有些细胞可以进入“超越传统生与死界限的第三种状态”。方法如下。

在适当的条件下，某些类型的细胞在它们曾经所属的有机体死亡后能够自我组装成新的生命形式。

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传统上，生命和死亡被视为对立的。但是，从死亡有机体的细胞中出现的新的多细胞生命形式引入了超越传统生与死界限的“第三状态”。

通常，科学家认为死亡是有机体整体功能不可逆转的停止。然而，器官捐献等实践凸显了器官、组织和细胞如何在有机体死亡后继续发挥作用。这种恢复能力提出了一个问题：什么机制允许某些细胞在有机体死亡后继续工作？

我们是研究生物死后内部发生的事情的研究人员。在我们最近发表的评论中，我们描述了某些细胞在提供营养、氧气、生物电或生化线索时如何能够转变成具有新功能的多细胞生物体。死亡。

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生、死和新事物的出现

第三种状态挑战了科学家通常如何理解细胞行为。虽然毛毛虫变身为蝴蝶，或者蝌蚪进化为青蛙，可能是常见的发育转变，但很少有生物体以非预先确定的方式发生变化的情况。肿瘤、类器官和可以在培养皿中无限分裂的细胞系（例如HeLa细胞）不被视为第三状态的一部分，因为它们不会发展新功能。

Xenobots还能够执行运动学自我复制，这意味着它们可以在不生长的情况下物理复制其结构和功能。这与涉及生物体内部或表面生长的更常见的复制过程不同。

研究人员还发现，单独的人类肺细胞可以自组装成可以四处移动的微型多细胞生物体。 这些机器人以新的方式表现和构造。它们不仅能够在周围环境中导航，还能修复自身和附近受伤的神经元细胞。

总而言之，这些发现证明了细胞系统固有的可塑性，并挑战了细胞和生物体只能以预定方式进化的观点。第三种状态表明，有机体死亡可能在生命随时间变化的过程中发挥重要作用。

尸检条件

有几个因素影响某些细胞和组织在生物体死亡后能否存活并发挥功能。其中包括环境条件、代谢活动和保存技术。

不同的细胞类型有不同的存活时间。例如，在人类中，白细胞在有机体死亡后 60 至 86 小时内死亡。在小鼠中，骨骼肌细胞可以在死后 14 天后重新生长，而来自绵羊 和 山羊的成纤维细胞可以死后培养一个月左右。

代谢活动对于细胞能否持续生存和发挥功能起着重要作用。需要持续大量能量供应来维持其功能的活性细胞比能量需求较低的细胞更难培养。冷冻保存等保存技术可以使骨髓等组织样本发挥与活体供体来源相似的功能。

固有的生存机制在细胞和组织是否存活方面也发挥着关键作用。例如，研究人员观察到生物体死亡后应激相关基因和免疫相关基因的活性显着增加，可能补偿体内平衡的丧失。此外，创伤、感染和死亡后经过的时间等因素显着影响组织和细胞的活力。

年龄、健康状况、性别和物种类型等因素进一步影响了尸检情况。这可以从培养和移植代谢活跃的胰岛细胞的挑战中看出，这些细胞在胰腺中产生胰岛素，从供体到受体。研究人员认为，自身免疫过程、高能源成本和保护机制的退化可能是许多胰岛移植失败的原因。

这些变量的相互作用如何使某些细胞在生物体死亡后继续发挥作用仍不清楚。一种假设是，嵌入细胞外膜的特殊通道和泵充当复杂的电路。这些通道和泵产生电信号，使细胞能够相互通信并执行生长和运动等特定功能，从而塑造它们所形成的有机体的结构。

不同类型的细胞在死亡后发生转化的程度也不确定。先前的研究发现，小鼠、斑马鱼和人中涉及应激、免疫和表观遗传调控的特定基因在死亡后被激活，这表明其具有广泛的潜力用于不同细胞类型之间的转化。

对生物学和医学的影响

第三状态不仅为细胞的适应性提供了新的见解。它还为新疗法提供了前景。

例如，人类机器人可以取自个体的活体组织来输送药物，而不会触发不需要的免疫反应。注入体内的工程机器人有可能溶解动脉粥样硬化患者的动脉斑块，并清除囊性纤维化患者多余的粘液。

重要的是，这些多细胞生物的寿命有限，四到六周后自然降解。这种“杀死开关”可以防止潜在侵袭性细胞的生长。

更好地了解一些细胞如何在有机体死亡后一段时间继续发挥作用并转变为多细胞实体，有望推动个性化和预防医学的发展。

这篇编辑过的文章是在知识共享许可下从The Conversation重新发布的。阅读原始文章。