Hlavní histokompatibilní komplex

Je to soubor 40-50 genů seřazených v dlouhém úseku DNA na chromozomu 6 u lidí a chr. 17 u myší. Hlavní histokompatibilní komplex (MHC) se u lidí nazývá HLA komplex a u myší H-2 komplex.
MHC geny jsou organizovány do oblastí kódujících tři třídy MHC molekul: MHC I, MHC II a MHC III. MHC I geny kódují glykoproteiny exprimované na povrchu téměř všech jaderných buněk a prezentují peptidové antigeny potřebné pro aktivaci TC lymfocytů. MHC II kódují glykoproteiny exprimované na Ag prezentujících buňkách, které nabízejí zpracované antigenní peptidy TH buňkám. MHC III geny kódují poněkud odlišné produkty spojené s imunitními procesy (složky komplementu, enzymy, tumor nekrosis faktor). Molekuly MHC I jsou kódovány K a D oblastmi u myší a A, B a C oblastmi u lidí. Molekuly MHC II jsou kódovány I oblastí u myší a D oblastí u lidí. Úseky (loci) tvořící MHC jsou vysoce polymorfní, to znamená, že v každém lokusu existuje mnoho alternativních forem (alel) jednoho genu. MHC lokusy jsou těsně vázané (rekombinační frekvence pouze O,5%). Každý jedinec dostane dva soubory alel, od každého rodiče jeden. Každý soubor alel se označuje jako haplotyp. Čili jedinec dědí jeden haplotyp od otce, druhý od matky. V outbrední populaci je potomstvo geneticky heterozygotní a kodominantně exprimuje jak mateřské, tak otcovské alely. U inbredních myší je každý H-2 lokus homozygotní, protože otcovský a mateřský haplotyp jsou identické a celé potomstvo exprimuje identické haplotypy.
Určité kmeny myší byly označeny jako prototypové a jimi exprimované haplotypy byly náhodně označeny indexy (H-2a, H-2b, H-2d atd). Tři různé inbrední linie myší mohou mít stejný haplotyp, ikdyž se liší v genech vně H-2 komplexu.
Dědičnost a exprese MHC II molekul je komplikována tím, že tyto molekuly obsahují dva odlišné peptidické řetězce (a a b), které jsou kódovány odlišnými lokusy v IA a IE podoblastech H-2 komplexu. F1 potomstvo získané křížením dvou inbredních kmenů nenexprimuje pouze rodičovské MHC II molekuly, ale také hybridní molekuly obsahující řetězce od obou rodičů.

MHC kongenní myší kmeny:
Dva kmeny jsou kongenní, jestliže jsou geneticky identické kromě jednoho loku nebo oblasti. Kongenní kmeny lišící se pouze v MHC komplexu mohou být připraveny serií křížení, zpětných křížení a selekcí. Kromě odlišnosti v celém H-2 komplexu dochází během produkce kongenních kmenů ke crossing-overu přímo v H-2 komplexu a pak se získané rekombinantní kmeny liší od rodičovských v jednom nebo několika lokusech H-2 komplexu.

