurkat 细胞进行流式细胞分析。使用 α-Synuclein (D37A6) XP^® Rabbit mAb #4179（绿色）对正常大鼠小脑、海马和纹状体细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
TUNEL 试剂盒	DNA 片段化是凋亡的标志	DNA 片段化是凋亡的标志
caspase 裂解	caspase-3 剪切、caspase 活性测定和其他 caspase 剪切和 PARP 常用于凋亡的读出	Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody - #9661：使用 Caspase-3 Antibody #9662（上）或 Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody（下）对未经、经十字孢碱处理（3 小时，1 µM，体内）或经细胞色素 c 处理（1 小时，0.25 mg/ml，体外）的 HeLa、NIH/3T3 和 C6 细胞提取物进行蛋白质印迹分析。
染色质凝聚	使用核染料（例如 DAPI 或 Hoechst 33342）染色后，检测凋亡细胞与凝聚染色质	Hoechst 33342 #4082：使用 α-Tubulin (DM1A) Mouse mAb #3873（红色）和 Phospho-Histone H3 (Ser10) (D2C8) XP^® Rabbit mAb #3377（绿色）对 HeLa 细胞进行免疫荧光分析。蓝色伪彩 = Hoechst 33342（DNA 荧光染料）。
细胞色素 c 释放	细胞色素 c 从线粒体转位到细胞质是凋亡细胞的标志特征	Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb #129638：使用 Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb（绿色），对未经处理（左）或 Staurosporine (1 μM) #9953 和 Z-VAD (50 μM) 处理 3 小时（右）的 HeLa 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
线粒体膜电位测定	去极化和随后线粒体膜电位的降低是凋亡细胞的标志性特征	Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit (II) #13296：HeLa 细胞（3x10⁵ 个细胞/ml）用不同浓度的 CCCP 处理 15 分钟后再用 200 nM TMRE 标记。

测定法	测量内容
Annexin V 检测	检测细胞凋亡早期脂质双层的变化
Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit #6592：使用 Annexin V-FITC Early Apoptosis Detection Kit 对未经处理（左图）或已经喜树碱（10uM，4 小时；右图）处理的 Jurkat 细胞进行流式细胞分析。
TUNEL 试剂盒	DNA 片段化是凋亡的标志
DNA 片段化是凋亡的标志
caspase 裂解	caspase-3 剪切、caspase 活性测定和其他 caspase 剪切和 PARP 常用于凋亡的读出
Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody - #9661：使用 Caspase-3 Antibody #9662（上）或 Cleaved Caspase-3 (Asp175) Antibody（下）对未经、经十字孢碱处理（3 小时，1 µM，体内）或经细胞色素 c 处理（1 小时，0.25 mg/ml，体外）的 HeLa、NIH/3T3 和 C6 细胞提取物进行蛋白质印迹分析。
染色质凝聚	使用核染料（例如 DAPI 或 Hoechst 33342）染色后，检测凋亡细胞与凝聚染色质
Hoechst 33342 #4082：使用 α-Tubulin (DM1A) Mouse mAb #3873（红色）和 Phospho-Histone H3 (Ser10) (D2C8) XP^® Rabbit mAb #3377（绿色）对 HeLa 细胞进行免疫荧光分析。蓝色伪彩 = Hoechst 33342（DNA 荧光染料）。
细胞色素 c 释放	细胞色素 c 从线粒体转位到细胞质是凋亡细胞的标志特征
Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb #129638：使用 Cytochrome c (6H2.B4) Mouse mAb（绿色），对未经处理（左）或 Staurosporine (1 μM) #9953 和 Z-VAD (50 μM) 处理 3 小时（右）的 HeLa 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩 = DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
线粒体膜电位测定	去极化和随后线粒体膜电位的降低是凋亡细胞的标志性特征
Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit (II) #13296：HeLa 细胞（3x10⁵ 个细胞/ml）用不同浓度的 CCCP 处理 15 分钟后再用 200 nM TMRE 标记。

坏死

坏死是一类非程序性细胞死亡，其发生在急性损伤或感染后或细胞凋亡受到抑制时，并以细胞肿胀和溶解为特征。坏死细胞将细胞内内容物释放到周围环境中，从而激活炎症反应以募集吞噬细胞清除死细胞。但是，不受控制的坏死会导致严重的组织损伤，例如坏疽。

坏死性细胞死亡信号转导相互作用通路 >>

虽然以前认为坏死是被动的和非程序性的，但最近的数据揭示了不同类型的受调控坏死通路。

受调控坏死的类型

除坏死外，其他溶解细胞死亡机制包括：

坏死性凋亡 - 需要 RIP3 和 MLKL 的程序性调节坏死形式，由促炎性信号转导以及缺血性损伤和病毒感染激活。
细胞焦亡 - 是一种程序性裂解型细胞死亡，通常发生在免疫细胞中，作为对微生物或病毒感染的应答，需要 caspase-1 和 gasdermin-D

