又称核基质。细胞核内由纤细的纤维蛋白构成的网络系统。填充于核内空间，将核仁和染色质等网络于其网架中，与核膜内侧的核内板层(Nuclear lami-na)，核孔复合体及细胞质的中间纤维在结构上互相连系。组成成分较复杂，已知含十几种蛋白成分，主要为非组蛋白性的纤维蛋白及少量RNA，纤维的粗细不一，直径3～30 nm左右。与DNA在细胞核内的有序排列、DNA的包装和复制、基因表达、染色体构建以及细胞的分化和癌变等都有密切联系。
核骨架
核骨架是存在于真核细胞核内的网架结构体系。核骨架与DNA复制、基因表达和染色体构建等关系密切。目前对核骨架有两种理解：狭义的核骨架就是核基质，即细胞内除核被膜、核纤层、染色质和核仁以外的，以纤维蛋白成分为主并含有少量RNA的三维网架结构体系；广义的核骨架包括核基质、核纤层和核孔复合体。
核骨架的存在长期为人们所忽视。70年代中期，有人首先将核骨架（核基质）作为细胞的独立结构体系进行研究，他们用核酸酶与高盐缓冲液对细胞核进行处理，将染色质抽提后，发现核内仍残留有纤维蛋白网架结构，称之为核基质。近年来核骨架的研究方法有很大进展，采用选择性生化抽提与整装电镜技术及特异包埋——去包埋剂电镜技术相结合，可以清楚地显示核骨架——中间纤维结构体系。
核骨架的成分 核骨架的成分较复杂，不象细胞质骨架，诸如微丝、微管与中间纤维那样，由非常专一的蛋白质成分构成。目前一般认为核骨架的主要成分是纤维蛋白，并含有少量RNA。RNA与蛋白质构成核糖核蛋白复合物。RNA的含量虽然很少，但它对保持核骨架三维网络的完整性可能是必须的，因为用RNase处理后，核骨架纤维的三维结构有很大改变。核基质的蛋白组分尚未完全确定，由于抽提方法步骤不一，电泳显示的蛋白成分有一定差异。迄今为止已测定核基质约含有十多种蛋白成分，多数是非组蛋白性的纤维蛋白，其中相当部分是含硫蛋白，分子量多在40 000—60000之间，近年有人提出在核基质成分中有一种分子量52 000的蛋白，与染色质基质结合很紧密，可能有重要的功能。核基质的蛋白成分随细胞生理功能的改变有所变化。如有人发现癌细胞核基质蛋白成分与正常细胞相比有明显变化。当He-La细胞被腺病毒感染6h与24h后，在核骨架中会分别出现分子量为28 000和42 000的两种新蛋白成分。在衰老的HeLa细胞核骨架内也出现这种类似的蛋白。亦有人报道在衰老细胞核骨架中出现分子量为220 000的蛋白成分。认为这种蛋白与细胞衰老有密切关系。核基质—核纤层—中间纤维相互连接形成贯穿于细胞核和细胞质的独立的网络结构体系。电镜下观察到间期细胞核内核基质纤维粗细不一，直径3—30 nm，呈精细的三维网络结构，充满整个核内空间。核纤层纤维蛋白网络仅分布在核被膜下，呈片层状。核基质纤维和中间纤维都与核纤层相连接，核孔复合体既与核纤层，也与核基质纤维连接，核仁被网络在核基质纤维网架中。核骨架、核纤层与中间纤维虽然成分不同，但有相似的物理性质，对盐溶液的处理具有比微丝、微管更高的稳定性。核骨架、核纤层与中间纤维相互之间有结构上的连接，形成贯穿核质的网络系统，因此有人认为它是细胞内的另一独立的骨架体系。
尽管核骨架的成分尚不完全清楚，但核骨架作为细胞核内容客观存在的结构体系已得到公认，并发现细胞核骨架与细胞内重要生命活动，如DNA复制、RNA转录与加工、染色质构建及病毒复制等有密切关系。
核骨架的功能 1975年有人首先报道DNA复制与核骨架有关，进一步的研究(1980)表明新合成的DNA结合在核骨架上，并认为DNA复制的位置是在核骨架上。他们用大鼠再生肝细胞与体外培养的3T3细胞为材料，以3H—TdR进行脉冲标记，然后分离核骨架进行测定，与核骨架紧密结合的DNA中大都是新合成的DNA。对照试验表明这种结合并非提取过程中产生的非专一性结合。电镜自显影进一步表明，DNA复制位点遍布于核骨架上。据此，他们还提出了一个DNA在核骨架进行复制的模型，推测DNA复制复合体均锚锭在核骨架上。近年来的一系列工作说明DNA复制点连续不断地结合在核骨架上，DNA聚合酶在核骨架上可能有特定的结合位点，认为DNA复制的支架是核骨架，只有复制起始点结合到核骨架时DNA合成才能起始。
