細胞凋亡（英語：apoptosis，源自希臘語：απόπτωσις，有(yǒu)“堕落、死亡”之意），為(wèi)一種細胞程序性死亡。相對于細胞壞死（necrosis），細胞凋亡是細胞主動實施的。細胞凋亡一般由生理(lǐ)或病理(lǐ)性因素引起。而細胞壞死則主要為(wèi)缺氧造成，兩者可(kě)以很(hěn)容易通過觀察區(qū)分(fēn)開來。在細胞凋亡過程中(zhōng)，細胞縮小(xiǎo)，DNA被核酸内切酶降解成180bp-200bp片段屬于有(yǒu)層次之斷裂，（可(kě)以通過凝膠電(diàn)泳證明），而細胞壞死時，細胞腫脹，細胞膜被破壞，通透性改變。細胞器散落到細胞間質(zhì)，需要巨噬細胞去清除，結果是該局部組織發炎。相比起細胞壞死，細胞凋亡是更常見的細胞死亡形式。

細胞凋亡受到抑凋亡因子和促凋亡因子的調控。

出現

細胞凋亡是動物(wù)發育過程中(zhōng)的必經之路，已知的例子有(yǒu)：

從蝌蚪到蛙的變态發育

昆蟲的蛻變

高等哺乳動物(wù)指間蹼的消失，如人體(tǐ)胚胎發育中(zhōng)，胚胎長(cháng)到第5周時出現扁盤狀的肢體(tǐ)萌芽，手指和腳趾之間的蹼消失，四肢才能(néng)順利形成其最終形态。

眼睛中(zhōng)玻璃體(tǐ)和晶狀體(tǐ)的細胞死亡，是眼睛對光通透重要的一步。

就算在成熟的個體(tǐ)中(zhōng)，細胞凋亡也是必不可(kě)少的：

細胞數目和組織大小(xiǎo)的控制

組織的更新(xīn)（如鼻的嗅表皮、皮膚表皮細胞的更替）

免疫系統對喪失功能(néng)的或是有(yǒu)潛在危險的細胞進行選擇和清除，如自然殺傷細胞（NK）對癌細胞的非專一性胞殺作(zuò)用(yòng)。

清除壞變的細胞

賦予中(zhōng)樞神經系統可(kě)塑性。研究人員嘗試在胚胎期激活小(xiǎo)鼠的bcl-2基因。該基因會阻止神經細胞的細胞凋亡過程。出生的小(xiǎo)鼠腦部神經元數量因此比正常的小(xiǎo)鼠多(duō)，容積變大。但在測試中(zhōng)顯得比正常小(xiǎo)鼠遲鈍。

對生殖細胞進行選擇（大約95%的生殖細胞會在其成熟之前通過細胞凋亡被清除）

目前在細胞凋亡與癌症發生和各種自體(tǐ)免疫性疾病之間的關系有(yǒu)着很(hěn)多(duō)研究。人們希望激發癌細胞的細胞凋亡，以達到消弭癌症的目的。另有(yǒu)為(wèi)了維持人類大腦的體(tǐ)積，使細胞凋亡的基因在人類身上受到了抑制的說法。

細胞凋亡在神經退化性疾病中(zhōng)所扮演的角色（如阿茲海默氏症（失智症的類型之一）、亨丁頓舞蹈症（Huntington's disease）、帕金森病（Parkinson's Disease）、肌肉萎縮性側索硬化症（ALS），是目前熱門的研究話題，人們在這個領域也進行着很(hěn)多(duō)研究。

過程細節

細胞凋亡過程可(kě)分(fēn)為(wèi)兩階段：開始階段和效應階段。在開始階段又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)兩個途徑：外始式和内始式。

外始式途徑：

外始式途徑是通過TNF受體(tǐ)家族（如CD95）的受體(tǐ)與配體(tǐ)結合開始的。這些配體(tǐ)有(yǒu)癌症壞死因子（TNF），和其他(tā)細胞因子，後者可(kě)以由如T淋巴細胞分(fēn)泌。 在FADD（Fas偶聯死亡區(qū)域蛋白Fas-associated death domain protein）的協助下，受體(tǐ)不斷在細胞質(zhì)中(zhōng)收集半胱天冬酶原8（Procaspase 8）。後者通過高密度自催化激活自身。激活的半胱天冬酶8（Caspase 8）将會引發所謂的Caspase級聯反應。

因此在艾滋病人體(tǐ)内，很(hěn)多(duō)未受感染的白細胞也會凋亡：人類免疫缺乏病毒通過Nef蛋白質(zhì)激發未受感染的防禦細胞的程序性死亡。抑制劑鹽酸法舒地爾可(kě)以阻斷這一機制。

内始式途徑：

内始式途徑始于腫瘤抑制基因如p53，一個轉錄因子，它會受DNA損傷激發。P53能(néng)刺激Bcl-2家族中(zhōng)于細胞凋亡前起作(zuò)用(yòng)的成員（如Bax, Bad）的表達。這将導緻線(xiàn)粒體(tǐ)内外膜間的物(wù)質(zhì)釋放，如細胞色素C和Smac/DIABLO，它們都是作(zuò)用(yòng)于細胞凋亡前的物(wù)質(zhì)。細胞色素C和胞質(zhì)中(zhōng)的Apaf-1以及Procaspase 9共同組成所謂的凋亡體(tǐ)，其實就是Caspase 9的激活形式。它和Caspase 8一樣引起Caspase級聯反應。

Caspase級聯反應和效應caspase：

所謂的效應caspase,指的是Caspase 3, 6和7這些能(néng)引起細胞的程序性死亡的蛋白酶。一方面它們通過有(yǒu)限的蛋白質(zhì)水解酶激活下遊的目标蛋白（如Caspase激活的脫氧核糖核酸酶, CAD,或是其他(tā)的Caspase）。另一方面它們參與核纖肽（在細胞膜上）和肌動蛋白（細胞骨架的成分(fēn)）的分(fēn)解過程。 另一方面，DNA的修複會為(wèi)caspase介導的阻抗反應而受到抑制。

最後細胞慢慢地縮小(xiǎo)為(wèi)一小(xiǎo)顆粒，并且為(wèi)鄰近具(jù)有(yǒu)吞噬能(néng)力的細胞所吞噬（胞葬作(zuò)用(yòng)）。相對于細胞壞死，細胞膜在凋亡過程中(zhōng)保持完整。

細胞色素C從線(xiàn)粒體(tǐ)中(zhōng)溢出到細胞質(zhì)，這是細胞凋亡的标志(zhì)之一。這在外始式途徑中(zhōng)是在凋亡過程後期才出現的，這裏它反而是凋亡的結果，而不再是在内始式途徑中(zhōng)所擔任的激發者的角色了。細胞物(wù)質(zhì)内，細胞凋亡信号的傳播速度約每分(fēn)鍾30微米。

在外始式途徑中(zhōng)，又(yòu)分(fēn)為(wèi)主動（由受體(tǐ)的激活開始）和被動（由生長(cháng)因子，如神經營養素的排出引起）兩種形式。

最重要的抑制細胞凋亡蛋白質(zhì)有(yǒu)：Bcl-2家族中(zhōng)的抗細胞凋亡成員（Bcl-2和Bcl-xL），蛋白激酶B和Trk受體(tǐ)家族（參看神經營養素）還有(yǒu)IAP蛋白（inhibitor-of-apoptosis protein）。

組織中(zhōng)細胞凋亡過程