T 淋巴细胞(简称 T 细胞,胸腺依赖性淋巴细胞,T 来源于胸腺英文thymus首字母)来源于骨髓中淋巴样祖细胞,在胸腺中分化、发育、成熟。在接受有序、规范的“培训”之后,成熟 T 细胞进入血液,迁移至外周淋巴组织(如脾脏、淋巴结等)。在接受抗原刺激后,成熟的Naive T 细胞分化为效应性或记忆性 T 细胞,参与适应性免疫。T 细胞为何从骨髓迁移至胸腺,又为何在外周血和外周免疫器官之间循环呢?这与 T 细胞表达的归巢受体有关,如L-选择素和S1PR1等。T 细胞从血管→浅皮质→深皮质→髓质的时序移行是 T 细胞发育的关键之所在!这些内容在《詹韦免疫学》中有非常详细的描述。在与MHC分子抗原肽接触以后,Naive T 细胞分化发育为不同功能状态的 T 细胞亚群,并表达新的归巢受体,从而“归巢”到新的部位。T 细胞分类的依据很多,功能各异,同时在外周免疫器官和肿瘤微环境中的类型又有所不同,更增加了认识的难度。细胞表面分子和细胞内转录因子是 T 细胞分群的主要依据,是为了方便交流和研究的人为标志。在科研活动中,T 细胞分群往往是以流式检测为依据来进行的。进入单细胞时代,T 细胞亚群注释也已经比较成熟了,尤其是张泽民老师的一系列文章发表之后。CD45分子是单链跨膜蛋白,在所有免疫细胞上都有表达。不同T 细胞亚群表达不同的CD45分子亚型,常用来区分T 细胞的分化状态。TCR-CD3复合物是T 细胞特有的分子,在所有T 细胞表面均有表达,由T 细胞受体TCR和CD3分子以非共价键结合而行成。TCR识别特异性抗原,CD3向细胞内传递信号,共同完成信号传导功能。目前,T 细胞亚群的特征逐渐已趋于明确,我们依据Nature Review Immunology综述和干细胞者说公众号的步步先生对其进行的翻译和整理。特此说明和感谢!T 细胞成熟前过程包括起源、基因重排和阴阳性选择等,本次主要分享成熟 T 细胞的分化、分群过程,也就是 T 细胞进入外周淋巴器官之后的分化过程(个人认为,对αβ T 细胞及其他免疫细胞的分群,最关键的还是细胞发育过程,而过程中最重要的就是部位和分子特征),而且以三种状态即naive、effector和memory为主线进行。首先说γδ T 细胞,γδ TCR不需与MHC分子结合,不需抗原提呈细胞的提呈,可直接识别并结合抗原分子,不存在Naive和memory状态,只有effector状态。在健康的成人中,γδ T 细胞占外周血 T 细胞的1%~ 5%,主要分布于肠道、呼吸道以及泌尿生殖道等黏膜和皮下组织。根据免疫微环境既可促炎也可抗炎,同时具有先天免疫和适应性免疫特点。主要分为CD4+ αβ 和CD8+ αβ ,主要功能是在淋巴结(注意部位!!!)巡逻,监视。一旦被抗原递呈细胞激活,可分化成Th1细胞、Th2细胞、Th17细胞、调节性 T 细胞(Treg)、细胞毒性 T 细胞等。我们常说的杀伤性 T 细胞、辅助性 T 细胞和调节性 T 细胞等,都是effector T 细胞。CTL细胞均表达CD8分子,可分泌穿孔素和颗粒酶,杀死被感染细胞和肿瘤细胞。辅助T细胞(Th,Helper T cell),主要功能是放大其它免疫反应的免疫细胞,如CTL的杀伤作用,B细胞产生抗体和APC的抗原呈递。辅助T细胞均表达CD4分子。这是T细胞里最大的亚群,分类最多,功能各异。调节T细胞(Treg,Regulatory T cell)主要功能是抑制机体免疫反应,维持自身耐受,防止免疫反应过度,与辅助性 T 细胞的效应相反。调节性T细胞可分为天然产生的自然调节性T细胞(n T-regs)和诱导产生的适应性调节性 T 细胞(a T-regs或i T-regs),如Tr1(分泌IL-10)、Th3(分泌TGF-β),此外还有CD8 Treg、NKT细胞等。
