T淋巴细胞基础生物学从起源到功能

　　从基础研究到临床应用还有很长的路要走，但这也是每个新技术都必须经历的过程，但基础研究必不可少。T淋巴细胞，简称T细胞，即胸腺依赖性淋巴细胞，是淋巴细胞的主要组分。T细胞具有多种生物学功能，如直接杀伤靶细胞、辅助或抑制B细胞产生抗体，对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等，是身体中抵御疾病感染、肿瘤形成的斗士。
　　T细胞产生的免疫应答是细胞免疫，细胞免疫的效应形式主要有两种：与靶细胞特异性结合，直接杀伤靶细胞；另一种是释放淋巴因子，使免疫效应放大和增强。
　　1hrT细胞的起源
　　T细胞和B细胞是适应性免疫的主要力量。T细胞是机体抗感染，抗肿瘤的主力军，同时也参与自身免疫病。
　　不同于其他免疫细胞，T细胞需要在胸腺中发育。T细胞发育始于造血干细胞（来源于胎儿骨髓和肝脏），T细胞的祖细胞达到胸腺，在那里完成了复杂的发育过程。
　　2hr胸腺：T细胞发育的场所T细胞的发育依赖于胸腺的存在。若胸腺不存在，T细胞的产生受到严重损害。DiGeorge综合征的患者，22q11染色体缺失和罕见的FOXN1缺陷患者，均为无法生成完整的胸腺，两种类型的患者表现出免疫缺陷T细胞。这两类疾病，胸腺组织的移植能够恢复T细胞的发育和功能。
　　这些表明：胸腺在成熟和外周T细胞的产生中的基础作用。
　　胸腺提供了支持T细胞发育所必需的独特的微环境。胸腺不仅是T细胞前体的家园，也是各种基质细胞的家园，包括内皮细胞、成纤维细胞，以及重要的胸腺上皮细胞（TECs），这些细胞是选择功能性T细胞的基础。
　　胸腺分为内外区，皮层和髓质，在T淋巴细胞发育中有不同功能。原因是不同区域TECs不同：皮质胸腺上皮细胞（cTECs）和胸腺髓质上皮细胞（mTECs）。cTECs和mTECs通过它们在胸腺内的位置来区分。胸腺上皮细胞分泌不同的蛋白等，促进成熟T细胞发育和自身反应性T细胞的清除。胸腺T细胞的发育，是一个精确编排的过程，包括与特定部位，特定细胞类型的相互作用。循环中的T细胞前体，首先通过皮质髓质交界处的血管进入胸腺。在来自基质细胞（如cTECs）的引导下，未成熟的胸腺细胞进入皮质区域，在那里获得T细胞谱系发育倾向。随着胸腺细胞分化，经过双阴性（DN）阶段，细胞进一步迁移到皮质，进入囊下区域。T细胞受体重排后，双阳性（DP）胸腺细胞分布在皮质区，与cTECs的相互作用介导阳性选择。伴随着这些细胞进入胸腺的髓质。一旦进入髓质区，与mTECs的相互作用支持了成熟T细胞的阴性选择，从而确保了自身反应性T淋巴细胞的清除。存活的单阳性（SP）胸腺细胞作为成熟T淋巴细胞离开胸腺。
　　3hr常见淋巴祖细胞个体发育早期，造血祖细胞（HPC）产生共同髓系祖细胞（CMP）和共同淋巴系祖细胞（CLP）。淋巴系祖细胞可产生T淋巴细胞，髓系祖细胞则不可以。在命运分岔事件中，髓系祖细胞中建立了一系列表观遗传修饰，使细胞内的淋巴分化程序沉默，并进一步是红细胞、粒细胞和髓样细胞潜力。相反，淋巴系祖细胞启动程序，可使其后代发育成T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞等。T细胞的发育仅在迁移进入胸腺后发生，而B细胞、NK细胞发育则发生在骨髓和胎儿肝脏中，也不需要迁移。
　　T细胞移入胸腺不是随机事件，造血祖细胞是利用特定的归巢分子来促进这一过程的。循环淋巴系祖细胞有一部分表达趋化因子受体（如CCR7和CCR9）和归巢分子（P选择素糖蛋白配体1，PSGL1）。正是它们使循环的淋巴系祖细胞重新进入胸腺，进一步变成T淋巴细胞。
　　早期胸腺祖细胞（ETP）
