T淋巴细胞及其亚群

 

第二节　T淋巴细胞及其亚群

应用抗T淋巴细胞分化抗原背地里克隆抗体、流式细胞仪（folw cytometry）和免疫组织化学技术以及功能性实验，已对T淋巴细胞群和亚群进行了较为详尽的研究。

一、T淋巴细胞在胸腺中的分化

（一）T细胞在胸腺分化过程中的表型改变

淋巴干细胞早其即在胸腺内开始分化，应用小鼠胸腺细胞实验模型研究表明，在胚胎11-12天淋巴干细胞已进入胸腺，在胸腺微环境的影响下胸腺细胞迅速发生增殖和分化。

目前已知，诱导T淋巴细胞在胸腺内分化、成熟的主要因素包括：（1）胸腺基质细胞（thymus stromal cell,TSC）通过细胞表面的粘附分子直接与胸腺细胞相互作用，其中胸腺中的“抚育细胞”（nurse cell）对于T细胞的成熟和分化可能超着重要的调节作用；（2）胸腺基质细胞分泌多种细胞因子（如IL-1、IL-6和IL-7）和胸腺激素（如胸腺素、胸腺生成素）诱导胸腺细胞分化；（3）胸腺细胞自身分泌多种细胞因子（如IL-2、IL-4）对胸腺细胞本身的分化和成熟也起重要的调节作用。此外，胸腺内上皮细胞、巨噬细胞和树突状细胞对于胸腺细胞分化过程中的自身耐受、MHC限制以及T细胞功能性亚群的形成起着决定性作用。最近研究表明，胸腺中的T细胞对于胸腺基质细胞的发育和功能同样是必不可少的。

1.功能性TCR的表达 应用胚胎小鼠实验系统研究发现，胚胎发育后期的胸腺细胞才有完整的TCRα链和β甸宾基因重排，并转录为功能性的α链和β链。功能性和TCDR表达使T细胞具有识别抗原多肽片段/MHC复合物的功能，并形成克隆分布T细胞抗原识别受体库。

2.TCR/CD3复合体的表达　胸腺内的前胸腺细胞（prethymocytes,pre-T）多数表现为CD3阴隆，在胸腺皮质中只有部分T细胞为CD3阳性，而胸腺髓质细胞均为CD3阳性。随着胸腺细胞的逐渐分化和成熟，TCRα和β链（或γ和δ链）以及CD3分别得到表达，并组成TCR/CD3复合体，其中TCR能特异性识别抗原，CD3分子与信号转导（signal transduction）有关。

3.功能性T细胞亚群的　胸腺中不同功能性T细胞亚群是经过一定的发育顺序而形成的。目前认为人T细胞在胸腺中的发育顺序见表7-1。

表7-1 人T细胞在胸腺内的化化和T细胞亚群的形成

部位 表　　 型 占胸腺细胞% 胸腺皮质 CD2+CD3-CD4-CD8-TCR-　 双阴性细胞 2～4

↓ 　 CD2+CD3+CD4-CD8-TCR+ 双阴性细胞

↓ 　 　 CD1+CD2+CD3+CD4+CD8+TCR+ 双阴性细胞 81

↓ 　 　 胸腺髓质 CD2+CD3+CD4+ CD2+CD3+CD4- 单阳性细胞 15 CD8-TCR+ CD8+TCR+

↓

↓

迁移到外周血和外周淋巴器官

　　小鼠胸腺细胞还具有Thy-1抗原和胸腺 白血病 抗原,与胸腺细胞的分化有关。

Thy-1抗原是1964年用血清学方法鉴定的小鼠T淋巴细胞的同种异体抗原，是小鼠全T细胞标志，但与CD2和CD3的结构不同，为GPI连接分子，25-35kDa，已命名为CDw90。不同T细胞亚群Thy-1抗原密度不同。外周神经组织、脑组织、成纤维细胞、上皮细胞和胎鼠骨骼肌表面也有Thy-1抗原，但膜表面Ig阳性的B细胞缺乏之种抗原。用抗Thy-1加补体除去Thy-1阳性细胞可使T细胞应答完全丧失。在T细胞分化过程中，调节Thy-1分子的表达可能与细胞与细胞之间相互作用有关。Thy-1与神经细胞粘附有关，并可能在免疫系统与神经系统的联系中起作用。在T细胞分化过程中，Thy-1首先表达在小鼠胸腺皮质区迅速分裂的考地松敏感细胞，皮质胸腺细胞Thy-1密度高，在髓质区具有免疫潜能T细胞的Thy-1密度降低，外周血T细胞表面此抗原密度相对较低。裸鼠少部分脾细胞也有低密度Thy-1，提示T细胞前体具有Thy-1抗原，可能相当于成鼠骨髓中低密度Thy-1阳性细胞。小鼠Thy-1有112个氨基酸残基。Thy-1有2个等位基因，所编码的抗原分别命名为Thy-1，1和Thy-1，2，两者仅在第89位氨基酸有差别：Thy-1.1是精氨Thy-1.2是谷氨酰胺。Thy-1氨基酸组成与免疫球蛋白恒定区和β微球蛋白有高度的同源性同属于免疫球蛋白超家族。

