細胞骨架（cytoskeleton）是指真核細胞中的蛋白纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)較晚，主要是因為一般電鏡制樣采用低溫（0-4℃）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。直到20世紀60年代后，采用戊二醛常溫固定，才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。
細胞骨架不僅在維持細胞形態(tài)，承受外力、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性方面起重要作用，而且還參與許多重要的生命活動（圖1），如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離，在細胞物質(zhì)運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向轉(zhuǎn)運；在肌肉細胞中，細胞骨架和它的結(jié)合蛋白組成動力系統(tǒng)；在白細胞的遷移、精子的游動、神經(jīng)細胞軸突和樹突的伸展等方面都與細胞骨架有關(guān)。另外，在植物細胞中細胞骨架指導(dǎo)細胞壁的合成。
細胞骨架由微絲（microfilament）、微管（microtubule）和中間纖維（intemediate filament）構(gòu)成。微絲確定細胞表面特征，使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器（membrane-enclosed organelle）的位置和作為膜泡運輸?shù)膶?dǎo)軌。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。
微絲、微管和中間纖維位于細胞質(zhì)中，又稱胞質(zhì)骨架，它們均由單體蛋白以較弱的非共價鍵結(jié)合在一起，構(gòu)成纖維型多聚體，很容易進行組裝和去組裝，這正是實現(xiàn)其功能所必需的特點。
廣義的細胞骨架還包括核骨架（nucleoskeleton）、核纖層（nuclear lamina）和細胞外基質(zhì)（extracellular matrix），形成貫穿于細胞核、細胞質(zhì)、細胞外的一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1為細胞骨架的主要功能
細胞骨架是細胞功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在外界刺激或在細胞分裂、分化過程中，細胞形態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，這和信號傳導(dǎo)調(diào)控細胞骨架的動態(tài)學(xué)變化分不開的。細胞骨架作為真核細胞中的動態(tài)蛋白纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由微絲(microfilaments, MF)、微管(microtubules, MT)和中間纖維構(gòu)成(intermediate filaments, IF)。MF是由肌動蛋白聚合而成的多聚體, 廣泛存在于真核細胞應(yīng)力纖維、黏著斑、偽足和收縮環(huán)中, 其結(jié)構(gòu)組成單元球狀肌動蛋白(globular actin, G-actin)在ATP和多種微絲相關(guān)蛋白的作用下, 通過與絲狀肌動蛋白(filamentous actin, F-actin)不斷組裝和解聚的轉(zhuǎn)換, 參與調(diào)控細胞形態(tài)改變、黏附、遷移和胞質(zhì)分裂等行為。MT由α-tubulin和β-tubulin聚合組成, 在微管相關(guān)蛋白的作用下組裝形成中空管狀結(jié)構(gòu), 在細胞內(nèi)物質(zhì)運輸與胞質(zhì)分裂中扮演重要角色。MF和MT細胞骨架相互聯(lián)系、相互依賴, 共同參與調(diào)控細胞行為(Bailly M,2002； Miranti C.K,2002)。
細胞遷移是惡性腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵步驟，細胞骨架和其結(jié)合蛋白是細胞遷移過程的物質(zhì)基礎(chǔ)，細胞定向運動需要細胞骨架的參與，尤其是由肌動蛋白組成的微絲骨架。MF和MT不僅在穩(wěn)定細胞形態(tài)、承受外力刺激、維持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性中起重要作用, 而且還參與調(diào)控細胞遷移、黏附、分裂以及細胞內(nèi)信號傳遞。其中, cAMP介導(dǎo)的信號通路與細胞骨架之間存在的互動效應(yīng)與細胞增殖、凋亡、黏附、遷移等細胞行為密切相關(guān), cAMP依賴的蛋白激酶A（PKA）作為cAMP依賴的主要靶向蛋白, 參與了這些過程。PKA通過磷酸化作用激活RhoA, RhoA激活后除了進一步激活下游通路外, 還增強與Rho二磷酸鳥苷解離抑制因子(RhoGDI) 的結(jié)合能力, 從而反向抑制RhoA活性（Mehlen, P，2006）。
整合素是細胞表面一類重要的兼具粘附和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能的受體，它是由α和β亞基通過非共價鍵組成的異二聚體。細胞外基質(zhì)蛋白，如纖粘連蛋白、層粘連蛋白和膠原等是其主要配體；其次還有一些細胞表面分子，可溶性蛋白等也可與整合素結(jié)合。通過胞外段與胞內(nèi)段與細胞骨架、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和其它一些蛋白相結(jié)合，整合素象是一座橋梁介導(dǎo)了細胞內(nèi)外之間的雙向信息傳遞。整合素可以與細胞骨架之間的雙向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，（一）從細胞骨架到整合素，整合素在沒有與結(jié)合時是分散在細胞表面的，而且不與肌動蛋白細胞骨架相連，一旦與ECM中的配體結(jié)合，則通過其胞內(nèi)域與細胞骨架發(fā)生聯(lián)系，并發(fā)生簇集。(二)從整合素到細胞骨架,整合素可反饋調(diào)節(jié)細胞骨架的組裝，整合素介導(dǎo)的粘附自身就可以激活Rho家族小G蛋白（Mitra S.K，2005；Larsen M,2003； Turner C.E,2000)。