生活和 死亡 传统上被视为对立。但是,死去有机体细胞的新多细胞生命形式的出现引入了第三州“这超出了生与死的传统界限。
通常,科学家认为死亡是 不可逆转的有机体功能的停止 整体 。但是 ,诸如器官捐赠之类的实践突显了器官,组织和细胞即使在有机体的灭亡后仍可以继续起作用。这种韧性提出了一个问题:哪些机制允许某些机制 细胞 有机体死亡后继续工作?
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—提供养分时 ,氧气,生物电或生化提示—有能力 转化为多细胞生物 死后具有新功能 。
有关的: 科学家发明“变形”抗生素来抗击致命的超级细菌
第三州挑战科学家通常如何理解细胞行为。毛毛虫变成 蝴蝶,或t 青蛙 ,可能是熟悉的发展转变,很少有生物以未预先确定的方式变化。肿瘤, 器官 和可以在培养皿中无限期分裂的细胞系 ,例如 HeLa细胞,不被认为是第三个州的一部分,因为它们没有发展新功能 。
Xenobot也能够执行 运动学自我复制 ,这意味着他们可以在不生长的情况下物理地复制其结构和功能。这不同于涉及生物体内部或体内生长的更常见的复制过程。
研究人员还发现,孤立的人肺细胞可以自组装成微量的多细胞生物,这些生物可以四处移动 。 这些人类机器人 行为并以新的方式结构。他们不仅能够在周围环境中浏览,而且还可以修复自己和附近放置的受伤的神经元细胞。
综上所述 ,这些发现证明了细胞系统的固有可塑性,并挑战了细胞和生物只能以预定方式发展的观念 。第三个国家表明,生物死亡可能在生活如何随着时间的流逝转变中起重要作用。
几个因素影响 某些细胞和组织是否可以在生物死亡后生存和起作用。这些包括环境条件,代谢活动和保存技术 。
不同的细胞类型的生存时间不同。例如,在人类中 白细胞 生物死亡后60至86小时死亡。在老鼠中 , 骨骼肌细胞 可以在验尸后14天后再生产,而成纤维细胞细胞 来自绵羊 和 山羊 可以培养长达一个月左右的验尸 。
代谢活性在细胞是否可以继续生存和功能方面起着重要作用。 活性细胞 与具有较低能量需求的细胞相比,需要连续且实质量的能源来维持其功能更难以培养。保存技术 例如冷冻保存 可以允许组织样品(例如骨髓)的功能与活供体源相似 。
固有的生存机制 在细胞和组织是否生活中也起着关键作用。例如 ,研究人员观察到 与应力相关基因和免疫相关基因 生物死亡后,可能会弥补 稳态。此外,诸如 创伤, ,,, 感染 和 自死亡以来过去的时间 显着影响组织和细胞活力 。
年龄,健康 ,性别和类型等因素进一步塑造了验尸景观。这在培养和移植的挑战中可以看出 代谢活性胰岛细胞,从供体到接受者,在胰腺中产生胰岛素。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背后的原因 。
这些变量的相互作用如何允许某些细胞在生物死亡后继续运行,尚不清楚。一个假设是 ,嵌入在细胞外膜中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,使细胞可以相互通信并执行特定功能,例如生长和运动,从而塑造了它们形成的生物的结构 。
死亡后不同类型的细胞可以在多大程度上进行转化的程度也不确定。先前的研究发现 ,涉及压力,免疫力和 表观遗传调节 死后被激活 老鼠,斑马鱼 和人 ,提示各种细胞类型之间转化的广泛潜力。
第三状态不仅为细胞的适应性提供了新的见解 。它还为新治疗提供了前景。
例如, 可以采购拟人机器人 从个体的活组织到提供药物而不会引发不必要的免疫反应。注射到体内的工程拟人动物可以潜在地溶解动脉粥样硬化患者的动脉斑块,并在囊性纤维化患者中去除多余的粘液 。
重要的是 ,这些多细胞生物具有有限的寿命,自然会退化 四到六个星期。这种“杀死开关”阻止了潜在的侵入性细胞的生长。
在生物体的消亡有望推进个性化和预防医学后的一段时间后,更好地了解某些细胞如何继续发挥作用和变形为多细胞实体。
这篇编辑的文章从 对话 在创意共享许可下 。阅读 原始文章。