细胞毒性

细胞毒性(cytotoxicity)是对细胞有毒的衡量。毒性试剂的实例是免疫细胞或某些类型的毒液，例如棕色隐士蜘蛛（Loxosceles reclusa）。 

细胞生理学

用细胞毒性化合物处理细胞可导致多种细胞命运。细胞可能经历坏死，其中它们失去膜完整性并且由于细胞裂解而快速死亡。细胞可以停止生长和分裂（细胞活力降低），或者细胞可以激活受控细胞死亡（凋亡）的遗传程序。

经历坏死的细胞通常表现出快速肿胀，失去膜完整性，关闭新陈代谢并将其内容物释放到环境中。在体外经历快速坏死的细胞没有足够的时间或能量来激活凋亡机制并且不会表达凋亡标记物。细胞凋亡的特征在于明确的细胞学和分子事件，包括细胞折射率的变化，细胞质收缩，核浓缩和DNA切割成规则大小的片段。经历细胞凋亡的培养细胞最终发生继发性坏死。他们将关闭新陈代谢，失去膜完整性和溶解。

测量

细胞毒性测定被制药工业广泛用于筛选化合物文库中的细胞毒性。研究人员可以寻找细胞毒性化合物，如果他们有兴趣开发一种靶向快速分裂癌细胞的治疗药物，例如; 或者他们可以在投资开发药物之前，从最初的高通量药物筛选中筛选“命中”以获得不必要的细胞毒性效应。

评估细胞膜完整性是测量细胞活力和细胞毒性效应的最常用方法之一。具有细胞毒性作用的化合物通常会损害细胞膜的完整性的生命染料，如台盼蓝或碘化丙锭通常在健康细胞内部; 然而，如果细胞膜受损，它们会自由穿过细胞膜并染色细胞内成分。或者，可以通过监测通常在细胞内隔离的物质通向外部来评估膜的完整性。一种分子乳酸脱氢酶（LDH）通常使用LDH测定法测量。LDH将NAD还原为NADH，其通过与特定探针的相互作用引起颜色变化。已经鉴定出蛋白酶生物标志物，其允许研究人员测量相同细胞群中活细胞和死细胞的相对数量。活细胞蛋白酶仅在具有健康细胞膜的细胞中有活性，并且一旦细胞受损并且蛋白酶暴露于外部环境就失去活性。死细胞蛋白酶不能穿过细胞膜，并且只能在细胞失去其膜完整性后在培养基中测量。

使用3-（4,5-二甲基-2-噻唑基）-2,5-二苯基-2H-四唑溴化物（MTT）或2,3-双 - （2-甲氧基-4-硝基）也可以监测细胞毒性-5-磺基苯基）-2H-四唑-5-甲酰苯胺（XTT），其产生水溶性产物，或MTS测定。该测定使用比色反应测量细胞的还原电位。活细胞将MTS试剂还原为有色甲产物。还使用荧光染料刃天青开发了类似的基于氧化还原的测定法。除了使用染料来指示细胞的氧化还原电位以监测其生存能力外，研究人员还开发了使用ATP含量作为活力标记的检测方法。这种基于ATP的测定包括生物发光测定，其中ATP是荧光素酶反应的限制性试剂。还可以通过磺酰罗丹明B（SRB）测定，WST测定和克隆形成测定来测量细胞毒性。

可以将合适的测定组合并在相同细胞上顺序进行，以减少测定特异性假阳性或假阴性结果。可能的组合是LDH-XTT-NR（中性红测定）-SRB，其也可以以试剂盒形式获得。

实时跟踪粘附动物细胞的细胞毒性反应的无标记方法基于当细胞在金膜电极上生长时的电阻抗测量。该技术被称为电池 - 基板阻抗感测（ECIS）。无标记的实时技术提供了细胞毒性反应的动力学，而不仅仅是像许多比色终点分析那样的快照。

预测

一个非常重要的主题是基于先前的测量，即计算机测试，预测化合物的细胞毒性。为此目的，已经提出了许多 QSAR和虚拟筛选方法。在“21世纪的毒理学”项目中已经对这些方法进行了独立比较。

癌症

化疗为治疗癌症常常依赖于细胞毒性剂的杀死或它们再现损伤细胞的能力; 这优先针对快速分裂的癌细胞。

免疫系统

抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）描述了某些淋巴细胞的细胞杀伤能力，这需要靶细胞被抗体标记。另一方面，淋巴细胞介导的细胞毒性不必由抗体介导; 补体依赖性细胞毒性（CDC）也不是由补体系统介导的。