细胞外基质的功能和作用机制

细胞外基质的功能和作用机制细胞外基质（extracellular matrix，ECM）是由各种蛋白质、多

糖类和生物活性分子组成的细胞外物质。在动物体内，ECM是组

织和器官构建的重要组成部分。其作用不仅仅是提供物理支持和

细胞外支撑，还具有丰富的生物学功能，可以调节细胞的行为、

信号传导和细胞分化等过程。本文主要从ECM的功能和作用机制

两个方面来探讨其在生物体内的重要性。

一、ECM的功能

1. 提供物理支持

ECM在组织和器官构建中扮演了非常重要的物理支持作用。由于细胞处于复杂的三维环境中，需要ECM的支撑来保持其结构完

整性。例如，皮肤ECM在皮下提供足够的悬挂力，使其具有韧性，能够承受受压力和张力，而牙齿牙周膜的ECM则可保持突出的形态，并提供足够强度和很好地粘附作用。

2. 细胞外支撑

ECM对于细胞的附着和细胞外支撑也非常重要。ECM为细胞

提供了位置和方向，帮助细胞定位并保持相应的形态结构。此外，ECM还能够调整细胞内部环境的通透性、电导率和移动性，以保

持细胞间紧密的联系和细胞聚集能力。

3. 调控细胞行为

ECM可以通过调节细胞立体排列、形态和粘附性等方式来调控细胞行为。例如，fibronectin和collagen可通过细胞表面的受体与

细胞结合，从而控制细胞的周期进展和分化，而laminin可通过细

胞表面受体来促进细胞定向迁移。

4. 调节信号传导

ECM也是细胞-细胞相互作用的主界面之一，能够调节细胞信

号传导过程中的细节。例如， fibronectin 和 laminin 可以结合细胞

表面的配体，从而调节细胞的生命周期、细胞分化及蛋白质合成

等过程。此外，ECM与其受体之间的相互作用还可招募细胞因子，促进信号传导通路的启动和细胞因子产生。

二、ECM作用机制

1. 生物物理化学相互作用

ECM可以通过化学化学、物理化学和生物化学等方面来调节细胞行为、信号传导和细胞因子合成。例如，ECM中的蛋白质能够通过静电作用力、弹性力和细胞间切割等方式与细胞表面受体相互作用，这些相互作用作为生物物理化学接触引发了信号传导途径的启动。

2. 细胞表面受体和ECM互作

细胞及其表面受体与ECM之间的相互作用是ECM与细胞互动的重要机制之一。许多ECM分子都是细胞表面受体的配体，例如laminin是一种有直接相互作用机制的细胞表面受体与ECM之间的蛋白质，能够控制细胞定向、粘附和迁移等行为。

3. ECM和细胞因子的相互作用

ECM能够招募细胞因子，从而影响细胞外及细胞内环境。一些细胞因子在ECM和细胞之间起到桥梁作用，促进信号转导途径的传输和启动。ECM在不同阶段的生长和分化中，还可以通过公共基因表达调节信号通路的调控。

总之，生物体内的ECM是细胞行为、信号传导、生长和分化的重要组成部分。其多重功能为细胞和组织的生理和生殖过程提供了关键的物理和化学支持，为我们对于生物学的认识和改善人类的生命质量提供了可资依赖的理论与实践基础。