在免疫系統的複雜架構中,胸腺上皮細胞(TECs)扮演了關鍵角色。這些專門化的細胞具有高度的解剖、表型和功能異質性,並且位於胸腺基質的外層(上皮)。作為主要的淋巴器官,胸腺負責T細胞的發育和成熟。TECs與多種發育階段的T細胞前體(胸腺細胞)形成了一個獨特的微環境,這對於生成具有功能能力的T淋巴細胞和自我耐受性是必不可少的。TECs的功能障礙會導致多種免疫缺陷和自體免疫疾病。
TECs的發育結構和功能排列不僅決定了免疫系統的正常運作,同時還影響了個體對疾病的抵抗能力。
胸腺的最終解剖位置在胎兒六周時達成。TECs源自非造血細胞,以CD45的負表達和EpCAM的正表達為特徵。根據其表型和功能,TECs可細分為兩組:皮質胸腺上皮細胞(cTECs)和髓質胸腺上皮細胞(mTECs)。cTECs位於外部的胸腺皮質區,而mTECs則位於內部的胸腺髓質區。兩者都參與維持中央和周邊耐受性,其中cTECs在陽性選擇中發揮關鍵作用,而mTECs則通過陰性選擇來消除自反應性胸腺細胞。
mTEC的成熟會使其表達高水平的MHC II、CD80、自體免疫調節因子Aire和組織特異性抗原(TRAs)。成熟後的mTEC將會進入終末分化階段,這一過程伴隨著特定成熟因子的喪失及角蛋白的表達。
cTEC的成熟也受到MHC II分子的高表達推動,並且伴隨著多種蛋白酶的作用。cTEC的表面標記包括Ly51和CD205,這些細胞被認為是皮質的上皮前體細胞。
TECs的發展始於透過轉錄因子(如Hoxa3、Pax1/9、Eya1等)進行的早期階段調控,其中Foxn1是所有階段的重要轉錄因子,對TECs的分化和功能起到了關鍵作用。在多達400種Foxn1相關基因中,許多基因對TECs的發展至關重要。
雙陰性(DN)T細胞經過增殖和分化,發展成雙陽性(DP)階段的T細胞。在這一過程中,它們的T細胞受體(TCR)被測試以識別自我和非自我分子。與MHC分子進行良好互作的胸腺細胞能夠存活下來,並根據遇到的MHC分子類型進一步發展成CD4或CD8陽性T細胞。
在負向選擇過程中,胸腺細胞會清除那些對自我抗原過於反應的自反應性T細胞。mTEC在這一過程中提供了一系列自我肽以供選擇,並維護自我耐受性。
TECs的功能異常與多種免疫疾病有關,包括自體免疫性疾病和免疫缺陷症。這些疾病的根源一般可追溯至TECs的成熟缺陷,導致對自我的攻擊。例如,自體免疫甲狀腺炎或類風濕性關節炎都是因為TECs未能有效執行負向選擇所造成的。
當我們思考TECs在免疫系統中的角色時,我們不禁要問:這些微小的細胞如何能夠影響我們的健康與疾病?