胞外基质 首先，胞外基质是存在于动物、植物等生物体内，由细胞分泌到细胞外空间、并构成复杂网络结构的大分子物质的总称。它不是活细胞，但为细胞提供物理支撑、生化信号和结构框架，是组织与器官形态和功能的基石。 第一步：基本成分与结构 胞外基质主要由两大类物质构成： 纤维蛋白 ：提供抗张强度和弹性。最重要的是 胶原蛋白 （动物体内含量最丰富的蛋白质，形成坚韧的纤维束，如皮肤、肌腱中的主要成分）和 弹性蛋白 （形成可伸缩的网络，如血管壁、肺组织中）。 糖胺聚糖和蛋白聚糖 ：形成高度水化的“凝胶”状基质。糖胺聚糖（如透明质酸）能结合大量水分子，产生膨胀压以抵抗压缩力；蛋白聚糖是核心蛋白与糖胺聚糖共价结合的巨大分子，像海绵一样填充在纤维网络间，负责水合、润滑和分子筛作用。 第二步：细胞与基质的相互作用 细胞并非被动地躺在基质上，而是通过特定的跨膜受体（主要是 整合素 家族蛋白）主动“锚定”在基质成分上。整合素一端在细胞内连接细胞骨架，另一端在细胞外识别并结合基质中的特定氨基酸序列（如胶原或纤连蛋白上的RGD序列）。这种连接形成的结构称为 粘着斑 ，是力学信号和化学信号传递的关键枢纽。 第三步：核心功能 结构支撑与组织完整性 ：为细胞和组织提供物理支架，决定组织的形状、刚度和韧性。例如，骨骼的坚硬源于大量沉积在胶原基质中的羟基磷灰石晶体。 细胞行为调控 ：通过整合素等受体向细胞内传递信号，直接调控细胞的存活、增殖、迁移、分化和基因表达。这一过程称为 机械转导 。 动态信号库与分子筛 ：基质中储存着多种生长因子和细胞因子，根据需要释放；其凝胶状结构还能选择性过滤分子，影响营养物质、激素和废物的扩散，形成特定的微环境。 第四步：在生命过程与医学中的意义 胞外基质不是静态的，而是处于持续的、高度调控的动态重塑之中（由基质金属蛋白酶等酶负责降解，由细胞合成新成分进行补充）。 发育与形态发生 ：指导胚胎细胞迁移、组织分化和器官形成。 创伤修复 ：在伤口处，成纤维细胞分泌大量胶原形成疤痕组织。 病理基础 ：基质过度沉积导致 纤维化 （如肝纤维化、肺纤维化）；基质异常降解参与 肿瘤侵袭转移 （癌细胞分泌酶破坏基底膜屏障）；基质成分的遗传缺陷导致疾病，如胶原合成障碍引起的 成骨不全症 （脆骨病）。 再生医学 ：人工合成的或脱细胞的天然胞外基质支架，被广泛用于 组织工程 ，以引导受损组织的再生。