胸腺白血病抗原（thymus-leukemia antigen,TL或TLa）是一类同种异体抗原，仅表达于某些白血病和不成熟的Thy-1阳性胸腺细胞，为早期分化抗原。TL抗原与小鼠H-2K、H-2D和H-2L抗原的结构相似。正常不成熟的胸腺细胞表面只出现TL1、TL2、TL3、TL5和TL6等5个表型，TL4仅出现在白血病胸腺细胞上。TL与人的T6/Leu6是类同物，属CD1。

（二） T细胞在胸腺中的选择

成熟的、有功能的T细胞必须经过在胸腺中阳性选择和阴性选择。主要组织相容性复合体（MHC）抗原在这两种选择中起着关键的作用。

1.阳性选择过程（positive selection）　早期的胸腺细胞前体（prothymocyte）不足胸腺细胞总数的3%，其表型为CD4-CD8-双阴性细胞（double negative cells），随后发育为CD4+CD8+双阳性细胞（double positive cells），并受到严格的选择。假如一个双阳性细胞表面能与胸腺皮质上皮细胞表面MHc I类或Ⅱ类分子发生有效结合，就可能被选择而继续发育，否则会发生程序性的细胞死亡（programmed cell death）。MHC I类分子选择CD8复合受体（coreceptor），而使同一个双阳性细胞表面CD4复合受体减少；MHc Ⅱ类分子选择CD4复合受体，而使CD8受体减少。这种选择过程赋于成熟CD8+CD4-T细胞具有识别抗原多肽片段与自身MHc I类分子复合物的能力，CD4+CD8-T细胞具有识别抗原多肽片段与自身MHc Ⅱ类分子复合物的能力，成为T细胞MHC限制现象的基础。

2.阴性选择过程（negative selection）　 经过阳性选择后的T细胞还必须经过一个阴性选择过程，才能成为成熟的、具有识别外来抗原的T细胞。位于皮质与髓质交界处的树突状细胞（dendritic cell,DC）和巨噬细胞表达高水平的MHc I类抗原和Ⅱ类抗原，自身抗原成分与DC或巨噬细胞表面MHC I类或Ⅱ类抗原形成复合物。经过阳性选择后的胸腺细胞如能识别DC或巨噬细胞表面自身抗原与MHC抗原复合物，即发生自身耐受（self tolerance）而停止发育，而不发生结合的胸腺细胞才能继续发育为CD4+CD8-或CD4-CD8+单阳性细胞，离开胸腺迁移到外周血液中去。

机体的某些自身抗原可通过以下几种方式来躲避免疫系统的识别，从而在胚胎期和出生后避免应答：（1）以一种免疫学上特免位置隐蔽起来，包括免疫屏障（immunologicalbarrier）和隐蔽抗原（inaccessible antigens）；(2)自身抗原暴露在不表达MHC分子的细胞表面；（3）自身抗原浓度过低，不足于被T细胞所识别；（4）自身抗原与TCR、分子结合的亲合力（avidity）还达不到T细胞有效刺激的水平。

（3）T细胞在胸腺中获得MHC限制的能力

　　T细胞识别外来抗原时，需要运用自身MHC抗原分子，这种能力是T细胞在胸腺中通过与胸腺上皮细胞的接触而获得的。来自（H-2 ^k x H-2 ^b ）F1小鼠的T细胞能够识别KLH与H-2 ^k 或H-2 ^b 单体型抗原提呈细胞表面MHC抗原结合的复合物。如果来自（H-2 ^k XH-2 ^b ）F1小鼠骨髓细胞移植到切除自身胸腺（H-2 ^bxk F1）移植有H-2 ^k 小鼠胸腺又进行照射的小鼠，从这种小鼠发育成熟的T细胞只能识别KLH与H-2 ^k 单体型APC细胞MHC结合的复合物，而不能识别KLH与H-2 ^b APC细胞MHC结合的复合物（表7-2）。

 表7-2 T细胞在胸腺中获得MHC限制能力

切除胸腺小鼠的单体型 移植胸腺供体小鼠的单体型 动物照射后移植骨髓的供体小鼠单体型

致敏抗原 致敏动物T细胞对KLH+下列不同单体型APC的增殖反应 H-2 ^b H-2 ^k H-2 ^bxk F1 H-2 ^bxk