Mapování MHC:
Serologické testy: Když se buňky z jednoho inbredního kmene injikují do geneticky odlišného kmene, dojde k produkci Ab proti MHC epitopům. Pokud jsou tyto epitopy jedinečné pro daný haplotyp, nazývají se privátní, pokud jsou společné několika haplotypům, označují se jako obecné (public). Pomocí specifických antisér k MHC antigenům byly identifikovány jednotlivé MHC produkty a bylo zjištěno, zda jsou kódovány oddělenými lokusy.
Funkční testy: Jestliže se zvíře imunizuje alogenními buňkami (z geneticky odlišného jedince stejného druhu), vytvoří se CTL specifické pro MHC molekuly na alogenních buňkách. Aktivita CTL se měří buňkami zprostředkovanou lymfolýzou (CML).Slezinné lymfocyty z imunizovaného zvířete se inkubují s alogenními buňkami značenými 51Cr. Množství uvolněného 51Cr je mírou cytotoxicity. CML provedená s kongenními kmeny lišícími se v různých oblastech MHC ukázaly, že zabíjení alogenních buněk CTL je podmíněno rozdíly v K nebo D oblasti H-2 komplexu.
Podobně mohly imunní CTL zabíjet virem infikované buňky, pouze když efektorové a cílové buňky měly stejné K nebo D oblasti MHC I.
Funkční testy na MHC II antigeny využívají funkci těchto molekul v prezentaci Ag TH buňkám. Bylo zjištěno, že morčata, ale i myši, odlišně odpovídají na některé jednoduché antigeny jako např DNP-polylysin. Morčata mohla být rozdělena na "odpovídače" a "neodpovídače", přičemž se zjistilo, že odpovídavost je řízena jedním dominantním genem, resp. genovou oblastí. Tato oblast byla označena jako Ir a dnes se ví, že zahrnuje dvě podoblasti IA a IE.
MHC II molekuly hrají také úlohu v T buněčné proliferaci jako reakci na antigeny alogenních buněk. Jestliže se smísí in vitro lymfocyty ze dvou inbredních kmenů myší, začnou proliferovat. Intenzita této smíšené lymfocytární reakce (MLR) se měří pomocí inkorporace 3H thymidinu do proliferujících buněk. Ve dvoucestné MLR proliferují obě populace lymfocytů, v jednocestné je jedna populace inhibována ozářením nebo mitomycinem C. Provedení jednocestné MLR s kongenními rekombinantními kmeny ukázalo, že nejdůležitější je rozdíl mezi kmeny v I oblasti. MLR totiž měří proliferaci TH buněk.

Molekulární mapování:
Byly připraveny cDNA klony kódující MHC I, II a III molekuly. Pozice jednotlivých MHC genů byla zjištěna pomocí restrikčních endonukleáz. Mapování HLA komplexu prokázalo 40-50 genů v 3500 kb úseku DNA. Velké množství genů třídy I bylo nalezeno vně MHC komplexu. V lidské DR oblasti bylo objeveno několik funkčních genů kódujících beta řetězec, přičemž každý z nich může být exprimován společně s genem pro alfa řetězec. Tím se zvyšuje počet Ag prezentujících molekul na jedné buňce.

Geny a molekuly MHC I:
Molekuly MHC I obsahují velký alfa řetězec nekovalentně vázaný s mnohem menší b2 mikroglobulinovou molekulou. Alfa řetězec je kódován geny A, B a C oblastí HLA komplexu a K a D/L oblastí myšího H-2 komplexu. U myší jsou MHC I molekuly též kódovány geny v Qa a Tla oblastech, ležících těsně pod H-2 komplexem.
MHC I molekuly prezentují Ag peptidy TC lymfocytům. Jsou na všech jaderných buňkách, ale v různé hustotě. Nejvíce je jich na lymfocytech, kde tvoří asi 1% proteinů plazmatické membrány (5x105 molekul na buňku). Velmi málo MHC I Ag exprimunjí fibroblasty, svalové buňky nebo hepatocyty.
K izolaci MHC I molekul lze použít detergentu (Nonidet P-40), který extrahuje tyto molekuly v nerozpustné formě. Druhou metodou je užití papainu, který odštípne hydrofilní část molekuly. Tyto produkty se pak izolují afinitní chromatografií vazbou na lektin a precipitují specifickou protilátkou.

Struktura MHC I molekul: Těžký alfa řetězec je polymorfní transmembránový glykoprotein o m.h. 45kDa, b2 mikroglobulin je invariantní protein (12 kDa), kódovaný geny na odlišném chromozomu. Pro expresi MHC I molekul na buněčné membráně je nutné spojení alfa řetězce s b2 mikroglobulinem. Alfa řetězec je ukotven v membráně hydrofobním transmembránovým segmentem a hydrofilním cytoplazmatickým koncem. Alfa řetězec je organizován do tří domén, z nichž každá obsahuje asi 90 AK. Velikost a organizace b2 mikroglobulinu je podobná jako u externí domény.Ukázalo se, že existuje značná homologie mezi alfa 3 doménou, b2 mikroglobulinem a doménami konstantní oblasti imunoglobulinů.
Alfa 1 a alfa 2 domény interagují a vytvářejí štěrbinu 25x10x11 A, která je zřejmě vazebným místem pro prezentovaný peptid (velikost odpovídá peptidu o 10-20 AK). Díky své struktuře jsou MHC I molekuly a b2 mikroglobulin klasifikovány jako členové velké imunoglobulinové rodiny. Alfa 3 doména je vysoce konzervovaná a obsahuje sekvence rozpoznávané CD8 molekulami T lymfocytů. Zdá se, že vazba peptidu na alfa 1/alfa 2 domény umožňuje alfa 3 doméně interagovat s b2 mikroglobulinem.

