程序性细胞死亡（Programmed Cell Death, PCD）是由细胞内特定基因调控的分子程序介导的的细胞死亡过程，在多细胞生物的正常发育过程和体内稳态维持中发挥至关重要的作用[1]。迄今为止，已经有至少五种主要的PCD被发现和深入研究，包括凋亡（Apoptosis）、自噬（Autophagy）或自噬性细胞死亡（Autophagic Cell Death）、坏死性凋亡（Necroptosis）、焦亡（Pyroptosis）和近年来逐渐兴起的铁死亡（Ferroptosis）[1]。

不同形式的PCD可以通过其独特的形态、生化和分子特征来区分。并且，不同形式的PCD所涉及的关键基因大多是进化保守的，其中一些效应分子往往作为PCD的特异性评价指标，与形态学和生化检测方法一起用于检测和分析不同PCD过程。为了验证某种PCD是否参与某种病理过程及研究其具体的分子机制，针对关键靶点的多种抑制剂和基因干预策略也被广泛使用（详见下表）。

五种主要PCD（凋亡、自噬、坏死、焦亡和铁死亡）的主要特征、关键靶点和研究策略的对比[1-10]

那么，程序性细胞死亡（PCD）该怎么开展研究呢？

 

阶段一：探究阶段

典型的研究目的:
确定一种特定形式的PCD是否参与特定的病理过程

 

✦基于细胞的研究策略

Step 1: 建立特定刺激（如氧化应激）或基因干预（KO /敲低/过表达）的细胞模型
Step 2: 在这种细胞模型基础上, 再使用某种PCD特异性抑制剂或激活剂联合处理细胞
Step 3: 评估实验组（例如刺激+抑制剂）和对照组（例如仅刺激）的细胞死亡水平

 

✦基于组织的研究策略

Step 1: 从动物模型或人体疾病组织取材
Step 2: 评估实验组（疾病组）和对照组（正常组）的组织细胞是否发生某种PCD

 

✦方法

• PCD 特异性生化方法检测
• PCD特异性标志分子靶标分析（WB、IHC、IF和FLOW）

 

阶段二：验证阶段

典型的研究目的:
探索特定PCD在特定病理过程中的分子机制

 

典型的研究策略

✦靶标确定

方法

• 利用siRNA文库进行高通量靶标筛查
• 利用蛋白激活剂或者抑制剂文库进行高通量靶标筛查
• 基因表达水平高通量分析
• 蛋白质组学高通量分析
• 生物信息学预测与已知PCD信号通路相关分子的联系

 

✦靶标验证

方法

• 基因干预 (KO /敲低/正常或突变体过表达克隆)
• qPCR检测细胞死亡基因表达
• WB检测蛋白表达
• Co-IP 检测蛋白互作
• IHC/IF检测蛋白分布或亚细胞定位
• 流式分析细胞表面蛋白
• ChIP 检测表观调控因子，组蛋白/DNA/RNA修饰，转录因子
• ELISA 检测分泌因子（如细胞因子）
• 成像技术(共聚焦显微镜，电子显微镜)

 

>>>> 文献参考

1.Cell Death & Differentiation. (2018) 25:486-541.
2.Journal of Hematology & Oncology. (2019) 12:34.
3.Cell. Mol. Life Sci. (2016) 73:2195-2209
4.Cell. (2010) 140(3): 313-326.
5.Cold Spring Harb Protoc. 2016 (4):pdb.top070375.
6.Front Pharmacol. (2018) 8:992.
7.Front Physiol. (2019) 10:139.
8.Cell Death Differ. (2016) 23(3):369-79.
9.Cell. (2017) 171(2):273-285.
10.Cell Biol Int. (2019) 43(6):582-592.