包括人类在内的所有动物都受到其生存环境的影响——我们体内的细胞也不例外。细胞生活在一个动态的纤维和流体网络中，其中包含许多生物聚合物，为人体组织提供结构支持。这种网络被称为“细胞外基质(ECM)”，由于其与嵌入细胞的相互作用，在许多器官(如骨、肌腱、心脏、肌肉、肝脏、大脑)的正常发育和疾病进展中起着重要作用。

图1所示。细胞- ecm和细胞-细胞机械转导模型。

通过ECM与组织细胞之间的相互作用，外部机械刺激和生化信号在细胞内转化为信号。这一过程被称为“机械转导”，它有助于控制细胞形态和功能，包括重塑ECM的细胞过程，从而导致ECM及其内细胞之间的复杂反馈。在这篇综述中，我们将重点关注机械转导在两个不同组织中的作用:肌腱，作为肌肉骨骼系统的一部分，心脏，作为心脏系统的一部分。

我们的肌腱和心脏的常驻细胞通过细胞表面受体介导的细胞-ECM附着物来感知ECM刚度，这是影响细胞行为的最深刻和研究最充分的力学特性之一。尤其是整合素，它是一种在细胞内部将ECM与细胞骨架结合的粘附蛋白，在细胞的力传递、力平衡和信号转导中起着重要作用。肌腱和心脏组织具有不同的组成和功能，在正常体内平衡和疾病进展过程中，它们的ECM发生了变化。尽管病变肌腱和心脏中的ecm在机械上、结构上和组成上以截然不同的方式响应各自的疾病发病源，但这两种组织中的细胞使用相似的机械转导机制来响应环境的变化。尽管大量的实验数据记录了ECM和细胞机械转导之间的核心相互作用，但目前改善功能失调的ECM和细胞机械感应的临床治疗是有限的。除了继续使用传统的人类和动物模型系统外，呈现独特的ECM恢复的新动物模型可能会激发创新的治疗方法。考虑到基质刚度的改变通常是肌腱和心脏疾病(包括肌腱病和心力衰竭)的基础，了解ECM如何在生物化学和机械上重塑和再生，可能会导致针对功能失调的ECM的新治疗策略。

弗里德曼BR¹，叫ND²，到湖底CN¹，张年代¹，海恩斯PG^3.，Ong KL⁴，Janmey PA^5
1美国宾夕法尼亚大学生物工程系，费城，宾夕法尼亚州
²美国宾夕法尼亚大学化学与生物分子工程系
^3.美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学心血管医学部
⁴美国宾夕法尼亚大学细胞与发育生物系，费城，宾夕法尼亚州
⁵美国宾夕法尼亚大学生物工程系，费城，宾夕法尼亚州
美国费城宾夕法尼亚大学生理学系

出版

(天)功能性细胞外基质。
Freedman BR, Bade ND, Riggin CN, Zhang S, Haines PG, Ong KL, Janmey PA
生物化学学报，2015年11月

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