细胞免疫1-山东农业大学.pptx

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第六章细胞免疫,前言,机体的特异性免疫功能除B细胞介导的体液免疫外，还包括由T细胞介导的细胞免疫（cellularimmunity），也称其为细胞介导免疫（cell-indiatedimmunity）。

它不同于体液免疫之处在于：

并非由体液因素（如抗体）所介导的，而是由免疫活性细胞（T细胞）直接参与下产生的免疫应答。

细胞免疫是一个较为广泛的概念，它包括吞噬细胞的吞噬作用、NK细胞和K细胞对靶细胞的杀伤作用等等。

本章所介绍的是狭义的细胞免疫，它仅指T淋巴细胞介导的免疫应答，包括T细胞免疫应答效应和免疫调节功能。

胸腺与细胞免疫,1961年Miller在研究AKB品系小鼠的自发白血病时，发现在新生鼠时期切除胸腺后，不再出现同种异体皮肤的排斥现象,并且细胞免疫功能的严重衰退。

Gord等在临床研究工作中，也同时发现胸腺不发育的DiGeorge综合症患儿，丧失了细胞免疫功能。

人们发现新生鼠切除胸腺，当植入新的胸腺细胞后，该小鼠的细胞免疫功能得以迅速恢复。

如果将出生后立即切除胸腺的CBA雌鼠，在发育成熟后与正常Tb雄鼠交配。

受孕的CBA母鼠在怀孕期间受胚胎孕鼠正常胸腺的影响，其细胞免疫功能有明显的改善。

以上这些研究证明了胸腺组织及其分泌物在T淋巴细胞的发育以及细胞免疫功能的建立中具有重要的地位。

T细胞介导的免疫应答主要包括：

对细胞内寄生病原体（病毒、细菌等）的抗感染作用。

对异种或同种异体移植物排斥的应答和移植物排宿主反应。

T细胞介导的迟发型超敏反应。

引起某些自身免疫疾病。

抗肿瘤免疫。

对机体免疫应答过程中的正、负反馈调节作用。

第一节T细胞表面的分化抗原,概念：

在T细胞发育成熟的不同阶段，其细胞表面表达不同种类、抗原性质各异的糖蛋白，与T细胞分化发育的不同阶段相关，统称为分化抗原（differentiationantigen）功能：

分化抗原分子涉及T细胞的不同发育阶段、T细胞分化成熟后的静止期和活化期的差异、T细胞对抗原识别的特异性、与细胞因子的结合、细胞的活化和胞浆内的信息传递等等多种功能和特异标志。

T细胞表面分化抗原是研究细胞行使免疫功能的分子基础，故而是现代免疫学研究的热点之一。

研究手段：

单克隆抗体技术，通过筛选而获得单克隆抗体命名：

最初采用通过筛选而获得的单克隆抗体细胞株来命名。

包括：

OKT系统（Ortho-厂商名、Kung-姓氏和T细胞三字字首组成）单克隆抗体的OKT1-11和Leu系统（leukocyte的前缀，白血球）单克隆抗体的Leu1-9等。

1983年第一届人类白细胞分化抗原国际会议上确定以分化群（clusteofdifferentiation,CD）的编号来命名，例如抗原“CD4”统一了T4、Leu3a、Q1、D6等单抗系统的各种不同的命名，为世界范围内对T细胞表面抗原的研究提供了方便。

单克隆抗体技术和分子生物学技术为T细胞表面抗原研究的飞速发展作出了重大贡献,采用单克隆抗体技术利用单抗的高度特异性可以分离、纯化和鉴定相应的抗原，进而可分析抗原的蛋白质结构和功能。

通过生化分析了解其氨基酸组成和序列以及糖的含量和结合位置，结合细胞学、免疫学以及生物化学的研究，便可进一步了解到它在分化中的地位及生物学功能,采用分子生物学的研究方法中，常常是通过CD分子的mRNA，获得互补DNA（cDNA）以此推测CD分子的肽链结构及其生物学功能。

现已分离出50%以上CD分子的cDNA和至少确定了30种CD分子在染色体上的位置。

通过对1000多个CD分子的单克隆抗体的分析，可将CD分子分为确定CD组（CD1-CD45）和暂定CD组（CD46-CDw78）。

由于很多CD分子的结构和功能尚未搞清楚，在此只能作部分介绍,一、CD1分子,表达时期：

当骨髓干细胞进入胸腺后逐渐发育为成熟的T细胞过程的早期，表达CD1分子。

是鉴定人胸腺内不成熟胸腺淋巴细胞的标志。

二、CD2分子,CD2分子又称T11、LFA-2、Leu5、Tp50，它表达于全部人类T细胞表面。

它是一个相对分子质量为4500050000的糖蛋白，90%以上的成熟T细胞和50%-70%的胸腺淋巴细胞表面上都含有CD2，自然杀伤细胞（NK）上也有CD2表达。