Geny a molekuly MHC II:
MHC II molekuly obsahují dva odlišné polypeptidické řetězce označené alfa a beta. Oba jsou kódované D oblastí HLA a I oblastí H-2 komplexu. I oblast je rozdělena na podoblasti IA a IE, D oblast se dělí na DP, DQ a DR. Každá z těchto podoblastí obsahuje nejméně jeden alfa a jeden beta gen. MHC II molekuly jsou exprimovány pouze určitými buňkami imunitního systému, makrofágy, dendritickými buňkami, thymovými epiteliálními buňkami, B buňkami a aktivovanými lidskými T buňkami.
Struktura MHC II molekul: MHC II molekula obsahuje 33 kDa alfa řetězec a 28 kDa beta řetězec, které jsou spojeny nekovalentními vazbami. S tímto heterodimerem je dočasně spojen invariantní Ii řetězec během transportu k plasmatické membráně. Každý řetězec obsahuje dvě domény, alfa 1 a alfa 2, beta 1 a beta 2. Alfa 2 a beta 2 domény vykazují sekvenční homologii s imunoglobuliny a proto jsou MHC II antigeny též řazeny do velké imunoglobulinové rodiny. Alfa 1 a beta 1 domény tvoří štěrbinu pro zpracovaný Ag.

MHC III molekuly:
Zahrnují několik složek komplementu, dva steroidní 21-hydroxylázové enzymy a TNF a a b.
 Techniky míchání genů a cílené mutagenesy (site-direcred mutagenesis) ukázaly, že pro rozpoznání TC buňkami jsou nezbytné alfa 1 i alfa 2 domény MHC I molekul, pro rozpoznání TH buňkami alfa 1 a bata 1 domény. Záměna jedné Ak v alfa 1/2 doméně už inhibuje rozpoznání antigenu TC buňkou. Transfekce MHC II genů do myších L buněk (neexprimují MHC II) ukázala, že odlišné haplotypy se liší ve schopnosti prezentovat Ag TH buňkám.

Regulace exprese MHC molekul:
U Ag prezentujících buněk závisí exprese MHC II na stadiu diferenciace buňky (pre B buňky neobsahují MHC II, zralé B buňky ano). Interferony a,  b, g a TNF zvyšují expresi MHC I. IFN g také zvyšuje MHC II expresi. Exprese MHC může být snížena kortikosteroidy nebo prostaglandiny. Sníženou expresi MHC I mohou způsobit i infekce některými viry (adenoviry). Některým maligním nádorovým buňkám zcela chybí MHC I molekuly, což jim umožňuje uniknout TC buňkám.

MHC a imunitní odpověď:
Imunitní odpověď k exogenním Ag měřená produkcí sérových Ab je řízena MHC II geny. Podle modelu "výběru determinanty" se různé MHC II molekuly liší ve schopnosti vázat zpracovaný Ag. Bylo skutečně prokázáno, že afinita jednotlivých IA a IE molekul různých haplotypů koreluje s typem MHC II restrikce u "odpovídajících" myších kmenů.
 Podle modelu "děr v repertoáru T buněk" mohou být T buňky nesoucí receptory pro cizí Ag, které se podobají vlastním antigenům, eliminovány během zrání v thymu.

Polymorfismus MHC I a II molekul:
Lokusy kódující MHC I a II molekuly jsou nejvíce polymorfní mezi geny vyšších obratlovců. V rámci druhu existuje obrovské množství alel od každého lokusu. Odhaduje se existence více než 100 alel pro každý lokus. Tento enormní polymorfismus vede k obrovské diverzitě MHC proteinů v rámci druhu. Uvažujeme-li 100 různých alel pro každý gen, pak teoretická MHC diverzita je
 100(K)x100(Aa)x100(Ab)x100(Ea)x100(Eb)x100(D)=1012
Porovnání AK sekvencí různých alelických MHC molekul kódovaných jedním lokusem ukázalo 5-10% rozdíly. To odpovídá rozdílům v genech kódujících určitý enzym u různých druhů zvířat. Sekvenční variabilita mezi MHC molekulami není náhodně rozmístěna podél peptidického řetězce, ale vyskytuje se ve shlucích většinou v alfa 1 a alfa 2 doménách MHC I a alfa 1 a beta 1 doménách MHC II. Lokalizace těchto polymorfních AK v předpokládaných vazebných místech pro zpracovaný Ag zřejmě ovlivňuje schopnost různých MHC molekul interagovat s tímto Ag.

