DNA
大分子DNA断裂以及染色质的异常凝聚，是细胞凋亡的关键[7]，同时也是细胞核在细胞凋亡中具有标志性的变化。Columbara等[8]报道将激光扫描共聚焦显微镜与原位TdT和Pol I免疫荧光技术相结合，进而确定双链和单链DNA的断裂点。而在对细胞凋亡和细胞坏死区别的研究中[9]，Kressel等在培养的K562细胞中加入放线菌素D以诱导凋亡，并对细胞的DNA片段进行了3’-末端标记。经激光扫描共聚焦显微镜观察发现K562细胞凋亡早期有大量DNA片段出现，且DNA片段弥散分布于除核仁外的细胞核区。伴随着凋亡的进展，细胞核内出现大量高标记密度的圆形小体。而采用NaN3或快速冻融法使细胞坏死，经激光扫描共聚焦显微镜观察证实，在坏死开始阶段并无DNA片段的出现，至少在坏死发生24小时后才有DNA片段产生。
Caspase家族
Caspases是一组高度保守的半胱氨酸蛋白酶，目前发现有11个成员。多数细胞凋亡是以Caspase家族蛋白的激活并作用于其关键底物而实现的，而caspases激活的关键又在于该家族蛋白间的级联反应[10]，因此caspases被认为是细胞凋亡的中心环节和执行者，成为研究的热点。
Mandal等[11]用激光扫描共聚焦显微镜对细胞凋亡中激活的caspase-3的重分布进行了研究。用丁酸处理细胞后，观察到DNA-PKcs的裂解与caspase-3的激活成正相关，而Bcl-2的过度表达则可抑制上述两个过程。同时还证明（1）激活后的caspase-3重分布到核区，（2）裂解局部的DNA-PKcs和PARP（polyADP-ribose polymerase，聚腺苷二磷酸核糖多聚酶），（3）裂解产物又被释放到核外的细胞液。caspase-3的抑制物四肽DEVD-CHO又可抑制上述的三个连续的步骤。该研究提示：激活的caspase-3在核内的重分布构成了丁酸所诱导的细胞凋亡中的一个重要凋亡信号。 （生物秀仪器频道 www.bbioo.com）
另外，在用激光扫描共聚焦显微镜对Q79诱导大鼠神经元凋亡的研究[12]中，Sanchez等发现了Q79对caspase-8的聚集和激活，而对caspase-8的抑制则阻止了被诱导的细胞凋亡；加以Western blot分析，还建立了caspase-8的激活和某些神经退行性疾病（如舞蹈病）的联系。
Grazyme
丝氨酸蛋白酶grazyme为另一种重要的凋亡信号分子，对某些caspase家族蛋白也有激活作用。Trapani等[13]就证明了杀伤淋巴细胞利用穿孔素和grazyme B的协同作用来诱导靶细胞的凋亡，在其研究中通过激光扫描共聚焦显微镜观察到（1）50%细胞的胞核内快速聚集了以FITC荧光标记的grazyme B（最长7分钟，t1/2为2分钟），然后发生凋亡；（2）其它的细胞只有细胞液内有FITC-grazyme B的摄取，避免了凋亡。此间至少在13分钟后才有DNA碎片的出现，说明核内的grazyme B聚集出现在凋亡的执行阶段之前。并且通过对核内液的处理（加入70KDa FITC-dextran），间接观察到grazyme B的转移并非是因为核膜受caspases的作用而破损，而是由于穿孔素的协同。
其它
以上的介绍显示，激光扫描共聚焦显微镜在检测活细胞酶活性动态变化方面有着突出的优势。实际上，对于细胞凋亡的分子机制这样一个极其复杂的课题，激光扫描共聚焦显微镜的应用远不只限于上述的几种离子和大分子，而是渗透到了大量的分枝课题中去。如在对重要的凋亡负调控蛋白Bcl-2的研究中，Beham等[14]利用基因毒性损害（genotoxic damage）诱导细胞凋亡，并以Bcl-2蛋白抑制其凋亡过程。用激光扫描共聚焦显微镜和Immunoblotting观察显示，Bcl-2的作用在于阻止了诱导产生的p53蛋白向核内的转运。而Ohsawa等[15]对独立于caspase家族的另一种重要蛋白酶—组织蛋白酶进行了研究，用血清剥夺法诱导PC12细胞凋亡，并用激光扫描共聚焦显微镜监测了其精细超微结构改变过程和细胞内组织蛋白酶B和D的免疫活度的对比变化。又如，在人胰岛淀粉样多肽（hIAPP）的研究中，Hiddinga等[16]用表达hIAPP的质粒转染COS-1细胞诱导凋亡，辅以免疫组化染色，用激光扫描共聚焦显微镜证明了hIAPP在细胞的内质网和高尔基复合体内呈簇状沉积，并与细胞凋亡成相关关系。总之，随着在凋亡中扮演重要角色的生物大分子的不断发现，激光扫描共聚焦显微镜的应用还会更为宽广，成为监测生物大分子在时间、空间上动态分布的重要工具。
激光扫描共聚焦显微镜与凋亡中的重要生理过程研究
游离钙分析
Ca2+在多条信号传递通路中发挥着重要的作用，在细胞凋亡中也不例外。用激光扫描共聚焦显微镜辅以钙荧光探针活体测量[Ca2+]较之传统方法具有无可比拟的优点，如荧光探针易于导入，空间分辨率高，反应速度快，多离子同时测定等[17]。
在对大鼠胸腺细胞凋亡的研究中[18]，采用毒胡萝卜素诱导细胞凋亡，经激光扫描共聚焦显微镜对胞内游离Ca2+信号对胸腺细胞凋亡激活作用的研究发现，诱发细胞凋亡所需毒胡萝卜素的最低浓度为1µM，而此诱发过程可被Ca2+螯合剂所阻断，同时还发现凋亡核的形成和广泛的DNA断裂现象，结果表明毒胡萝卜素诱导的Ca2+增加信号足以激活胸腺细胞的凋亡。另外，Fang等[19]对高效抗癌化疗药物Harringtonine(HT）快速诱导HL-60细胞凋亡的现象进行研究，用激光扫描共聚焦显微镜观察证实了该凋亡过程中的两个连续过程，即Ca2+离子在细胞核内的积聚及其进一步的核内区域化。