如何测量坏死性凋亡：

坏死性凋亡标记物	坏死性凋亡标记物描述
RIP	可调节炎症和细胞死亡的 Ser/苏氨酸激酶	RIP (D94C12) XP Rabbit mAb #3493：使用 RIP (D94C12) XP^® Rabbit mAb（绿色）对 OVCAR8 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩= DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
RIP3	坏死性凋亡所需的 Ser/苏氨酸激酶	RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb #95702：使用 RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb（绿色）对 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩= DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
Phospho-RIP	激活的 RIP 结合 RIP3，以触发坏死性凋亡	Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb #65746：对未经处理 (-) 或已经以下联合处理方法处理（如图）的 HT-29 细胞进行蛋白质印迹分析：Z-VAD（20 μM，先于其他混合物 30 分钟添加；+）、人 TNF-α（hTNF-α，20 ng/ml，7 小时；+）、SM-164（100 nM，7 小时；+）和 necrostatin-1（Nec-1，50 μM，7 小时；+），使用 Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb（上图）或 β-Actin (D6A8) Rabbit mAb #8457（下图）。
Phospho-RIP3	RIP3 的激活会导致 MLKL 磷酸化	Phospho-RIP3 (Ser227) (D6W2T) Rabbit mAb #93654：对未经处理 (-) 或已经以下联合处理方法处理的 HT-29 细胞进行蛋白质印迹分析：Z-VAD（20 μM，先于其他化合物 30 分钟添加；+）、Human Tumor Necrosis Factor-α #8902（hTNF-α，20 ng/ml，7 小时；+）和 SM-164（100 nM，7 小时；+），使用 Phospho-RIP3 (Ser227) (D6W2T) Rabbit mAb。膜不用（左图）或用牛小肠磷酸酶处理（CIP；右图），以确定磷酸特异性。
MLKL	RIP3 下游蛋白靶标	使用 MLKL (E7V4W) Mouse mAb（上图）或 GAPDH (D16H11) XP^® Rabbit mAb #5174（下图）对转染空载 (-) 或转染带有 Myc 标签的全长人 MLKL 蛋白 (hMLKL-Myc/DDK; +) 表达载体的 293T 细胞提取物进行蛋白质印迹法分析。
Phospho-MLKL	MLKL 的磷酸化可导致孔形成，也是坏死细胞的标记物	Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb #37333：使用 Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb（绿色）对已经 Z-VAD（20 μM，30 分钟）预处理后再用 SM-164 (100 nM) 和 Mouse Tumor Necrosis Factor-α (mTNF-α) #5178（20 ng/mL，2.5 小时）处理，随后处理的 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。红色 = Propidium Iodide (PI)/RNase Staining Solution #4087（DNA 荧光染料）。

坏死性凋亡标记物	坏死性凋亡标记物描述
RIP	可调节炎症和细胞死亡的 Ser/苏氨酸激酶
RIP (D94C12) XP^® Rabbit mAb #3493：使用 RIP (D94C12) XP^® Rabbit mAb（绿色）对 OVCAR8 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩= DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
RIP3	坏死性凋亡所需的 Ser/苏氨酸激酶
RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb #95702：使用 RIP3 (D4G2A) Rabbit mAb（绿色）对 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。蓝色伪彩= DRAQ5 #4084（DNA 荧光染料）。
Phospho-RIP	激活的 RIP 结合 RIP3，以触发坏死性凋亡
Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb #65746：对未经处理 (-) 或已经以下联合处理方法处理（如图）的 HT-29 细胞进行蛋白质印迹分析：Z-VAD（20 μM，先于其他混合物 30 分钟添加；+）、人 TNF-α（hTNF-α，20 ng/ml，7 小时；+）、SM-164（100 nM，7 小时；+）和 necrostatin-1（Nec-1，50 μM，7 小时；+），使用 Phospho-RIP (Ser166) (D1L3S) Rabbit mAb（上图）或 β-Actin (D6A8) Rabbit mAb #8457（下图）。
Phospho-RIP3	RIP3 的激活会导致 MLKL 磷酸化
Phospho-RIP3 (Ser227) (D6W2T) Rabbit mAb #93654：对未经处理 (-) 或已经以下联合处理方法处理的 HT-29 细胞进行蛋白质印迹分析：Z-VAD（20 μM，先于其他化合物 30 分钟添加；+）、Human Tumor Necrosis Factor-α #8902（hTNF-α，20 ng/ml，7 小时；+）和 SM-164（100 nM，7 小时；+），使用 Phospho-RIP3 (Ser227) (D6W2T) Rabbit mAb。膜不用（左图）或用牛小肠磷酸酶处理（CIP；右图），以确定磷酸特异性。
MLKL	RIP3 下游蛋白靶标
使用 MLKL (E7V4W) Mouse mAb（上图）或 GAPDH (D16H11) XP® Rabbit mAb #5174（下图）对转染空载 (-) 或转染带有 Myc 标签的全长人 MLKL 蛋白 (hMLKL-Myc; +) 表达载体的 293T 细胞的提取物进行蛋白质印迹法分析。
Phospho-MLKL	MLKL 的磷酸化可导致孔形成，也是坏死细胞的标记物
Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb #37333：使用 Phospho-MLKL (Ser345) (D6E3G) Rabbit mAb（绿色）对已经 Z-VAD（20 μM，30 分钟）预处理后再用 SM-164 (100 nM) 和 Mouse Tumor Necrosis Factor-α (mTNF-α) #5178（20 ng/mL，2.5 小时）处理，随后处理的 L-929 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。红色 = Propidium Iodide (PI)/RNase Staining Solution #4087（DNA 荧光染料）。