MHC a infekční choroby:
Bylo zjištěno, že určité choroby jsou spojeny s určitými MHC alelami. Patří sem autoimunitní choroby, citlivost k virovým infekcím, poruchy komplementového systému, různé druhy alergií.
Např. když hlavní epitopy určitého patogena napodobují určité MHC molekuly, jedinci mohou chybět příslušné T lymfocyty. Kromě toho představují některé MHC molekuly vazebná místa pro viry, bakterie či jejich produkty. Snížení MHC polymorfismu v rámci druhu může predisponovat druh k určité chorobě. Gepardi jsou na příklad citlivější k virovým infekcím než jiné velké kočky, což může souviset s malými populacemi gepardů vytvářejícími malou MHC diverzitu. Tato malá diverzita s sebou přináší omezení v množství různých zpracovaných antigenů, s nimiž mohou interagovat MHC molekuly.

MHC a prezentace antigenu:
Shlukování polymorfních AK ve vazebném místě pro Ag umožňuje interagovat s různými zpracovanými peptidy. Vazba peptidu na MHC molekulu nemá chrakter jemné specifity vazby protilátky na epitop, avšak jistá specifita zde existuje. Tato široká, ale selektivní interakce mezi agretopem a MHC umožňuje vazbu různých antigenních peptidů, jejichž struktura nese určité společné rysy, na tutéž MHC molekulu. Avšak protože každá jednotlivá MHC molekula selektivně váže pouze některé peptidy, repertoár MHC alel zděděný jedincem určuje, které peptidy mohou být prezentovány T buňkám.

Spojování a transport MHC molekul:
MHC I molekuly váží antigenní peptidy uvnitř ER, zatímco MHC II molekuly v lysosomech. Protože buňky prezentující antigen exprimují jak MHC I tak MHC II, musí existovat nějaký mechanismus bránící vazbě stejných peptidů na MHC I a MHC II. Během syntézy MHC II molekul v ER , se tyto molekuly spojují s invariantním Ii řetězcem, který interaguje se štěrbinou, na kterou se váže antigenní peptid. Tím zabraňuje, aby se endogenní peptidy vázaly na MHC II pokud jsou v ER. Ii řetězec je kromě toho také využíván ke směrování MHC II molekul k lysozomům, kde je zpracováván exogenní Ag. Po ztrátě Ii řetězce v lysozomech vážou MHC II molekuly zpracované peptidy a přemísťují se k buněčné membráně.

T buněčný receptor

Po tom, co se prokázalo, že T buněčný receptor (TCR) nemá charakter imunoglobulinů a že má zřejmě variabilní oblast (reaguje s některými antiidiotypovými protilátkami), bylo důležité zjištění, že je restringován MHC antigeny. Tato restrikce byla objevena v roce 1974 Zinkernagelem a Dohertym a spočívala v tom, že TC buňky rozpoznávaly virem infikované buňky pouze v případě, že virové antigeny byly prezentovány společně s MHC I antigeny stejného haplotypu jako TC buňky.
Byly navrženy dva modely pro rozpoznávání Ag T receptorem. Duální model předpokládal, že T buňky mají dva oddělené receptory, jeden pro Ag, druhý pro MHC I nebo MHC II. Druhý model (altered-self model) předpokládal jeden receptor schopný rozpoznat cizí Ag v komplexu s MHC molekulou. Pokusy s fúzí dvou T buněk s odlišnou specifitou pro Ag i s odlišným restringujícím haplotypem ukázaly, že platí druhý model předpokládající rozpoznání komplexu Ag-MHC.
Identifikace TCR byla umožněna přípravou tzv. klonotypických monoklonálních protilátek (MAbs), které byly specifické pro určitý klon T lymfocytů a nereagovaly s jinými T klony. Pomocí klonotypických MAbs byl z membránové frakce T lymfocytů vyprecipitován glykoprotein, obsahující dva řetězce spojené disulfidickým můstkem. Dále bylo zjištěno, že TCR alfa a beta řetězce podobně jako Ig řetězce mají variabilní a konstantní oblast. Později byl objeven jiný TCR heterodimer složený z gama a delta řetězců, který je exprimován pouze na 2-5% T buněk.

