細胞外マトリックス（extracellular matrix; ECM）は、タンパク質と炭水化物からなる複雑で動的な3次元ネットワークであり、周囲の細胞に構造的および生化学的な支持を与えている。細胞の外側に存在し、全身の組織や臓器に存在する。ECMは、細胞接着、遊走、分化、組織発達な ど、様々な生理的プロセスにおいて重要な役割を果たしている。
細胞外マトリックスの成分
- タンパク質
- コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチンな どの線維性タンパク質は、ECMの主要成分である。これらのタンパク質は、引っ張り強さ、弾力性、 細胞の足場となる。
- プロテオグリカン
- コアタンパク質と結合したグリコサミノグリカン（GAG）鎖から成る大きな分子。プロテオグリカンは水分の維持に役立ち、ECMのゲル状の特性に寄与する。
- 糖タンパク質
- 細胞接着を促進するラミニンやフィブロネクチンなどの接着性糖タンパク質を含む。
細胞外マトリックスの機能
- 構造的支持
- ECMは組織や臓器に機械的支持と構造を提供する。例えばコラーゲンは繊維状のタンパク質で、結合組織に引っ張り強度を与える。
- 細胞接着
- フィブロネクチンやラミニンなど、ECMに含まれる接着性糖タンパク質は細胞接着を促進する。細胞は細胞表面レセプターを介してこれらのタンパク質と相互作用する。
- 細胞シグナル伝達
- ECMには、成長、分化、アポトーシスなど様々な細胞プロセスを制御するシグナル伝達分子が含まれている。
- 組織の発達と修復
- ECMは胚発生期の組織発達に不可欠であり、成体では組織の修復と再生に重要な役割を果たしている。
- バリア機能とフィルター機能
- ECMは、異なる組織区画間の細胞や分子の移動を制限するバリアとして働くことができる。
細胞外マトリックスの動態とリモデリング
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ECMは静的なものではなく、絶えずリモデリングとターンオーバーを繰り返している。細胞はマトリックスメタロプロテアーゼ（MMPs） などの酵素を産生し、ECM構成成分を分解、改良する。
ECMのリモデリングは、創傷治癒、組織再生、環境的合図への応答などのプロセスにおいて極めて重要である。
細胞外マトリックスは、生体内の組織や器官の機能に不可欠であり、細胞の挙動に影響を与え、生体システムの全体的な構造と恒常性に寄与している。様々な組織は、その特異的な機能と力学的要求に合わせて、ECM成分のユニークな組成を持っている。
この記事の著者：仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号
