细胞凋亡（Apoptosis），又称程序性细胞死亡（PCD），是细胞在生理或病理条件下，遵循内在程序主动结束生命的过程。该过程高度有序、受基因调控，并涉及一系列酶的参与。自细胞凋亡概念提出以来，因其在维持多细胞生物健康、个体发育及疾病发生中的关键作用，已成为生命科学领域的研究热点。近年来，随着研究的深入，涌现出多种检测细胞凋亡的技术和方法，部分已实现商品化。以下按凋亡不同阶段介绍常用检测方法。
1. 早期检测
1）磷脂酰丝氨酸（PS）外翻检测
凋亡早期，PS从细胞膜内侧转移到外侧，可作为免疫识别标志。Annexin V是一种钙依赖性磷脂结合蛋白，能特异性结合暴露的PS，通过显色或发光系统检测。该方法适用于活细胞（悬浮和贴壁细胞），可与DNA染料或晚期检测方法结合。例如，CLONTECH和INTERGEN公司提供多种标记的Annexin V产品，如Annexin V-EGFP和Annexin V-FITC，灵敏度高，可用于流式细胞分选（FACS）。融合蛋白Annexin V-EGFP与PS结合比例为1:1，可实现定量检测。此外，生物素偶联的Annexin V可通过酶联显色检测，MACS公司还开发了磁珠包被Annexin V用于磁分选。
2）细胞内氧化还原状态检测
凋亡早期，细胞内谷胱甘肽（GSH）水平下降，反映氧化还原环境变化。CLONTECH公司的ApoAlert™ Glutathione Detection Kit利用荧光染料monochlorobimane（MCB）检测GSH减少。正常状态下，GSH作为氧化还原缓冲剂，去除有毒氧化物。在Jurkat等细胞中，凋亡信号启动ATP依赖的GSH转移系统，导致细胞液由还原环境转为氧化环境，进而降低线粒体膜电位，释放细胞色素C，启动caspase级联反应。该检测对研究凋亡起始及心脏病、中风等疾病治疗有用，但HeLa和3T3细胞凋亡时GSH变化不明显，不适用。
3）细胞色素C定位检测
细胞色素C在凋亡中作为信号分子，正常情况下位于线粒体内外膜之间，凋亡信号刺激后释放至细胞液，结合Apaf-1激活caspase-9，进而激活caspase-3等。COX4是线粒体内膜标志蛋白，凋亡时保留在线粒体。ApoAlert™ Cell Fractionation Kit可快速分离线粒体部分，通过Western blot用细胞色素C抗体和COX4抗体检测定位，判断凋亡发生。
4）线粒体膜电位变化检测
凋亡早期，线粒体膜电位下降，膜通透性改变。MitoSensor™是一种阳离子染色剂，正常细胞中在线粒体形成聚集体，发出红色荧光；凋亡细胞中因膜电位改变，以单体形式存在于细胞液，发出绿色荧光。通过荧光显微镜或流式细胞仪可区分。CLONTECH公司的ApoAlert Mitochondrial Membrane Sensor Kit基于此原理，但无法区分凋亡与其他原因导致的膜电位变化。
2. 晚期检测
凋亡晚期，核酸内切酶在核小体间剪切DNA，产生180-200 bp的DNA片段。
1）TUNEL检测
通过末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）将标记的dUTP连接到DNA片段3'-OH端，再通过酶联显色或荧光检测。INTERGEN公司提供多种标记方法，如直接荧光标记、地高辛介导荧光标记或过氧化物酶联显色，适用于细胞悬液、组织切片等。直接标记步骤少，间接标记灵敏度高。
2）LM-PCR Ladder检测
当凋亡细胞比例小或样品量少时，直接电泳可能无法检测。CLONTECH公司的ApoAlert™ LM-PCR Ladder Assay Kit通过连接介导的PCR（LM-PCR）特异性扩增核小体梯度片段，灵敏检测凋亡。该法半定量，可比较不同样品。但上述两种方法均针对DNA断裂，其他损伤（如机械损伤、紫外线）也可引起类似现象，需注意特异性。
3）端粒酶检测
端粒酶是一种核糖核蛋白，以自身RNA为模板合成端粒重复序列，使细胞获得永生化。正常体细胞无端粒酶活性，而90%以上癌细胞或凋亡细胞具有端粒酶活性。INTERGEN公司的TRAP-eze Telemerase Detection Kit通过PCR检测端粒酶活性，产物电泳显示6碱基梯度的DNA Ladder。此外，还有ELISA检测试剂盒。但该法不专对凋亡，需结合其他方法。
3. mRNA水平检测
凋亡相关基因（如Fas、Bcl-2、Bax等）表达异常，可通过Northern blot或RT-PCR检测。近年来，荧光定量PCR技术更快速准确。INTERGEN公司的Amplifluor™ Apoptosis Gene Systems通过检测fas、bax-alpha和bcl-X（长）的mRNA表达水平进行凋亡检测。
以上方法针对凋亡不同阶段特征。随着研究深入，还发展了针对特定凋亡途径的检测，如抗体法、酶活性测定等。Cell Signaling Technology、DAKO、Santa-Cruz、Calbiochem & Oncogene等公司已开发大量相关产品。