　　第一个胸腺的造血细胞：早期胸腺祖细胞（EarlyThymicProgenitor，ETP）。ETP细胞不会在胸腺中一直存在，必须源源不断地从骨髓中的造血干细胞中产生。进入胸腺后，这个造血细胞群的B细胞分化潜力就会消失，但可分化为NK细胞。
　　双阴性胸腺细胞（DN）在胸腺中，T细胞从ETP细胞发育而来，其特征是特定的表面分子的表达。最早阶段的特征是，在成熟胸腺T细胞表面上没有CD3、CD4和CD8表达，此时成为双阴性胸腺细胞（DN）。严格意义上，理论上的的DNT细胞就是这些。但实际获取的细胞中含有很多的T细胞。
　　4hrT淋巴细胞受体重排和选择
　　T细胞谱系发育的一个重要步骤是功能TCR的重排，从而表达或TCR。RAG蛋白在双阴性胸腺细胞早期被诱导表达，引发TCR，和的重组。VDJ（或VJ）基因座重组产生成功的、框内重排；否则细胞将停滞并且死亡。
　　T细胞T细胞谱系信号，通过新重排的TCR复合物传导，促进T细胞的成熟向外周输出。检查点的发育对于T细胞谱系的选择是重要，如果不成功，则重新向T细胞发育。
　　T细胞进入T细胞发育，其检查点不同于T细胞。当TCR基因产生重排时，该蛋白将与preT链配对，形成preTCR复合体。preTCR复合物与CD3分子相互作用，诱导细胞内的本构信号传导。
　　选择和双阳性胸腺细胞preTCR复合物在DN胸腺细胞中的信号传递，促进选择过程，细胞发生增殖爆发，并抑制链重排。选择之后，胸腺细胞开始表达CD4和CD8，称之为双阳性胸腺细胞（DP）。随后DP细胞表达TCR，其实有少部分进入外周变成CD4或者CD8单阳性T细胞。
　　5hr阳性选择和阴性选择阳性选择，会促进双阳性（DP）胸腺细胞的存活，其T细胞受体（TCR），可与胸腺皮质上皮细胞表达的MHC自身肽复合物相互作用。
　　阳性选择
　　胸腺中的阳性选择，是由TCR与MHC结合的能力决定的。选择时，未成熟T细胞必须协调CD4或CD8共受体与MHC的表达。如果胸腺细胞被MHCI所选择，T细胞将利用CD8共受体，形成CD8单阳性T细胞。如果双阳性（DP）胸腺细胞被MHCII所选择，则T细胞将维持CD4共受体的表达，形成CD4单阳性T细胞。
　　阴性选择阴性选择通过诱导胸腺细胞中的细胞凋亡，来清除自反应性T细胞（这群胸腺细胞表达对自身肽具有高亲和力的TCR），从而促进中心耐受性。
　　T细胞发育的决定因子
　　T细胞分化成CD4和CD8T细胞有两种关键转录因子，分别是POZkruppel因子（ThpOK）和Runt相关的转录因子3（Runx3）。这两种因子起反调节作用。ThPOK通过抑制Runx3的表达，促进CD4T细胞的发育，抑制CD8T细胞的发育。相反地，Runx3促进CD8T细胞的发育，抑制CD4T细胞的发育。
　　T淋巴细胞迁移到外周血转录因子kruppel样因子2（Klf2），是负责T细胞迁移的分子。经阳性和阴性选择后的单阳性细胞，Klf2表达增加，增加S1P1和L选择素的表达。S1P1和L选择素则在T细胞向外周血迁移中起重要作用。
　　注：原文作者挑食的喵，首发公众号闲谈Immunology，已获授权，干细胞者说对其进行润色，部分内容重新翻译，以飨读者。
　　主要参考文献〔1〕LaurieE。Harrington，TCellDevelopment，Chapter8，ClinicalImmunology，2019〔2〕MohammedS。Chaudhry，Thymus：thenext（re）generation，ImmunologicalReviews2016Vol。271：5671〔3〕TheMechanismsofTCellSelectionintheThymus，TrendsinImmunology，2017
　　乘干细胞之东风火爆外泌体的崛起
　　END
　　科普情怀责任