Organizace a přeskupování TCR genů germinální linie:
Sekvenování nukleotidů TCR genů germinální linie ukázalo značnou podobnost s multigenovou organizací imunoglobulinových genů.
Multigenové rodiny germinální DNA kódují každá jeden TCR řetězec. Funkční TCR geny jsou produkovány přeskupováním zahrnujícím V a J segmenty u alfa řetězce a V, D a J segmenty u beta řetězce. Je zajímavé, že gen pro delta řetězec je lokalizován mezi V a J segmenty. Při produktivním přeskupení segmentů alfa řetězce dojde k deleci genu pro delta řetězec, což zajišťuje, že jedna T buňka nemá současně ab a gd receptor.
Myší germinální DNA obsahuje 75-100 Va a 50 Ja genových segmentů a jeden Ca segment. Delta genová rodina obsahuje 10 V segmentů, dva D, dva J a jeden C segment. Genová rodina pro beta řetězec má asi 30 V genových segmentů, a dvě seskupení D,J a C segmentů, z nichž každé obsahuje jeden D, 6 J a jeden C segment. Gen pro gama řetězec sestává ze 7 V exonů a tří funkčních J-C dvojic.
Přeskupení genových segmentů kódujících TCR je podobné jako u imunoglobulinových genů. Byly prokázány rekombinační signální sekvence a jejich párování podle pravidla 12/23 a ukázalo se, že T a B buňky zřejmě využívají stejné rekombinázové systémy. Jedním z modelů umožňujících studium spojování V,D,J genových segmentů jsou tzv. SCID myši, kterým chybí funkční T a B buňky. Tyto myši s těžkou kombinovanou imunodeficiencí mají poruchu v přeskupování D-J genových segmentů, při kterém dochází k deleci J segmentu.

Vznik TCR diverzity:
I když jsou TCR kódovány mnohem menším počtem V exonů než Ig molekuly, je diverzita TCR dokonce vyšší než u imunoglobulinů. TCR mají totiž mnohem více J segmentů a je zde vyšší příspěvek dalších diversifikačních mechanismů (alternativní spojování D segmentů, flexibilita spojování a připojování nukleotidů v N oblastech).
Orientace rekombinačních signálních sekvencí umožňuje nejen spojování V-D-J, ale i V-J nebo V-D-D-J kombinace. Tato variabilita není možná u imunoglobulinových genů.
Diverzifikace v N oblasti probíhá v genech pro všechny 4 typy TCR řetězců. Připojení až 6 nukleotidů v každém spojovacím místě vede k 5461 možným kombinacím nukleotidů. Kromě toho se zde uplatňuje podobná flexibilita spojování genových segmentů jako u imunoglobulinů. Podle odhadů je možno vytvořit až 1013 různých AK sekvencí jen na základě diverzifikace v N oblasti a flexibility spojování. TCR geny však zřejmě nepostihují somatické mutace.
TCR musí rozpoznávat jak velké množství zpracovaných antigenů, tak relativně menší množství vlastních MHC molekul. Zdá se, že omezený počet germinálních V segmentů vytváří diverzitu potřebnou pro rozpoznání MHC molekl, zatím co enormní diverzita vytvářená v oblastech spojování genových segmentů umožňuje rozpoznávání antigenu.

Struktura T buněčných receptorů:
Doménová struktura TCR ho řadí do velké imunoglobulinové rodiny. Oba řetězce TCR heterodimeru vykazují vysokou AK variabilitu na N konci, zatím co C konce jsou konzervované. Jednotlivé domény obsahují kličky o 60-75 AK. Variabilní oblast TCR má strukturu skládaného listu a byly zde nalezeny tři oblasti určující komplementaritu (CDR) podobně jako u Ig. V genové segmenty kódují CDR 1 a CDR 2, CDR 3 je kódována oblastmi s vysokou diverzitou spojení. Přeskupené TCR geny také obsahují krátkou L (leader) sekvenci. Konstantní oblasti TCR jsou kódovány C segmenty a jejich exony korespondují se strukturními doménami proteinových řetězců. Je zde oblast pantu (hinge region), transmembránová a cytoplazmatická oblast.

