单细胞测序分析-T细胞注释

T细胞注释

PBMC中淋巴细胞约占70%-90%，在PBMC中占多数的淋巴细胞中，约70%-85%为CD3+ T细胞（约占PBMC的比例为45%-70%），5%-20%为B细胞（约占PBMC比例的15%），5%-20%为NK细胞（约占PBMC比例的15%）

T细胞因为成熟于胸腺而得名，主要功能为介导细胞免疫和调节机体的免疫应答，T细胞来源于骨髓干细胞（胚胎期来源于卵黄囊和胚肝），在胸腺中发育和分化。成熟以后进入到外周的免疫器官进行定居，并循环血液>组织>淋巴>血液进行淋巴细胞再循环而遍布全身

T细胞的分类

按照所处的活化阶段进行分类

1. 初始T细胞(naive T cell，Tn)：从未接受抗原刺激的成熟的T细胞，不增值，主要功能为识别抗原。初始T细胞在外周淋巴器官内接受DC细胞提呈的pMHC刺激而活化，最终分化为效应T细胞和记忆T细胞。
2. 效应T细胞(effector T cell，Te)：初始T细胞经过抗原刺激以后分化，能够识别特异性抗原的T细胞，是直接发生免疫反应，行驶免疫效应的主要细胞，具有释放淋巴因子的功能。
3. 记忆T细胞(memory T cell，Tm)：包括中心记忆T细胞（Tcm）和效应记忆T细胞（Tem）。Tm可以由效应细胞分化而来，也可以由初始T细胞接受抗原刺激以后直接分化而来。Tcm位于次级淋巴器官，当接受抗原刺激以后可以快速增值并分化为效应T细胞，进行免疫保护；Tem位于外周的组织，当再次受到抗原刺激以后可以快速产生效应细胞因子进行免疫保护。T细胞可以在体内存活数月至数年，记忆细胞存活时间更长。
   
   在分化的过程中，T细胞逐渐获得对细胞因子，组织归巢受体，抗凋亡分子的响应能力，逐渐获得效应功能，同时叶失去了淋巴归巢受体、增值能力、IL2产生、自我更新和存活能力。Tn和Tcm均表达CD62L（L选择素，属于淋巴结归巢受体）和CCR7（趋化因子受体7），所以她们大多数聚集在次级淋巴器官，而Tem和Te缺乏这两种分子，所以她们大多数聚集在外周血中。Tcm和Tem之间，细胞因子分泌不同，Tcm增殖能力更强，IL2分泌能力更强，而Tem则分泌效应因子，如IFN-γ和IL-4

根据CD分子分亚群

• CD4+ T细胞（约占PBMC的25%-60%）：CD4表达于60%-65%T细胞表面以及部分的NKT细胞、巨噬细胞、树突状细胞，但是在后三者表达水平较低。活化以后，分化为Th细胞，也有少数的CD4+ 效应T细胞具有细胞毒作用和免疫抑制的功能。
• CD8+ T细胞（约占PBMC的5%-30%）：CD8表达于30%-35%的T细胞表面，活化以后分化为细胞毒性T细胞（CTL），具有细胞毒作用，可以特异性杀伤靶细胞。正常外周血中CD4：CD8=2：1

CD4是一种蛋白标签，除了在T细胞中表达意外，还可以在Monocyte中也表达（尤其是CD14+ Monocyte），而且CD4在Monocyte里的表达水平甚至高于在CD4+ T细胞中的表达，但是Monocyte并不表达CD3（包括CD3D，CD3E，CD3G）基因。此外，虽然CD4在Monocyte中RNA表达水平较高，但是蛋白水平表达值很低。

