Fibronectin ist ein vielseitiges und essenzielles Glykoprotein, das in der extrazellulären Matrix (EZM) und im Blutplasma vorkommt. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Zelladhäsion, der Signalübertragung zwischen Zellen und ihrer Umgebung sowie bei der Organisation und Stabilisierung der EZM. Fibronectin ist in der Lage, eine Vielzahl von Zellrezeptoren und molekularen Komponenten der EZM zu binden, was es zu einem Schlüsselmolekül für zahlreiche physiologische und pathophysiologische Prozesse macht.

Strukturell handelt es sich bei Fibronectin um ein großes dimeres Protein, das aus zwei Untereinheiten besteht, die über Disulfidbrücken am C-terminalen Ende miteinander verbunden sind. Jede Untereinheit enthält mehrere funktionelle Domänen, die spezifische Bindungsstellen für Kollagen, Fibrin, Heparin und Integrine bereitstellen. Diese modularen Domänen ermöglichen es Fibronectin, eine Brückenfunktion zwischen Zellen und der EZM einzunehmen und verschiedene biologische Prozesse zu steuern. Besonders hervorzuheben ist die RGD-Sequenz (Arginin-Glycin-Asparaginsäure) in der Integrin-Bindungsdomäne, die eine spezifische Interaktion mit Zelloberflächenrezeptoren vermittelt und eine entscheidende Rolle bei der Zellmigration und -adhäsion spielt.

Fibronectin existiert in zwei Hauptformen: als lösliches Plasmafibronectin im Blut und als unlösliches zelluläres Fibronectin, das in der EZM lokalisiert ist. Plasmafibronectin wird von Hepatozyten in der Leber produziert und zirkuliert im Blut, wo es an der Blutgerinnung, der Wundheilung und der Immunantwort beteiligt ist. Zelluläres Fibronectin hingegen wird von Fibroblasten und anderen Zellen synthetisiert und ist ein integraler Bestandteil der EZM. Es ist entscheidend für die Struktur der Matrix und die mechanische Stabilität von Geweben.

In der Embryonalentwicklung ist Fibronectin unentbehrlich für die Zellwanderung und Gewebeorganisation. Es leitet Zellen entlang spezifischer Pfade und trägt zur Morphogenese bei. In der Wundheilung wirkt Fibronectin als Gerüstprotein, das die Migration von Fibroblasten und anderen Zellen in das Wundgebiet erleichtert, um geschädigtes Gewebe zu regenerieren. Dabei unterstützt es auch die Ablagerung von Kollagen und anderen Matrixproteinen. In der Tumorbiologie wird Fibronectin zunehmend untersucht, da es an Prozessen wie der Invasion und Metastasierung von Krebszellen beteiligt ist. Es kann in der Tumorumgebung überexprimiert sein und die Migration sowie das Überleben von Tumorzellen fördern.

Fibronectin ist darüber hinaus ein wichtiges Signalprotein, das über seine Interaktion mit Integrinen und anderen Rezeptoren intrazelluläre Signalwege reguliert. Diese Signalwege beeinflussen Zellproliferation, Differenzierung und Apoptose und sind an der Anpassung der Zellen an mechanische und chemische Veränderungen in ihrer Umgebung beteiligt. Dysfunktionen oder Veränderungen in der Expression und Struktur von Fibronectin werden mit einer Vielzahl von Krankheiten assoziiert, darunter Fibrose, Arteriosklerose und Krebs.

Die Vielseitigkeit und zentrale Bedeutung von Fibronectin für die Zellbiologie und die Gewebeorganisation machen es zu einem der Schlüsselproteine in der Biologie von mehrzelligen Organismen. Durch seine Fähigkeit, eine Vielzahl von Molekülen zu binden und Zellverhalten zu regulieren, ist es nicht nur für die normale Physiologie, sondern auch für die Pathogenese zahlreicher Erkrankungen von grundlegender Bedeutung.