T akcesorní membránové molekuly:
Tyto přidružené molekuly fungují při rozpoznávání Ag jako adhezivní molekuly nebo předávají signál od TCR do cytoplazmy. Jsou členy velké Ig rodiny nebo integrinové rodiny.

TCR-CD3 membránový komplex:
CD3 molekula je těsně spojena s ab nebo gd heterodimerem a její exprese je podmínkou pro expresi TCR. Mutace v genech pro CD3 nebo TCR vede ke ztrátě komplexu CD3-TCR na buněčné membráně.
CD3 je komplex 5 polypeptidů: gama, delta a epsilon v komplexu buď s homodimerem dvou zeta řetězců, nebo s heterodimerem zeta-eta. CD3 molekula zřejmě přenáší do buňky signál o rozpoznání Ag T receptorem a tak přispívá k aktivaci T buňky. Anti-CD3 MAb aktivuje T lymfocyty bez přítomnosti Ag.

CD4 a CD8 akcesorní molekuly:
CD4 a CD8 jsou spojeny v membráně s TCR a fungují jako adhezivní molekuly. Zřejmě zvyšují aviditu interakce TCR-Ag/MHC komplex. Bylo zjištěno zesílení vazby TCR-Ag až 100x, takže T buňky mohou odpovídat na 100x nižší hladiny Ag-MHC než v nepřítomnosti CD4, CD8 molekul.
CD4 je 55 kDa glykoprotein obsahující ve své struktuře 4 domény imunoglobulinového typu. CD8 je menší glykoprotein mající jen jednu extracelulární doménu. CD8 je exprimován jako homodimer, heterodimer nebo v multimerní formě.

Další akcesorní molekuly CD2 a LFA-1:
CD2 je adhezivní 50 kDa glykoprotein exprimovaný na většině thymocytů, periferních T buňkách a velkých granulárních lymfocytech. Obsahuje 2 domény Ig typu. Jeho fyziologickou ligandou je LFA-3, též člen velké Ig rodiny. Interakce CD2-LFA-3 usnadňuje vazbu TH buňky na buňku prezentující Ag, TC lymfocytů na cílové buňky a thymocytů na epitelie v thymu. CD2 se váže na glykoprotein na beraních erytrocytech což umožňuje separaci lidských T buněk tvorbou rozet s krvinkami. CD2 též funguje jako molekula přenášející aktivační nebo inhibiční signál.
LFA-1 je člen integrinové rodiny a váže se na jinou adhezivní molekulu ICAM-1, která se vyskytuje na T,B buňkách , makrofágách, dendritických buňkách a thymových epiteliích. Stabilizuje interakci T buněk s cílovou nebo Ag prezentující buňkou.

MHC restrikce a tolerance k vlastním antigenům:
Při přeskupování genů pro všechny 4 typy TCR řetězců vzniká TCR diverzita převyšující číslo 1013. Tato obrovská diverzita germinálního repertoáru musí být podrobena selekci vedoucí k tomu, že pouze těm T buňkám, které rozpoznávají Ag + vlastní MHC, je dovoleno dozrát. Ke zrání a selekci progenitorových T lymfocytů dochází v thymu. Nejprve dochází k pozitivní selekci buněk schopných vázat vlastní MHC molekuly, následuje negativní selekce T lymfocytů s vysokou afinitou pro vlastní MHC molekuly nebo vlastní antigeny prezentované v kontextu s vlastními MHC. Tím se získá MHC restrikce a současně tolerance k vlastnímu. Pozitivní selekce zahrnuje interakci nezralých thymocytů s epiteliálními buňkami thymové kůry. Tyto nezralé thymocyty exprimují TCR-CD3 komplex a CD4 i CD8 akcesorní molekuly. Protože současně exprimují CD4 a CD8, říká se jim "dvojitě pozitivní" thymocyty. Neschopnost rozeznat vlastní MHC vede u těchto buněk k programované buněčné smrti (apoptóza). MHC restringované thymocyty nesoucí vysoce i nízce afinní TCR podělávají negativní selekci v thymové dřeni. Thymocyty s vysoce afinními TCR interagují s makrofágy a dendritickými buňkami a jsou eliminovány. Mechanismus této eliminace není znám. Zdá se, že pozitivní i negativní selekci přežívají pouze thymocyty s TCR s nízkou afinitou k MHC.

