传统上，生与死被视为对立的。但从死亡生物的细胞中诞生新的多细胞生命形式，带来了“第三状态“这超越了传统的生与死的界限。
通常，科学家认为死亡是生物体功能不可逆转地停止总体而言。然而，器官捐赠等做法凸显了器官、组织和细胞即使在生物体死亡后仍能继续发挥作用。
这种恢复力引发了一个问题：什么机制使得某些细胞在生物体死亡后能够继续发挥作用？
我们是研究人员调查内部发生的事情 生物死后. 在我们的最近发表的评论我们描述了某些细胞在获得营养、氧气、生物电或生化线索后如何能够转变为多细胞生物死亡后具有新的功能。
生命、死亡和新事物的出现
第三种状态挑战了科学家通常对细胞行为的理解。虽然毛毛虫变形成蝴蝶，或者蝌蚪进化成青蛙，可能是常见的发育转变，但很少有生物体以非预定方式发生变化的情况。
肿瘤，类器官以及可以在培养皿中无限分裂的细胞系，如HeLa 细胞，由于没有发挥新的职能，因此不被视为第三国的一部分。
然而，研究人员发现，从死蛙胚胎中提取的皮肤细胞能够适应实验室培养皿的新条件，自发重组为多细胞生物被称为异种机器人。
这些生物表现出的行为远远超出了它们原来的生物学角色。具体来说，这些异种机器人使用它们的纤毛（一种细小的毛发状结构）在周围环境中导航和移动，而在活体青蛙胚胎中，纤毛通常用于移动粘液。
Xenobot 还能执行运动自我复制，这意味着它们可以在不生长的情况下复制其结构和功能。这与涉及生物体内或生物体上生长的更常见的复制过程不同。
研究人员还发现，单个人类肺细胞可以自组装成能够移动的微型多细胞生物。这些人类机器人行为和结构都发生了变化。它们不仅能够探索周围环境，还能修复自身和附近受损的神经元细胞。
综合起来，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只能以预定方式进化的观点。第三种状态表明，生物体死亡可能在生命随时间转变的过程中发挥重要作用。
死后状况
有几个因素影响生物体死亡后某些细胞和组织是否能够存活并发挥功能。这些包括环境条件、代谢活动和保存技术。
不同类型的细胞存活时间不同。例如，在人类中，白细胞在生物体死亡后 60 到 86 小时内死亡。在小鼠中，骨骼肌细胞死后 14 天可以重新生长，而成纤维细胞来自羊 和 山羊可以在死后一个月左右进行培养。
代谢活动对于细胞能否继续生存和发挥功能起着重要作用。活性细胞需要持续大量能量供应来维持功能的细胞比能量需求较低的细胞更难培养。
保存技术如冷冻保存可以使骨髓等组织样本发挥与活体供体来源类似的功能。
固有生存机制还对细胞和组织是否存活起着关键作用。例如，研究人员观察到应激相关基因和免疫相关基因生物体死亡后，可能会弥补体内平衡。
此外，诸如创伤，感染和死亡后已过的时间显著影响组织和细胞活力。
年龄、健康、性别和物种类型等因素进一步影响了死后状况。这体现在培养和移植的挑战中代谢活跃的胰岛细胞，它在胰腺中产生胰岛素，从捐赠者到接受者。
研究人员认为，自身免疫过程、高能量成本和保护机制的退化可能是许多胰岛移植失败的原因。
这些变量之间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，嵌入细胞外膜的专门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，塑造它们所形成的生物体的结构。
不同类型的细胞在死亡后会发生何种程度的转变也尚不确定。先前的研究发现，与压力、免疫和表观遗传调控死亡后被激活小鼠、斑马鱼 和人民这表明不同细胞类型之间具有广泛的转化潜力。
对生物学和医学的影响
第三种状态不仅为细胞的适应性提供了新的见解，也为新的治疗方法带来了希望。
例如，人类机器人可能来自从个体的活体组织中提取细胞因子，从而在不引发不良免疫反应的情况下输送药物。注入体内的工程化人体机器人有望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的多余粘液。
重要的是，这些多细胞生物的寿命有限，在死亡后会自然降解。四到六周. 这种“终止开关”可阻止潜在侵入性细胞的生长。
更好地了解某些细胞如何在生物体死亡后的一段时间内继续发挥作用并变态为多细胞实体，有望推动个性化和预防医学的发展。
彼得·诺布尔，微生物学副教授，华盛顿大学和亚历克斯·波日特科夫，生物信息学高级技术主管，希望之城艾瑞尔和马内拉生物科学研究生院