如何测量细胞焦亡：

细胞焦亡标记物	细胞焦亡标记物描述
炎性体形成	细胞焦亡的特点是炎性体的形成；炎性体的标记物是 NLRP3	炎性体信号转导相互作用通路 >>
Caspase-1 活性	剪切的 caspase-1 是其活性的标记物。活化的 caspase-1 可剪切 IL-1β 和 gasdermin D	Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) Rabbit mAb #89332：使用 Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) 兔单克隆抗体（上）或 Caspase-1 (E2Z1C) 兔单克隆抗体（下），对未经处理 (-) 或已经 Lipopolysaccharides (LPS) #14011（50 ng/ml，4 小时）处理，然后使用 Nigericin处理（15 μM，45 分钟）(+) 的小鼠骨髓源性巨噬细胞 (mBMDM) 的细胞或培养基提取物进行蛋白质印迹分析。
Gasdermin 剪切	细胞焦亡期间发生 gasdermin-D 剪切，从而导致孔形成。	Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb #36425：使用 Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb 对石蜡包埋的人乳腺导管癌细胞进行免疫组织化学分析。

细胞焦亡标记物	细胞焦亡标记物描述
炎性体形成	细胞焦亡的特点是炎性体的形成；炎性体的标记物是 NLRP3
炎性体信号转导相互作用通路 >>
Caspase-1 活性	剪切的 caspase-1 是其活性的标记物。活化的 caspase-1 可剪切 IL-1β 和 gasdermin D
Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) Rabbit mAb #89332：使用 Cleaved Caspase-1 (Asp296) (E2G2I) 兔单克隆抗体（上）或 Caspase-1 (E2Z1C) 兔单克隆抗体（下），对未经处理 (-) 或已经 Lipopolysaccharides (LPS) #14011（50 ng/ml，4 小时）处理，然后使用 Nigericin处理（15 μM，45 分钟）(+) 的小鼠骨髓源性巨噬细胞 (mBMDM) 的细胞或培养基提取物进行蛋白质印迹分析。
Gasdermin 剪切	细胞焦亡期间发生 gasdermin-D 剪切，从而导致孔形成。
Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb #36425：使用 Cleaved Gasdermin D (Asp275) (E7H9G) Rabbit mAb 对石蜡包埋的人乳腺导管癌细胞进行免疫组织化学分析。

如何评估坏死：

坏死标记物	坏死标记物描述
高迁移率族蛋白 B1 (HMGB1)	在坏死期间释放到胞外环境中的核蛋白，而不是细胞凋亡、细胞死亡	HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb #6893：使用 HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb，对不同细胞系提取物进行蛋白质印迹法分析。
乳酸脱氢酶 A (LDHA)	坏死性细胞死亡期间释放到胞外空间中的胞质酶	LDHA (C4B5) Rabbit mAb #3582：使用 LDHA (C4B5) Rabbit mAb 对不同细胞类型的提取物进行蛋白质印迹分析。
白细胞介素-1β (IL-1β)	坏死期间释放的促炎性细胞因子	IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb #12703：使用 IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb（绿色）对未经处理的（左）或经 LPS 处理（500 ng/ml，2 小时；右）的 THP-1 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。使用 DY-554 phalloidin（红色）标记肌动蛋白纤丝。

坏死标记物	坏死标记物描述
高迁移率族蛋白 B1 (HMGB1)	在坏死期间释放到胞外环境中的核蛋白，而不是细胞凋亡、细胞死亡
HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb #6893：使用 HMGB1 (D3E5) Rabbit mAb，对不同细胞系提取物进行蛋白质印迹法分析。
乳酸脱氢酶 A (LDHA)	坏死性细胞死亡期间释放到胞外空间中的胞质酶
LDHA (C4B5) Rabbit mAb #3582：使用 LDHA (C4B5) Rabbit mAb 对不同细胞类型的提取物进行蛋白质印迹分析。
白细胞介素-1β (IL-1β)	坏死期间释放的促炎性细胞因子
IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb #12703：使用 IL-1β (D3U3E) Rabbit mAb（绿色）对未经处理的（左）或经 LPS 处理（500 ng/ml，2 小时；右）的 THP-1 细胞进行共聚焦免疫荧光分析。使用 DY-554 phalloidin（红色）标记肌动蛋白纤丝。

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