Vývoj T buněk:
Progenitorové buňky jsou naváděny do thymu chemotaktickými faktory sekretovanými thymovými epiteliemi. Podobně jako u B buněk koreluje diferenciace T buněk s přeskupováním germinálních TCR genů a expresí různých povrchových znaků. Na rozdíl od B buněk zahrnuje diferenciace T buněk různé vývojové linie dávající vznik funkčně odlišným subpopulacím zralých T buněk. Po vstupu do thymu exprimují progenitorové T buňky Thy-1 antigen, který je u myší znakem pro všechny lymfocyty prošlé thymem. Nejprve nemají fetální thymocyty detegovatelné CD4 a CD8 a nazývají se "dvojitě negativní". Ty, které prodělaly produktivní přeskupení gama a delta řetězců, se vyvíjejí na dvojitě negativní CD3+ buňky, které tvoří 0,5-1% thymocytů.
Většina dvojitě negativních thymocytů se však diferencuje odlišným způsobem. Přeskupují TCR geny pro beta řetězec a exprimují CD4 a CD8 antigeny, pak exprimují celý TCR-CD3 komplex. Většina z těchto dvojitě pozitivních thymocytů v thymu hyne. Thymocyty prošlé selekcí se dále diferencují na CD4+ thymocyty reprezentující 10% celé thymocytové populace a CD8+ thymocyty tvořící 5% thymocytové populace. O.5% tvoří CD4-CD8- TCR+ thymocyty.
Mezi CD4+ T buňkami, které mají TH funkci, byly nedávno objeveny dvě subpopulace. TH1 subpopulace produkuje IL-2, IFN a lymfotoxin, pomáhá polyklonální B aktivaci, suprimuje Ag specifickou B odpověď, zprostředkuje oddálený typ přecitlivělosti (DTH) a buněčnou cytotoxicitu. TH2 subpopulace produkuje IL-4 a IL-5, pomáhá polyklonální i Ag specifické aktivaci B buněk, nesuprimuje, nefunguje v DTH ani buněčném zabíjení. Ukázalo se, že tyto funkčně odlišné subpopulace se liší i v expresi dvou diferenciačních antigenů CD45 a CDw29.Ačkoli gd T buňky tvoří 1-3% T buněk v lymfoidních orgánech, reprezentují hlavní T buněčnou populaci v kůži, intestinálním a plicním epitelu. V kůži jsou tyto buňky známy jako "dendritické epidermální buňky". Na rozdíl od ab T buněk gd T buňky nerecirkulují a zůstávají fixovány v tkáních. Funkce těchto buněk je zatím nejasná. Některé mohou fungovat v nerestringované lýze nádorových buněk, přisuzuje se jim též úloha v likvidaci poškozených vlastních buněk a některých invadujících mikrobů.

T buněčná odpověď na alogenní histokompatiblní antigeny:
Odhojení štěpu je přímou reakcí T buněk na alogenní MHC molekuly (díky polymorfismu MHC v rámci druhu). Obecně CD4+ T buňky reagují s MHC II, CD8+ odpovídají na MHC I aloantigeny. Přímá reakce T buněk s povrchovými buněčnými aloantigeny se zdá popírat představy, že T buňky rozpoznávají pouze antigeny prezentované v komplexu s vlastními MHC antigeny. Aloantigeny jsou však rozpoznávány přímo, bez zpracování a prezentace. Frekvence aloreaktivních T lymfocytů je vysoká (1-5% všech T buněk), mnohem vyšší než frekvence T buněk reagujících s komplexem Ag-MHC.
Vysvětlením pro tento paradox je to, že T buňky specifické pro Ag-MHC, skříženě reagují s určitými MHC haplotypy, čili že cizí MHC molekuly svou strukturou napodobují zpracovaný peptid vázaný na vlastní MHC molekulu. Protože alogenní buňky exprimují řádově 105 MHC I molekul na buňku, mohou se na tento vysoký počet molekul vázat T buňky se skříženě reagujícími nízkoafinními receptory. Cizí zpracovaný Ag, který je řídce rozmístěn a membráně prezentující buňky, může být rozpoznán pouze T lymfocyty s vysoce afinními receptory. Existují experimentální důkazy, že antigen-specifické T klony mohou být současně aloreaktivní.