CD2可能属于免疫球蛋白超基因家族的成员，它的分子含有2个胞外球状结构域，然后是1个疏水的跨膜片段和1个长的（116个氨基酸残基）胞质尾区。

CD2分子的功能1、CD2是负责细胞间粘连的分子CD2的配基是白细胞功能相关抗原-3（leucocytefunctionassociatedantigen-3,LFA-3）。

CD2与LFA-3的结合促进了细胞间的粘连，这对于辅助性T细胞与抗原呈递细胞（antigenpresentingcells,APCs）、细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxicTlymphocyte,CTL）和靶细胞、成熟的淋巴细胞与胸腺内皮细胞等的彼此结合是关键性的一步。

2、CD2是绵羊红血球（sheepredbloodcell,SRBC）受体人类成熟的T细胞与SRBC形成玫瑰花环，并以此检测从血液中纯化的T细胞，也是检测机体细胞免疫功能的手段之一。

3、CD2也是一个信号传递分子抗CD2单抗与CD2结合后，可刺激T细胞分泌细胞分裂素及增殖，因此有人认为正常T细胞的激活可能分为CD2依赖型和T细胞抗原受体（TCR）-CD3复合物型。

这两个途径可同时激活T细胞，但彼此相互关系尚不清楚。

由于在T细胞发育过程中，CD2的表达早于TCR-CD3复合物，所以认为CD2对刺激未成熟T细胞分裂至关重要，CD2在传递信号的同时，有可能还传递负作用或抑制信号。

传递不同性质的信号也与同时作用于T细胞的刺激原的特性有关。

三、CD3复合物,CD3是一个复合蛋白，至少有五种不同成分的跨膜蛋白，它们是、和，相对分子质量分别是：

链2500028000、链20000且糖基化、链20000、链16000、链21000。

、和链的基因具有高度的同源性，在人类中位于11号染色体上，小鼠在9号染色体上，它们可能是同一个祖先基因倍增产生的。

这三条链都包括N端的胞外区、连结短肽、跨膜片段和一个胞内的尾巴。

胞外区域都具有一个单一的与免疫球蛋白类似的结构域，所以这三种蛋白属于免疫球蛋白超基因家族。

这三条链的跨膜部分都含有一个带负电荷的天门冬氨酸残基，这可能对于CD3与TCR的结合和相互作用有关，因为TCR的跨膜区中含有带正电荷的赖氨酸残基。

构成胞内功能区的氨基酸残基数分别为：

链27、链36、链81。

这样的长度足以用来在细胞质内部传递信号。

和链的结构相似，其胞外区和跨膜区段的氨基酸序列是完全相同的，但胞内区片段不同。

胞外区片段较短，有9个氨基酸残基，跨膜片段也有带负电荷的天门冬氨酸残基。

它们胞内区较长，有113个氨基酸残基，有155个氨基酸残基，并含有多个个氨酸磷酸化的位点。

在CD3与TCR形成的复合物中，CD3的、链以单体形式存在，和链情况不同，有90%的链以同聚体形式存在

（2），而10%是以和异二聚体的形式存在（+）。

它们彼此之间以及与TCR之间都是以非共价键形式结合的。

CD3和TCR在表达和功能方面是相互依赖的。

在T细胞成熟过程中，、基因首先表达，经过翻译后加工，形成一个核心结构（、），随后表达的TCR的、异二聚体在内质网中和CD3的、链结合，然后该复合体被运到高尔基体进行N-糖苷寡糖修饰。

只有当二聚体和TCR-CD3、复合物结合后，蛋白质才算组装完全，此时才能运送到膜上。

在这个过程还存在一个相对分子质量为28000的蛋白，称为T3w或称T细胞受体结合蛋白（Tcellreceptorassociatprotein,TRAP），是控制TCR-CD3组装的。

在装配的最后阶段，它从复合物中解离出来，而不在膜上表达。

CD3复合物的功能：

TCR与抗原-MHC结合以后，很可能是由与TCR相连的CD3复合物把这个激活信号传导到细胞内部。

在这个过程中，CD3被磷酸化，其中、链是丝氨酸残基磷酸化，链是酪氨酸残基磷酸化。

胞质内氨基酸磷酸化现象在许多生长因子受体中普遍存在，而且在这些分子的信息传导过程中起重要作用。

所以T细胞对抗原的识别与TCR有关，而T细胞的起始激活信号与CD3复合体的传导有密切的关系。

四、CD4和CD8分子,CD4和CD8分子是T细胞表面跨膜糖蛋白，它们在两类不同方式的MHC限制的T细胞中表达，并在促进T细胞和抗原呈递细胞或靶细胞相互作用中作为辅助性分子发挥作用。

