세포자살(Programmed Cell Death, Apoptosis)은 생명체의 세포가 특정한 신호에 의해 스스로 사멸하는 과정을 나타낸다. 이 과정은 세포의 유전자에 의해 조절되며, 세포가 생체 내에서 정상적인 발달과 유지, 손상된 세포의 제거, 면역 반응 등에 기여한다. 세포자살은 세포의 자가파괴 메커니즘으로, 외부 또는 내부의 다양한 자극에 반응하여 발생할 수 있다.

세포자살은 크게 두 가지 경로, 즉 외적 경로와 내적 경로로 나눌 수 있다. 외적 경로는 주로 세포의 표면에 있는 수용체가 외부 신호, 예를 들어 사멸 인자(Death Factor)의 결합에 의해 활성화되어 이루어진다. 이에 따라 세포 내의 신호전달 경로가 활성화되어 최종적으로 세포의 사멸을 유도하는 단백질인 카스파제(caspase)가 활성화된다.

내적 경로는 세포 내에서 스트레스 반응이나 DNA 손상 등이 발생했을 때 시작된다. 이 경우 미토콘드리아의 기능이 변화하여 사이토크롬 c가 세포질로 방출되며, 이는 다시 카스파제를 활성화하여 세포자살을 유도하게 된다.

세포자살은 많은 생리적 과정에서 중요한 역할을 수행한다. 예를 들어, 태아 발달 과정에서는 불필요한 세포를 제거하여 조직의 구조를 형성하는 데 기여하며, 면역 체계에서는 감염된 세포나 외부의 이물질에 의한 손상 세포를 선택적으로 제거하여 조직 건강을 유지하게 된다. 또한, 세포자살의 실패나 조절의 불균형은 암, 신경퇴행성 질환, 자가면역질환 등 다양한 질병의 원인이 될 수 있다.

세포자살에 대한 연구는 생명과학 및 의학 분야에서 중요하며, 이를 통해 새로운 치료 방법이나 약물 개발에 기여하고 있다.