核骨架与基因表达关系的研究工作大致可分为两方面：
❶核骨架与基因转录活性的关系；
❷核骨架与RNA加工修饰的关系。实验表明在鸟类和哺乳类动物中基因转录与核骨架有关。最初的工作发现新合成的RNA紧密结合在核骨架上，RNA聚合酶在核骨架上具有结合位点。以后又注意到正在转录的基因紧密结合在核骨架上。利用雌性激素能促进鸡输卵管细胞卵清蛋白基因转录活性增高，而且发现只有活跃转录的卵清蛋白基因才牢固地结合在核骨架上，不被转录的基因不与核骨架结合。在β-珠蛋白合成旺盛的鸡网织红细胞中得到类似结果。采用分子杂交和电镜技术发现β-珠蛋白基因紧密结合在核骨架上，从而认为基因只有结合在核骨架上才能进行转录。但在以果蝇为实验材料的实验中得到不同结果，有人以“热刺激”这一经典的实验模型为基础，发现热刺激基因在常温条件（转录活性低）与高温条件 （转录活性高）下，均能与核基质结合，无明显差异。作为对照的肌动蛋白基因在正常条件下（转录活性高）和高温条件下（转录活性大大降低），均与核基质结合，说明果蝇中基因表达与核骨架无明显的关系。
核骨架与染色体构建有密切关系。DNA复制环是真核细胞DNA高级结构的基本单位，每一个体细胞中约含有95 000个复制环，已知DNA复制与转录时以复制环的形式锚锭在核骨架纤维上。这样多的DNA复制环与核基质纤维网架如何构建成染色质？有人提出DNA复制环与核基质共同构建染色体的模型。核小体盘绕折叠形成直径为30 nm的螺线管，螺线管可能是DNA最佳复制与转录状态。由螺线管所形成的DNA复制环结合在核基质纤维上，同一平面上18个DNA复制环以核基质为中心，呈放射状排列形成微带，微带是染色质高级结构的单位，大约106个微带以核基质纤维为轴心，支架沿纵轴构建成为子染色体。这个模型将核基质与染色体支架等同起来。但一些细节尚不清楚，尤其是核骨架与染色体支架的关系以及它们在细胞周期中的变化，有报道显示间期细胞中核基质的蛋白质成分与染色体支架有相似之处。有人认为间期细胞中，虽然染色体的结构已不存在，但DNA复制环与核骨架相结合的结构形式还保存着。这种结构形式适合基因复制与表达。
病毒的生命活动必须依赖于宿主细胞。实验表明胞质发生的病毒的代谢并不是在细胞的可溶性介质中进行，其基因复制、转录、翻译及病毒装配与细胞质骨架有密切关系。近年来的工作显示核内DNA病毒的复制与装配过程与核骨架有关。首先发现单纯疱疹病毒的核壳体在核骨架上进行装配，以后又发现腺病毒DNA有结合在核骨架上的现象。腺病毒的mRNA在拼接过程中能与核骨架结合，腺病毒早期表达的蛋白质结合在核骨架上。腺病毒工厂由核骨架纤维网所支撑，病毒依靠网架进行装配，正在装配的病毒及其亚结构单位与已装配好的病毒均结合在核骨架上。分子杂交实验表明不论是早期转录的mRNA还是晚期转录的mRNA在修饰与拼接之前分子量较大，均首先结合在核骨架上。而核池内与胞质内的mRNA分子量较小，是修饰之后的mRNA。进一步用3H—U标记细胞说明，腺病毒mRNA首先在核骨架上合成，然后转移到核池与胞质。正在活跃转录的腺病毒基因紧密结合在核骨架上，而非活性的基因与核骨架不紧密结合，腺病毒基因的活性与它是否在核骨架上锚锭有关。上述结果表明作为外源基因的病毒DNA，其基因表达过程与高等生物细胞自身基因表达具有相似的规律，即基因表达过程与核骨架有密切关系。核骨架的主要功能可能是维持核内空间有序性，基因在细胞核内的有序表达可能与核骨架有关。在一定时间内，细胞核内只有极少数的基因在活跃地表达，其他基因暂时处于关闭状态。从实验结果看，基因的开放与关闭与它们在核骨架上是否锚锭有关。从逻辑推理，基因组在核骨架上锚锭后，可以为DNA解螺旋得到更好支撑，从而得到更合适的空间，使DNA与聚合酶有更多的接触面，为DNA的转录提供合理的空间与有利的条件。