細胞程序性死亡是正常生理現象，多發生于胚胎發育和維持組織自身平衡。Kerr et
al.最早發現有兩種細胞死亡：壞死（Necrosis）和凋亡（Apoptosis）。Apoptosis，希臘文意思是樹葉從樹上“凋落”，這里是指凋亡，是細胞主動參與自身死亡的過程。凋亡程序有一些特殊形態學特征，包括質膜的改變，如細胞膜不對稱性和細胞附著消失，胞漿和細胞核固縮，核內DNA裂解。到了晚期，凋亡細胞斷裂成“凋亡小體”，并很快被巨噬細胞清除，而不會引起周圍細胞的炎癥損傷。壞死，通常是由細胞損傷或細胞毒物作用引起，在形態學和細胞生物特性上，與凋亡有著本質的區別。壞死細胞的早期變化是細胞和線粒體腫脹，繼而細胞膜破壞。不同于凋亡的是，壞死的細胞胞質內容物（多為蛋白水解酶）釋放，會引起周圍組織的炎癥反應。病理情況會引起細胞異常凋亡，如Alzheimer氏綜合癥、Hodgkin氏綜合癥、移植物抗宿主性疾病、移植排斥、自身免疫性疾病、腫瘤、AIDS等。
隨著對凋亡機制的深入了解，越來越多的凋亡檢測方法得到了發展和應用，應根據細胞或組織類型、凋亡誘導途徑的不同，選擇最佳的實驗方法。凋亡最早的特征變化之一就是出現了一系列蛋白水解酶——Caspase酶。活化的Caspase酶裂解許多細胞內酶，引發凋亡細胞的特征性形態改變，這一過程的核心是Caspase-3的活化。另一個凋亡早期的變化是細胞膜對稱性消失，包括質膜內側的磷脂酰絲氨酸重新分布，由胞膜內側翻轉到胞膜外側，而細胞膜的這種改變可以通過一種與帶負電荷的磷脂高度親和的蛋白——Annexin
V來檢測。凋亡晚期，另一個特征變化是核酸內切酶活化，將DNA斷裂降解，使用凝膠電泳的方法，可以觀察到DNA斷裂片段形成的“ladder”現象。這種凋亡細胞的DNA斷裂碎片，也可以通過在DNA片段末端摻入熒光標記物的方法，在流式細胞儀上進行檢測此種凋亡改變，如APO-BRDU、APO-
DIRECT試驗就是這種方法。近年來，還發展了RiboQuant RNase Protection
Assay，可以對許多凋亡相關基因進行詳細的分析，將凋亡過程的研究帶入了mRNA水平。
細胞凋亡檢測的常用手段主要分為形態學檢查、分子生物學方法、免疫電泳法和細胞學檢查。其中，用流式細胞術研究細胞凋亡在技術和應用領域方面應用日益廣泛。由于可以對凋亡的多種特征進行快速、靈敏、特異的定性分析和定量分析，流式細胞術已經成為凋亡分析的重要檢測手段。
PharMingen公司提供了許多從多種角度研究凋亡的試劑系統，包括小鼠、大鼠和人類蛋白抗體：Fas和Fas配體、TRAIL和
DR3/DR4、Bcl-2家族、Caspase酶家族及其它信號蛋白；再有，提供了多種流式細胞儀檢測試劑盒，包括：Caspase-3 Assay
Kit、APO-BRDU和APO-DIRECT Kit、Annexin V-FITC Apoptosis Detection
Kit；另外，還提供了mRNA分析試劑——RiboQuant Rnase Protection
Assay系統，為小鼠、大鼠和人類的凋亡相關基因分析提供了多探針模板。
死亡信號的受體和配體
Fas配體（FasL）和TRAIL（Apo-2L）屬于介導宿主防御和免疫反應的TNF超級家族。FasL和受體Fas結合，或TRAIL和受體結合，可以引發信號傳導途徑，引起細胞凋亡。Fas/FasL系統在T細胞發育，消除自反應T細胞克隆，以及其他的負選擇時，發揮了作用；而TRAIL介導途徑主要影響轉錄因子、NF-kB及Caspase家族半胱氨酸水解酶的活化。另外，還發現一些TRAIL受體即可以激活TRAIL信號途徑，如
DR3、DR4、DR5，也可以充當“誘騙”受體，即所謂的DcRs，如DcR1、DcR2。
Caspase酶
盡管有許多信號可以誘導細胞程序死亡，但它們有一些共同的特征，其中之一是凋亡時一系列細胞內蛋白水解酶——Caspase酶的活化。
Caspase酶具有催化活性，“C”代表具有半胱氨酸水解酶功能，“aspase”代表具有切斷天冬氨酸末端的功能。在對哺乳動物同源基因ced-
3（線蟲C.
Elegans的細胞死亡基因）的研究中，首次發現了具有半胱氨酸水解酶活性的Caspase酶家族。第一個發現的哺乳動物Caspase酶是
ICE（Interleukin-1b Converting
Enzyme），即caspase-1。隨后又發現了一系列Caspase酶，包括：Caspase-1（ICE）、Caspase-2（ICH-
1，Nedd-2）、Caspase-3（CPP32，Yama，apopain）、Caspase-4（TX，ICH-2，ICErel-II）、
Caspase-5（ICErel-III，TY）、Caspase-6（Mch-2）、Caspase-7（Mch-3，ICE-LAP3，CMH-
1）、Caspase-8（MACH，FLICE，Mch-5）、
Caspase-9（Apaf-3，ICE-LAP6，Mch-6）、caspase-10（Mch-4）、Caspase-13（ERICE）和
Caspase-14（MICE）。按照序列同源性，Caspase酶可分為三種亞群：ICE類酶Caspase-1亞群（Caspase-1、
Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11和Caspase-12），ced-3類酶Caspase-3亞群（Caspase-3、
Caspase-6、Caspase-7、Caspase-8、Caspase-9和Caspase-10）和Caspase-2亞群（至今為止，只發現了Caspase-2）。Caspase酶由無活性的“原酶”
（~30-55kD）水解活化而來：細胞發生凋亡時，原酶發生自身水解反應或由其他蛋白裂解，形成大亞單位（17-20kD）和小亞單位（10-12kD），二者組合，形成活化的Caspase酶。這些蛋白水解酶的大亞單位還含有小到六個氨基酸，大到幾個kD不等的前區。因此，大亞單位的分子量可以很大，如活化的Caspase-1為35kD。水解后活化的Caspase酶的功能是對許多胞漿內和核內目標，如PARP、D4-GDI、
DFF、MEKK等，進行裂解、活化處理。