这两种分子都是免疫球蛋白超基因家庭的成员。

在链、链的T细胞受体的T细胞中，有65%表达CD4，35%表达CD8。

1CD4的结构CD4的相对分子质量约为55000，在外周及胸腺内的T细胞表面都是以单聚体的形式存在，CD4在人类的单核-巨噬细胞、中性粒细胞、B淋巴母细胞、中枢及外周神经细胞中也存在。

CD4分子是利用单克隆抗体检测发现的，对人类称为Leu-3或T4，对小鼠称为L3T4。

通过cDNA克隆的核苷酸序列预测出它的分子结构，它是一条单独的由459个氨基酸残基组成的多肽链，其中包括一个23个残基的信号肽，一个110个残基的氨基末端功能区，一个265个残基的长序列，一个21个残基的跨膜片段和一个40个残基的胞质功能区。

人类的CD4基因在第12号染色体上，小鼠在第6号染色体上，人类和小鼠的CD4之间约有60%的序列是相同的。

胞外区由4个与免疫球蛋白可变区相似的结构域组成，这一结构特点与其功能的关系尚不清楚。

2CD4的功能在免疫应答中，CD4的功能主要表现在两个方面：

首先，CD4分子对MHC类分子有特异的亲和力，所以它是作为细胞粘连分子发挥作用的；其次，它是一个传递信号的分子，促使T细胞的激活。

除上述CD4的生物学功能外，它还是人类免疫缺陷型病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV）的受体。

3CD8的结构CD8分子的结构在不同种族及T细胞的不同发育阶段中都有所不同。

在人类胸腺淋巴细胞中，CD8分子是以由二个相对分子质量为34000、称为CD8的多肽链组成的同二聚体形式存在的。

在外周T细胞中，CD8分子可以是由CD8组成同二聚体的形式，也可以是CD8和CD8形成异二聚体的形式存在。

人类和小鼠的CD8基因与CD4同在一条染色体上，分别是第2和6号染色体。

链氨基酸残基数目是198个，其中包括前导序列21个，胞外功能区113个，连接肽12个，跨膜片断25个，胞质尾部27个；链约210个氨基酸残基，包括前导序列21个，胞外功能区102个，连接肽41个，跨膜片段27个，胞质尾部19个。

CD8是免疫球蛋白超基因家庭的成员，每条CD8链都有一个约110个氨基酸残基组成的可变区样的功能区，在胞质尾部都带有碱性氨基酸。

4CD8的功能表达CD8的T细胞识别类MHC分子呈递的内源性抗原，具有细胞毒性，称为杀伤性T淋巴细胞（cytotoxicTlymphocyte,CTL）。

CD8除具有细胞粘连功能外，还具有信号传递功能。

T细胞不同亚群及名称总结如下：

五、CD5分子,CD5是一条单独的多肽链，是相对分子质量为67000的跨膜糖蛋白，它在所有T细胞和胸腺淋巴细胞上表达，只在一小部分B细胞中出现。

在人类CD5又称为T1、Tp67或Leu-1，在小鼠中称Ly-1。

CD5分子在辅助性T细胞的表达水平高于细胞毒性T细胞和抑制性T细胞。

从cDNA克隆中预测小鼠CD5结构表明，它含一个由347个氨基酸残基组成的大的胞外区，30个氨基酸组成的跨膜区和94个氨基酸残基的胞质区。

人类CD5分子由471个氨基酸残基组成，它与小鼠CD5之间有63%的氨基酸序列相同。

在小鼠中编码CD5的基因定位于第19号染色体上，有两个等位基因：

Ly1a和Ly1b，分别决定Ly-1和Ly-1-2两个同种异型抗原。

当抗CD5单抗与CD5结合后，可增强TCR或CD3与配基结合时所引起的T细胞应答，其他功能尚不清楚。

六、CD28分子,CD28的相对分子质量约为8000090000，由二硫键共价连接成同二聚体。

它在人类所有CD4T细胞和50%的CD8细胞中表达。

CD28也属于免疫球蛋白超基因家庭的成员，从克隆基因序列中预测出的氨基酸序列表明，它有类似于免疫球蛋白的胞外结构域。

研究发现在B细胞、巨噬细胞等的细胞膜上，存在一种称为B7或BB1的蛋白，它是CD28的受体。

研究认为这种膜蛋白与CD28的结合是激活T细胞的另一信号（也称第二信号或共刺激信号）。

七、CD29和LFA-1分子,CD29又称为极迟活化抗原（verylateactivatingantigen，或称verylateappearingantigen,VLA），因为它是在丝裂原或同种异体抗原激活2-4周后才在淋巴细胞膜上出现的。

