细胞凋亡是指由凋亡小体和半胱天冬酶介导的程序性细胞死亡过程，以维持体内平衡。目前，细胞凋亡分为三种类型：

(1)线粒体凋亡途径：细胞受到外部/内部刺激后，线粒体通透性转换孔打开，导致内部促凋亡蛋白——细胞色素C和Apaf-1释放到细胞质中。细胞色素C通过Apaf-1的CARD结构域与Caspase-9结合形成凋亡复合物，诱导Caspase-9激活，进而激活Caspase-3，触发细胞凋亡过程。

(2)死亡受体途径：死亡配体(FasL)与死亡受体(Fas)结合后，通过特殊的死亡结构域(DD)招募FADD。 FADD 由DD 和DED 两个结构域组成，其DD 结构域可以与Fas 结合，其DED 结构域可以与Caspase-8 上的DED 结构域互补结合，形成FASL/Fas/DED/Caspase 8 复合物，即死亡诱导信号复合体（DISC）。 DISC 中的Caspase-8 酶原会自行裂解以获得活性。激活的Caspase-8 会裂解Caspase-3 酶原，使其激活并触发细胞凋亡过程。

(3)内质网应激途径：内质网应激时，Ca2+从内质网释放到细胞质中，激活内质网附近的钙调蛋白分解酶(Calpain)，作用于Caspase-12，将其激活并释放到细胞质中。细胞质，诱导细胞凋亡。同时，Ca2+可激活Ca2+/钙联蛋白调节的钙调神经磷酸酶，使促凋亡蛋白Bad去磷酸化，触发细胞色素C的释放，诱导细胞凋亡。

标记分析

(1)Bax/Bcl-2：Bax是一种促凋亡基因，其表达可由p53诱导，对肿瘤具有抑制作用。细胞凋亡期间表达增加。 Bcl-2是一种细胞凋亡抑制基因。其编码的蛋白质可以抑制细胞凋亡而不影响细胞增殖。 Bcl-2和Bax是同源基因，它们共同构成细胞凋亡的微调变阻器。因此，用两者的比值作为细胞凋亡的指标是有意义的。

(2)Caspase-3/8：Caspase系统的激活对于细胞凋亡的发生至关重要，因此细胞凋亡过程中Caspase家族蛋白的表达增加。

自噬：自噬是指双层膜（自噬液泡）包裹部分细胞质和细胞内需要降解的细胞器和蛋白质，形成自噬体（Autophagosome），最后与溶酶体融合形成自噬体。吞噬溶酶体（Autophagolysosome）降解其包裹的内容物，以选择性地去除受损、老化或多余的生物大分子和细胞器，并释放游离的小分子供细胞回收。这是正常的动态生命过程。自噬通常被认为是一种参与调节细胞内物质的合成、降解和再利用之间的代谢平衡的生存机制。

目前，自噬分为三种类型：

(1)巨自噬：通过形成双膜结构的自噬体包裹细胞内物质，最后自噬体与溶酶体融合进行降解。

(2)微自噬：通过溶酶体或液泡中的膜内陷直接吞噬特定细胞器进行降解。

（3）伴侣介导的自噬（CMA）：带有KEFRQ样基序的蛋白质在HSP70分子伴侣的帮助下将蛋白质从折叠状态恢复到未折叠状态，然后通过LAMP-2A转运蛋白将其转运至溶酶体中用于降解。

标记分析

(1) LC3B是经典的自噬标记物。 LC3B在C端被蛋白酶切割后，会形成游离的LC3B-I型（16kDa）。自噬发生后，LC3B-I会与磷脂酰丝氨酸结合形成膜。 LC3B-II型（14kDa），是自噬体膜上的结构蛋白。因此，当自噬发生时，LC3B-II会增加，LC3B-II/LC3B-I的比例也会增加。

(2)Beclin-1是自噬体形成过程中必需的分子。它可以介导其他自噬蛋白定位至吞噬泡，从而调节自噬体的形成和成熟，并且在自噬过程中其表达增加。

(3)p62是泛素结合蛋白，是反映自噬活性的标志蛋白之一。在自噬过程中，p62与泛素化蛋白结合，然后与位于自噬体内膜上的LC3-II蛋白形成复合物，并在自噬溶酶体内一起被降解。当自噬活性减弱、自噬功能缺陷时，p62蛋白会继续在细胞质中积累。 p62的含量间接反映了自噬体清除的水平，当细胞发生自噬时其表达降低。

细胞焦亡：一种由GASD 家族蛋白执行的炎症小体依赖性程序性死亡过程，其发生速度比细胞凋亡更快。焦亡通常伴随着大量促炎因子的释放，并依赖Caspase-1形成质膜孔，导致促炎细胞因子（如IL-1和IL-18）的释放和细胞裂解。焦亡是针对细胞内病原体的重要先天免疫效应机制，广泛参与感染性疾病、神经系统相关疾病、动脉粥样硬化性疾病的发生和发展。