NKT细胞(Natural Killer T)具有双重免疫调控作用,也可以归为调节性 T 细胞。分为中央记忆T细胞(Tcm)和效应记忆 T 细胞(Tem)。前者位于次级淋巴器官,当再次受到抗原刺激,Tcm细胞可快速增殖并分化为效应 T 细胞;后者位于外周组织,当再次受到抗原刺激,Tem细胞可快速产生效应细胞因子。T 细胞耐受:除了正调控机制,在 T 细胞的发育和功能过程中还有多重负调控机制,统称为“T 细胞耐受”。中心耐受指胸腺细胞分化过程中的选择机制,这些机制是限制自身反应细胞存活的细胞库;外周耐受由多种机制维持,这些机制抑制外周 T 细胞对自身抗原反应。为了避免宿主组织受到伤害,这些细胞的命运是由一系列检查点决定的,这些检查点调节 T 细胞介导的免疫的质量和程度,称为耐受检查点。 在幼稚 T 细胞阶段,两个积极维持耐受的内在检查点是静止和忽视。在缺乏共刺激 T 细胞活化的情况下,无能是 T 细胞的主要标志。当 T 细胞被成功地激活发挥效应时,耗竭和衰老可以限制过度炎症并防止免疫病理。在 T 细胞分化的每个阶段,细胞死亡都是一个限制克隆扩增和终止无限制反应的检查点。
静止是一种外周耐受机制,可以限制幼稚 T 细胞对强烈信号的反应。静止 T 细胞处在细胞周期G0期,细胞小,代谢低,效应功能受限。静止在克隆选择中起着关键作用,确保结合特定抗原的大部分细胞受到抑制,并限制克隆向高亲和力克隆的扩展。
忽视是在多个系统中观察到的幼稚 T 细胞阶段的另一个耐受检查点,但其机制仍不清楚。静止和忽视不同,静止是所有幼稚 T 细胞的普遍耐受标志,不管其抗原特异性如何;而忽视是指避免激活特异性自身反应性 T 细胞,宿主组织和自身抗原的位置是决定因素。
静止、忽视和无能都限制幼稚 T 细胞对抗原的反应。然而,静止以一种对TCR刺激不可知的方式维持的,忽视是抗原被隐藏或呈现在极低水平的结果,而无能是原始 T 细胞中“不平衡”TCR刺激的直接结果,主要功能可能也是调节免疫反应。
无能(或失能)T 细胞,自身不能增殖或产生IL-2,或对于防止自身免疫病有用。主要功能可能也是调节免疫反应。如失能 T 细胞(Anergic T cell),自身不能增殖或产生IL-2,或对于防止自身免疫病有用。
如耗竭T细胞(Exhausted T cell),长期暴露于持续性抗原,效应 T 细胞逐渐失去产生细胞因子的功能,记忆 T 细胞特征缺失(大讨论!T 细胞耗竭研究为啥“受欢迎”?)。
衰老被定义为当“细胞达到其复制潜能的末端或暴露于各种应激源”时诱导的生长和增殖停滞阶段。对原代人类 T 细胞的研究表明,衰老 T 细胞是低增殖高分化的T细胞,表达表面标记CD45RA、KLRG1和CD57,但不表达共刺激受体CD27和CD28。
在 T 细胞生物学中存在着复杂的死亡通路网络,但是耐受检查点机制仍然是在 T 细胞活动的几乎每个阶段抑制 T 细胞扩张最有效和最可靠的手段,可以控制免疫反应的大小和时间,从而防止 T 细胞介导的免疫病理的发生。
主要参考资料:干细胞者说公众号、小药说药公众号、詹韦免疫学教材等。仅用于交流,如有侵权,请联系删改!