細胞凋亡(Apoptosis) 又稱程序性細胞死亡(Programmed Cell Death，PCD)是指細胞基因調控的一種自主性的自殺現象。即是在一定的生理或病理條件下，遵循自身的程序，自主結束生命的死亡方式。
凋亡一詞最早是由年澳大利亞組織病理學家John Kerr通過研究大鼠肝左葉細胞死亡時，于1972首先提出的。
凋亡與壞死的形態特征不同，拿凋亡研究比較清楚的動物細胞來講，壞死細胞首先表現為胞膜通透性增加，細胞外形發生不規變化；內質網擴張；核染色質不規則位移；線粒體及胞核腫脹；溶酶體破壞；胞膜破裂胞漿外溢；最后被巨噬細胞吞噬。細胞壞死常引起周圍炎癥反應。而凋亡細胞形態變化為：細胞變圓，與鄰周細胞脫離；胞膜表面微絨毛減少或者消失；核質固縮(Condensation)，邊移(Margination)；胞漿堅實(Compactness)；細胞器集中(Squeeze)；胞膜芽生(Bud)；凋亡小體
(Apoptotic-body)形成，最后被巨噬細胞或者鄰近吞噬細胞吞噬，或排入體腔例如腺腔及血管腔等。這種死亡過程中，不發生溶酶體，線粒體及胞膜的破裂，沒有內涵物的外泄，故不引起炎癥反應及周圍組織的次級損傷。在凋亡中細胞中有顯著的生化變化即DNA片段化，胞內鈣離子濃度增高以及酶學改變。DNA的特征性降解發生在凋亡的早期，它是由于內源性核酸內切酶基因的活化和表達而造成的結果，凋亡的染色質DNA
的斷裂大部分是單鏈斷裂，染色質DNA斷裂的位置絕大部分位于核小體間的連接部位，因此容易造成核小體間散布著一系列單鏈切口，核小體之間被核酸內切酶隨機分解，產生180～200
bp或其整數倍的DNA片段，在1.5%～1.8%瓊脂糖中電泳呈特 征性的梯形帶(Ladder
Patter)。目前已比較清楚的凋亡中活性發生明顯變化的酶主要有核酸內切酶、轉谷氨酰胺酶、多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)
在動物細胞中，細胞凋亡常常是對環境信號反應的結果。細胞凋亡的正性觸發因子包括：①物理因素
：γ射線，紫外線，加熱等；②糖皮質激素；③細胞毒藥物：放射菌素，氨甲喋呤，順鉑，阿糖胞苷等；④受體：APO-1/FAS抗體的受體，TCR-CD3特異抗體的受體；⑤引起cAMP水平升高的化合物：cAMP及其衍生物，霍亂毒素，茶堿；⑥細胞因子TNF-α及TGF-β等。
細胞凋亡的負性觸發因子主要是一些生長因子包括NGF，CSF(G-CSF，GM-CSF)，IL(IL-2 ，IL-3，IL-4，IL-6)等。
與動物細胞相比，植物細胞的凋亡研究起步不久，但國外的一些研究結果證明,植物細胞中存在明顯的凋亡過程。凋亡同樣是植物發育及對環境應答中一個必要的主動死亡過程。在發育過程中,PCD消除那些已完成其自身使命后對植物體不再有用的細胞，如胚發生過程中原始的胚柄細胞、種子萌發后糊粉層細胞、葉裂片過程中無用的細胞、單性花中原始的雄蕊、根冠細胞等。在某些病理防護反應中，凋亡可以消除那些被感染細胞及未感染但發生超敏反應的細胞。在逆境中許多逆境因子將誘導植物細胞的凋亡。植物蛋白酶、RNase和脂肪氧化酶可能參與植物細胞凋亡。
細胞凋亡近年已形成了相當的熱潮。在衰老調控、腫瘤防治、新藥開發，植物抗逆、抗病品種選育，轉基因動植物的生理變化及安全性方面，細胞凋亡研究將大有作為。
目前凋亡細胞的檢測方法主要有：1、形態學觀察，細胞凋亡時有其典型的形態學改變，例如體積縮小變圓，胞漿濃縮，核固縮邊集在核膜下呈月牙狀或腰帶狀，胞膜芽生，凋亡小體形成；2、流式細胞儀檢測
