第二节　T淋巴细胞的发育与成熟 (Development and Maturation of T Lymphocytes)

T细胞的全称为胸腺依赖性淋巴细胞(thymus-dependent lymphocyte)，骨髓的淋巴样干细胞进入胸腺，在胸腺微环境作用下，获得功能性TCR表达、MHC限制性以及自身耐受，逐渐分化为成熟的T细胞。

HSC来源的淋巴样干细胞进入胸腺后，称为胸腺细胞，其分化发育经过两个阶段和两个选择：①早期胸腺细胞主要表型为CD4^－CD8^－，称为双阴性细胞(double negative cell，DN)，DN细胞进一步分化为CD4⁺CD8⁺双阳性细胞(double positive cell，DP)；②DP细胞经历阳性选择并获得MHC限制性；然后经历阴性选择，获得对自身抗原的耐受性，最终发育为成熟的、仅表达CD4或CD8的单阳性(single positive cell，SP)T细胞，然后迁出胸腺，移居于外周免疫器官和组织中(图9-2)。

一、阳性选择(positive selection)

早期胸腺细胞位于胸腺皮质浅层，其细胞表面分子表达CD2、CD5，无CD4、CD8表达，故又称为双阴性细胞(double negative cell，DN)。随着胸腺细胞逐渐向皮质深层迁移，DN细胞先后发生TCRβ基因和TCRα基因重排，并逐渐表达功能性TCR。与此同时，DN细胞逐渐表达CD4和CD8分子，这种具备CD4、CD8的胸腺细胞，又称为双阳性细胞(double positive cell，DP)。DP细胞在胸腺迁移过程中，经历阳性选择过程并获得MHC限制性。若DP细胞TCRαβ能与胸腺皮质上皮细胞表面MHCⅡ类或MHCⅠ类分子以适当亲和力结合，即继续分化为CD4⁺或CD8⁺单阳性细胞(single positive cell，SP)：与MHCⅠ类分子结合的DP细胞其CD8表达水平增高，不再表达CD4；与MHCⅡ类分子结合的DP细胞其CD4表达水平增高，不再表达CD8。

若DP细胞不能与MHC分子结合或亲和力过高，则在胸腺皮质中发生凋亡(apotosis)。大约95%的DP细胞发生凋亡，其中仅约5%DP细胞经历阳性选择而存活。该选择过程赋予成熟的CD4^－CD8⁺T细胞和CD4⁺CD8^－T细胞分别具有识别自身MHCⅠ类和MHCⅡ类分子的能力，由此发育中的T细胞获得MHC限制性特性。

图9-2　T细胞在胸腺中的分化成熟过程

二、阴性选择(negative selection)

分布于胸腺皮质与髓质交界处的树突状细胞(DC)和巨噬细胞均高表达自身肽/ MHCⅠ或自身肽/MHCⅡ类分子复合物。而经历阳性选择后的SP细胞在经历此位置时，若能与此自身肽/MHC分子复合物发生高亲和力结合者发生凋亡，其中不能识别该复合物的SP细胞则能继续发育。由此，SP细胞通过阴性选择而获得对自身抗原的耐受性特性。

HSC来源的胸腺依赖性淋巴细胞经历了阳性选择和阴性选择，最终分化为成熟的、具有MHC限制性、仅识别异物抗原的CD4⁺CD8^－或CD4^－CD8⁺细胞，此为具有免疫功能的成熟T细胞，通过淋巴输出管离开胸腺迁移到外周血液中，并迁移、定居于外周淋巴器官和组织。

三、T淋巴细胞抗原识别受体(TCR)发育

1.TCR基因结构

TCR的α、β、γ和δ链分别由不同的基因编码。TCRα链基因群位于人染色体14q11上，包括V、J和C三组基因。胚系Vα基因约含50～100个节段，Jα基因至少含有50个节段，Cα基因只有一个节段；TCR的δ基因位于Vα和Jα基因蔟之间，包括V、D、J和C四组基因；TCRβ链基因群位于人染色体7q32，包括V、D、J和C四组基因，Vβ约有100个基因节段；TCR的γ链有V、J和C三组基因，Vγ基因已经发现有8个(图9-3)。

图9-3　TCR基因结构分布

2.TCR基因重排

T细胞在发育成熟过程中，其TCR发生基因结构重排，最终获得TCR抗原识别多样性。最早开始表达的T细胞特异性基因是CD3δ；然后出现pre-TCR替代轻链pTα(gp33)的mRNA，以及TCRβ的胚系转录本；其后是RAG-1和RAG-2(recombination activation gene-1、gene-2)表达。与此同时，在RAG作用下，TCRβ基因进行V、D、J基因片段重排及表达。至此，在细胞表面出现由pTα与TCRβ组装而成的pre-TCR，其与CD3(γ、δ、ε链)共同开始行使信号转导功能，可诱导下列效应：①T细胞进一步增殖(克隆扩增)；②暂时性下调RAG-1和RAG-2表达；③关闭TCRβ基因的进一步重排，以确保只有一个TCRβ等位基因重排，此谓等位基因排除(allelic exclusion)。同时，TCRα基因也开始重排，但该基因V、J片段正常水平的重排发生在细胞已回复至静止状态后，因在此前RAG活性尚处于抑制状态。最后，这些细胞表达成熟的TCRαβ；而pTα以及RAG-1和RAG-2表达被关闭。只有表达功能性TCRαβ的细胞才能经历选择过程。TCR多样性的机制涉及组合多样性、连接多样性，但没有体细胞的高频突变。由于具备了胚系基因片段组合、VJ、VDJ连接多样性、连接机动性、N区核苷酸插入、两条链的组合多样性等机制，最终使TCR多样性达到10¹⁵～10¹⁸之多。