在肿瘤治疗中,凋亡已被广泛认为是细胞毒性药物(cytotoxic agents)杀死肿瘤细胞的主要细胞死亡机制之一。然而,Huang等在体外和裸鼠中的研究发现,接受X射线辐射的濒死(主要是凋亡)肿瘤细胞(小鼠乳腺癌4T1细胞)和肿瘤间质细胞(小鼠胚胎成纤维细胞,MEF)均能刺激残存肿瘤细胞(4T1细胞、人乳腺癌MDA-MB231细胞或人结肠癌HCT116细胞)的再增殖(repopulation),且具有辐射剂量依赖性。caspase-3基因缺失(Casp3-/-)的MEF细胞其辐射后刺激肿瘤再增殖的作用消失;用shRNA沉默4T1细胞的Casp3基因,也得到相同的结果。caspase-3作为凋亡的主要执行者,又通过激活下游的钙依赖性磷脂酶A2(calcium-independent phospholipase A2,iPLA2)-花生四烯酸(arachidonic acid,AA)-前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)通路,反而强烈地刺激残存肿瘤细胞的再增殖。在异种移植瘤或小鼠肿瘤中,肿瘤细胞和肿瘤间质细胞Casp3基因的缺失均能提高肿瘤的放疗敏感性。对癌症病人活组织的免疫组织化学分析发现,肿瘤组织高表达活化caspase-3的病人,则其复发率和死亡率显著提高。综上所述,caspase-3在细胞死亡诱导的肿瘤再增殖信号通路中起着主要作用。