目前，焦亡有两种类型：

(1)经典途径：由炎症小体组装介导，并伴有GSDMD裂解和IL-1和IL-18的释放。炎症小体是多分子复合物，在细胞质模式识别受体（PRR）识别病原体上的病原体相关模式分子（PAMP）和危险相关模式分子（DAMP）后被激活，从而促进下游信号通路。导致I 型干扰素的产生和促炎细胞因子的释放，并与Caspase-1 和ASC 组装形成炎症小体，导致细胞焦亡。

(2)非典型途径：非典型焦亡途径中，上游Caspase-4/5复合物缺失，Caspase蛋白通过N端CARD直接结合细胞内脂多糖(LPS)而被激活。激活的Caspase-4/5/11 将GSDMD 裂解为N-GSDMD。 N-GSDMD寡聚化并转移至细胞膜形成质膜孔，导致K+外流，诱导炎症小体组装，最终导致细胞焦亡。

标记分析

Garsdermin (GSDM)家族蛋白均对细胞焦亡的发生具有重要影响。因此，该家族的成员可以作为细胞焦亡的标志物（GarsderminA/B/C/D/E），其中GSDMD和GSDME被用作细胞焦亡的标志物。大多数存在细胞焦亡标记。因此，检测焦亡标记时，应检测全长GSDM（约55 kDa），而不诱导焦亡。诱导焦亡后，GSDM被水解成两部分，即PFD（35kDa左右）和RD（25kDa左右）。

铁死亡：由铁依赖性脂质过氧化物积累引起的一种新型细胞死亡。它主要是由铁过载和活性氧（ROS）依赖性脂质过氧化物积累引起的。线粒体是铁利用、分解代谢和合成代谢途径的主要细胞器。当细胞发生铁死亡时，与正常线粒体相比，线粒体膜更致密，体积更小，嵴减少或消失，外膜破裂。

标记分析

（1）GPX4：GPX4（22kDa）是细胞铁死亡的关键调节因子。 GPX4可以利用其催化活性减弱脂质过氧化物的毒性，维持膜脂双层的稳态，从而抑制铁死亡的发生。用GPX4 抑制剂RSL3 处理后，RSL3 与GPX4 共价结合并使GPX4 失活，导致细胞内超氧化物的积累并引发铁死亡。

(2)FTH1：FTH1(21kDa)会破坏铁死亡，从而抑制铁死亡。

(3)ACSL4：ACSL4(79kDa)是调节脂质组成的关键酶，可促进铁死亡。

(4)PTGS2：PTGS2(69kDa)在小鼠铁死亡细胞中的表达水平显着升高，但PTGS2的抑制剂不能影响铁死亡，因此PTGS2可能只是铁死亡的标志物而不是促进铁死亡的功能分子。

Cuprotosis是一种新发现的细胞死亡现象，是铜离子稳态失衡引起的细胞死亡过程。铜死亡是通过铜与三羧酸循环（TCA 循环）的脂化成分直接结合而发生的。这导致脂肪酰化蛋白聚集，随后铁硫蛋白丢失，导致蛋白毒性应激并最终导致细胞死亡。

线粒体中的铁氧还蛋白1 (FDX1) 是铜死亡的核心分子。 FDX1可以将Cu2+还原为毒性更强的Cu+。同时，FDX1还可以降低丙酮酸脱氢酶复合物中的DLAT和DLST。脂酰化相关酶LIAS发生脂酰化，从而赋予酶活性。当铜离子在细胞内积累时，FDX1可将Cu2+还原为Cu+，并催化DLAT、DLST和LIST的脂肪酰化。 Cu+进一步与DLAT的脂肪酰化位点结合，导致DLAT低聚，从而获得铜毒性。此外，Cu+稳态失衡会导致细胞内铁硫蛋白的丢失，增加HSP70的表达水平，并引发蛋白毒性应激。上述两条途径共同导致细胞铜死亡的发生。

标记分析

(1) FDX1是一种铁氧还蛋白，是铜死亡的核心分子。一方面，FDX1可以将Cu2+还原为毒性更强的Cu+，从而诱导铜死亡；另一方面，它可以催化丙酮酸脱氢酶的核心结构。蛋白质的脂肪酰化通过影响三羧酸循环的发生来影响细胞内铜死亡的发生。

(2)LIAS为硫辛酸合酶，可作为FDX1的脂肪酰化底物，参与铜死亡的发生。

(3) HSP70是一种热休克蛋白，在铜死亡中触发蛋白毒性应激反应。