在免疫系统的复杂架构中,胸腺上皮细胞(TECs)扮演了关键角色。这些专门化的细胞具有高度的解剖、表型和功能异质性,并且位于胸腺基质的外层(上皮)。作为主要的淋巴器官,胸腺负责T细胞的发育和成熟。 TECs与多种发育阶段的T细胞前体(胸腺细胞)形成了一个独特的微环境,这对于生成具有功能能力的T淋巴细胞和自我耐受性是必不可少的。 TECs的功能障碍会导致多种免疫缺陷和自体免疫疾病。
TECs的发育结构和功能排列不仅决定了免疫系统的正常运作,同时还影响了个体对疾病的抵抗能力。
胸腺的最终解剖位置在胎儿六周时达成。 TECs源自非造血细胞,以CD45的负表达和EpCAM的正表达为特征。根据其表型和功能,TECs可细分为两组:皮质胸腺上皮细胞(cTECs)和髓质胸腺上皮细胞(mTECs)。 cTECs位于外部的胸腺皮质区,而mTECs则位于内部的胸腺髓质区。两者都参与维持中央和周边耐受性,其中cTECs在阳性选择中发挥关键作用,而mTECs则通过阴性选择来消除自反应性胸腺细胞。
mTEC的成熟会使其表达高水平的MHC II、CD80、自体免疫调节因子Aire和组织特异性抗原(TRAs)。成熟后的mTEC将会进入终末分化阶段,这一过程伴随着特定成熟因子的丧失及角蛋白的表达。
cTEC的成熟也受到MHC II分子的高表达推动,并且伴随着多种蛋白酶的作用。 cTEC的表面标记包括Ly51和CD205,这些细胞被认为是皮质的上皮前体细胞。
TECs的发展始于透过转录因子(如Hoxa3、Pax1/9、Eya1等)进行的早期阶段调控,其中Foxn1是所有阶段的重要转录因子,对TECs的分化和功能起到了关键作用。在多达400种Foxn1相关基因中,许多基因对TECs的发展至关重要。
双阴性(DN)T细胞经过增殖和分化,发展成双阳性(DP)阶段的T细胞。在这一过程中,它们的T细胞受体(TCR)被测试以识别自我和非自我分子。与MHC分子进行良好互作的胸腺细胞能够存活下来,并根据遇到的MHC分子类型进一步发展成CD4或CD8阳性T细胞。
在负向选择过程中,胸腺细胞会清除那些对自我抗原过于反应的自反应性T细胞。 mTEC在这一过程中提供了一系列自我肽以供选择,并维护自我耐受性。
TECs的功能异常与多种免疫疾病有关,包括自体免疫性疾病和免疫缺陷症。这些疾病的根源一般可追溯至TECs的成熟缺陷,导致对自我的攻击。例如,自体免疫甲状腺炎或类风湿性关节炎都是因为TECs未能有效执行负向选择所造成的。
当我们思考TECs在免疫系统中的角色时,我们不禁要问:这些微小的细胞如何能够影响我们的健康与疾病?