マトリックス（生物学）

生物学において、マトリックス（複数形：matrices ）は、真核生物の細胞の間にある物質（または組織）です。

結合組織の構造は細胞外マトリックスです。手足の爪はマトリックスから成長します。これはさまざまな結合組織に見られます。結合組織では細胞質の代わりにゼリー状の構造として機能します。

組織マトリックス

細胞外マトリックス（ECM）

細胞外マトリックスの主成分は、細胞から分泌される糖タンパク質です。ほとんどの動物細胞の ECM で最も豊富な糖タンパク質はコラーゲンで、細胞の外側で強力な繊維を形成します。実際、コラーゲンは人体の総タンパク質の約 40% を占めています。コラーゲン繊維は、プロテオグリカンで編まれたネットワークに埋め込まれています。プロテオグリカン分子は、多くの炭水化物鎖が共有結合した小さなコアタンパク質で構成されているため、最大 95% が炭水化物です。数百のプロテオグリカンが 1 つの長い多糖分子に非共有結合すると、大きなプロテオグリカン複合体が形成されます。一部の細胞は、フィブロネクチンなどのさらに他の ECM 糖タンパク質によって ECM に付着しています。フィブロネクチンと他の ECM タンパク質は、細胞膜に組み込まれているインテグリンと呼ばれる細胞表面受容体タンパク質に結合します。インテグリンは膜を貫通し、細胞質側で細胞骨格のミクロフィラメントに付着した関連タンパク質に結合します。インテグリンという名前は「統合する」という言葉に基づいており、インテグリンは ECM と細胞骨格の間で信号を伝達し、細胞の外部と内部で発生する変化を統合する立場にあります。フィブロネクチン、その他の ECM 分子、およびインテグリンに関する現在の研究では、細胞の生存における ECM の影響力のある役割が明らかになりつつあります。インテグリンを介して細胞と通信することにより、ECM は細胞の行動を制御できます。たとえば、発達中の胚の一部の細胞は、ミクロフィラメントの方向を ECM の繊維の「粒度」に合わせることで、特定の経路に沿って移動します。研究者は、細胞の周囲の ECM が核内の遺伝子の活動に影響を与える可能性があることもわかっています。ECM に関する情報は、機械的および化学的シグナル伝達経路の組み合わせによって核に届くと考えられます。機械的シグナル伝達には、フィブロネクチン、インテグリン、細胞骨格の微小フィラメントが関与します。細胞骨格の変化は、細胞内の化学シグナル伝達経路を誘発し、細胞によって生成されるタンパク質セットの変化、ひいては細胞機能の変化につながります。このように、特定の組織の ECM は、その組織内のすべての細胞の行動を調整するのに役立つ可能性があります。細胞間の直接的な接続も、この調整に機能します。^[1]