根据功能特征分亚群

• 辅助性T细胞（Th细胞）
  Th细胞均表达CD4，同场CD4+ T细胞指Th细胞，CD4作为蛋白标签存在于Th细胞表面，是Th细胞TCR识别抗原共受体，与MHCⅡ类分子非多肽区结合，参与Th细胞TCR识别抗原的信号转导。
  未受抗原刺激的初始CD4+ T细胞为Th0.可以按照细胞因子表达的不同从而继续划分不同的功能亚群，包括Th1、Th2、Th17、Th9、Treg，滤泡辅助T细胞、TR1等亚群，每一种不同的亚群均会分泌不同的细胞因子来应对不同的病原体。一般来说可以通过计数CD4细胞的数量可以判断一个人免疫系统的状态。
  
• Th1：主要效应是通过分泌细胞因子增强细胞介导的抗感染免疫，特别是抗胞内病原体的感染
• Th2：主要效应是辅助B细胞的活化，其分泌的细胞因子可以促进B细胞的增殖、分化和抗体的生成，在超敏反应和抗寄生虫感染中也发挥重要作用
• Th9：通过分泌特征性的IL-9在超敏反应和抗寄生虫感染中也发挥重要作用
• Th17：参与固有免疫和某些炎症的发生
• Th22：参与上皮细胞的生理功能和炎性病理过程。特别是自身免疫疾病的发生和发展中起重要作用。
• Tfh：滤泡辅助T细胞，是辅助B细胞应答的关键细胞
• 细胞毒性T细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）
  CTL表达CD8，通常CD8+ T细胞就是表示CTL细胞，主要通过两种负调控调节免疫应答，在免疫耐受、自身免疫疾病、感染性疾病、器官移植以及肿瘤等多种疾病中发挥重要的作用。

根据TCR类型分类

• αβT细胞：通常说的T细胞，占脾脏、淋巴结和循环T细胞95%以上
• γδT细胞：主要分布于皮肤以及黏膜等组织，大多数γδT细胞为CD4-CD8-，少数可以表达CD8，γδT细胞具有抗感染和抗肿瘤的作用，可以杀伤病毒或细胞内细菌感染的细胞，可以表达热休克蛋白和异常表达CD1分子的靶细胞以及杀伤某些肿瘤细胞。
  
  记忆性CD8+ T细胞是一种异质性很强的T细胞亚群，可以根据功能、表型以及转录因子进一步细分。
  

T细胞Markers

细胞	markers
CD4+ T cell	CD3D CD3E CD4
CD4+ naive T cell	CCR7 SELL CD5 HLA-B
CD4+ memory T cell	CD44 IFNF S100A4 GPR183
CD4+ effector T cell	CD4 FASLG IFNG CD44 FAS
CD4+ Th1	IL2 IFNG
CD4+ Th2	IL4 IL5 IL13
CD4+ Th17	IL17A IL22
CD4+ Th9	IL9
CD4+ Th22	IL22
CD4+ Tfh	CXCR5 ICOS PDCD1 IL21 BCL6
CD8+ T cell	CD3D CD3E CD8
CD8+ naive T cell	CCR7 SELL
CD8 effector T cell	CD8A CD44 FASLG FAS
γδ T cell	TRGV9 TRDV2

T细胞注释文件参考

Lineage tracking reveals dynamic relationships T cells in colorectal cancer

• Tn 初始T细胞
• Tm 记忆T细胞
• Tcm 中央记忆型T细胞 Tem前体细胞 归巢到淋巴结接受刺激信号分化Tem
• Tem 效应基因型T细胞 组织常驻记忆T细胞
• Trm 组织驻留记忆T细胞（tissue-resident memory T 细胞）一种特殊的TIL亚群，能够无限期驻留在组织中，并对同源抗原做出快速的免疫反应
• Treg 调节型T细胞，免疫系统的刹车，肿瘤免疫逃逸的帮凶
• Tex 耗竭性T细胞，被肿瘤摧残的失活型=性T细胞，有逆转的可能
• Tfh 滤泡辅助性T细胞
• Tfr 滤泡调节性T细胞
  Tfh和Tfr具有相反作用。Tfh的过度活化和Tfr的活性失控会导致免疫耐受性的丧失，生发中心的形成障碍以及高水平自身抗体的异常。

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