1）流式細胞儀單熒光和雙熒光染色法，細胞發生凋亡時，細胞的通透性增加，但其程度介于正常與壞死之間。被檢測細胞懸液用熒光色素染色，利用流式細胞儀測量細胞懸液中細胞熒光強度即可區分為正常細胞，壞死細胞及凋亡細胞。利用碘化丙啶(PI)單染，細胞凋亡可出現亞G1峰。用Hoechest-PI雙染，正常細胞對染料有拒染性，螢光著色淺，凋亡細胞主要攝取Hoechest染料呈現強蘭光，而壞死細胞主要攝取PI呈紅色熒光。流式細胞術是進行凋亡細胞定量的較好的方法，可作凋亡定量分析，但其漏檢及錯檢率都很高。漏檢主要發生在S期或G2/M期的凋亡細胞，這些細胞即使有DNA含量降低，但其實際存有的DNA含量并不
低于二倍體細胞所含的DNA的量，因而不會出現亞G1峰。錯檢的原因是一部分細胞碎片或小顆粒發生低熒光位于亞二倍體區。2）DNA和蛋白質染色，凋亡細胞保持細胞完整性直到晚期，壞死細胞則較早出現膜的破裂分解，因此壞死細胞DNA和蛋白質含量較凋亡細胞為低，用DNA和蛋白質的特異螢光染色，以DNA的熒光強度作為X軸，蛋白質的熒光強度作為Y軸作二維圖，則壞死細胞位于二維圖的左下方，凋亡細胞位于右上方。3）DNA末端轉移酶標記技術(TUNEL)的流式細胞儀分析，細胞凋亡時，DNA被內源性核酸內切酶降解，產生帶有3′末端的DNA片段，在末斷脫氧核苷酸轉酶介導下，使標有螢光素的核苷酸連接到DNA片段的3′末端螢光強度與DNA片段含量成正比，根據熒光強度對凋亡細胞作出定量分析。該方法檢測與凋亡相關的DNA降解片段的特異性和敏感性比瓊脂糖凝膠電泳高的多，它能檢出少于2?103～5?103個細胞的DNA斷鏈；4、FITC-Annexin
V/PI雙染法，細胞膜內的磷脂酰絲氨酸暴露到膜外是細胞凋亡的早期事件之一，AnnexinⅤ是一種鈣依賴性的磷脂結合蛋白，它與磷脂酰絲氨酸具有高度的親和力，因此它可以作為探針檢測暴露在細胞膜表面的磷脂酰絲氨酸，將Annexin
Ⅴ標記上熒光素(如異硫氰酸熒光素FITC)，同時結合使用PI拒染法進行凋亡細胞雙染后進行流式細胞儀檢測。該方法是檢測早期凋亡細胞的快速方法；5瓊脂糖電泳分析，凋亡細胞DNA片段為180～200
bp的倍數，而壞死細胞斷裂為無特征性的雜亂片段，因而凋亡細胞DNA電泳帶呈特征性的梯形帶，而壞死細胞呈彌散性模糊泳帶。該方法簡單、方便。但其最大的局限性是對細胞凋亡只能定性不能定量，實驗中常用1.5%～1.8%的瓊脂糖凝膠電泳；6、DNA片段原位標記法，細胞發生凋亡時，由于其DNA斷裂為內源性的DNA內切酶激活所致，其斷端3′端的羥基暴露，在TDT酶的作用下，將標記的脫氧核苷酸，連接到3′端，通過熒光或化學顯色反應，可以原位地顯示發生凋亡的細胞。由于細胞壞死時其DNA斷片是不規則的，一般產生的3′端羥基末端DNA片段量少，不易檢測出來，但有時也會出現陽性結果，因而需結合細胞的形態學特征加以判斷。由于DNA降解是凋亡的早期事件，因而該方法可以檢測到早期的凋亡細胞，且有較高的敏感性與一定的特異性，在凋亡的研究中得到廣泛的應用。
本實驗擬通過用地塞米松誘導動物細胞凋亡，高鹽脅迫誘導植物原生質體細胞凋亡及凋亡細胞的檢測來了解掌握凋亡知識。
一儀器：光照培養箱、二氧化碳培養箱，顯微鏡
二試劑：各種培養基、地塞米松
三操作
1：分離動物細胞和植物原生質體
2：加入誘導劑進行細胞預培養數小時
3：根據第一部分實驗技術提取DNA
4：培養細胞顯微鏡觀察
5：1.5%瓊脂糖凝膠電泳分離DNA梯形圖。