它属于整合素（integrin）或称整联蛋白家庭的成员。

VLA亚家庭又称1亚家庭，这类蛋白最早发现的是VLA-1和VLA-2，以后又陆续发现VLA-3-VLA-6。

所有整合素均由、链以非共价键连接成异二聚体，、链都是跨膜糖蛋白。

根据链的不同，整合素可分为三个亚家族：

（i）VLA亚家族或称1亚家族，它们可在各种类型的细胞表面表达；（ii）白细胞整合素（leukocyteintegrin）亚家族或称2亚家族，在白细胞表面表达；（iii）细胞粘附素（cytoadhesin）亚家族即3亚家族，在血小板和内皮细胞上表达。

整合素与其配体结合后，可产生免疫细胞的粘附作用、伤口的修复和血栓形成等多种生理效应。

整合素的相应配体是细胞外基质成分，如纤维粘连蛋白、纤维蛋白原、胶原蛋白、体外粘连蛋白、层粘蛋白、血栓海绵蛋白和vonwillebrandFactor因子（VWF）等。

这些配体共同存在一个RGD（精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸）序列，是整合素识别的位点，它们通过整合素与配体的识别单位的结合而产生上述生理效应。

三种亚家族的链的相对分子质量分别为：

195000、2100000、31000000，约有45%的氨基酸序列是相同的，其中有56个半胱氨酸的位置是完全保守的。

链的胞外功能区有4个由40个氨基酸残基组成的重复序列，在氨基末端的肽环由二硫键加固。

链含有结合Ca2+的部位，和链的胞质区较短，均有结合细胞骨架的相关部位，所以整合素起着胞外配体和细胞骨架之间的跨膜连接作用。

当T细胞被激活时，这些分子数量增多，与配基的亲和力增强，这就增加了细胞与细胞（T-T，T-B，CTL-B淋巴母细胞）之间的粘附作用，作为共刺激信号，促进了白细胞的活化和增殖。

LFA-1（CD11a、CD18）称为淋巴细胞功能相关抗原（lymphocytefunctionassociatedantigen,LFA），是属于整合素家族的2亚家族它几乎在所有从骨髓中来的细胞上都表达，这些细胞包括90%的胸腺细胞，成熟的T、B细胞，多型核白细胞以及单核细胞。

LFA-1具有细胞粘连作用LFA-1的配基是胞间粘连分子（intercellularadhesionmolecular,ICAM），它是一个相对分子质量为80000114000的跨膜糖蛋白，含有5个与免疫球蛋白类似的胞似结构域，属于免疫球蛋白超基因家族成员。

最近发现ICAM-1是鼻病毒、疟原虫的特异受体。

八、CD44分子,CD44也称为Pgp-1、Ly-24、胞外介质受体、Hermes等，是一个酸化硫酸盐跨膜糖蛋白。

相对分子质量随糖基化程度和所附加的硫酸软骨素的多少而不同，约在80000到200000之间。

它存在于T细胞、胸腺淋巴细胞、B细胞、粒细胞、巨噬细胞、血细胞、神经细胞、内皮细胞及成纤维细胞的膜上，在人类记忆性T细胞的CD44表达量高于原来的T细胞。

CD44与细胞骨架相连，可结合一些胞外介质中的成分，如透明质酸、硫酸软骨素、胶原和纤维生成素等，所以它类似于整合素的粘连作用，可使细胞骨架和胞外介质联系在一起，参与了T细胞的激活作用。

九、CD45分子,CD45又称为白细胞表面共同抗原（leukocytecommonantigen,LCA）或称T-200、B-220。

它是与细胞表面结构相关的跨膜大分子糖蛋白。

目前已发现有5种CD45分子异构体，它们分别是：

（1）CD45，由D3/9单抗识别，具有相对分子质量为220000、205000、190000、180000的四种糖蛋白特异性，分布于所有白细胞膜上。

（2）CD45R，由PR1/11单抗识别，仅具有相对分子质量为220000的糖蛋白特异性，表达于B细胞、粒细胞、单核细胞和某些T细胞亚群的细胞膜上。

（3）CD45RO，由vcHL-1单抗识别，具有相对分子质量为180000的糖蛋白特异性，表达于B细胞、粒细胞、单核细胞和某些T细胞亚群的细胞膜上。

（4）CD45RA，由G-15、HB-11等单抗识别，具有相对分子质量为220000、205000、190000的三种糖蛋白特异性，表达于B细胞、NK细胞和某些T细胞亚群的细胞膜上。

（5）CD4RB，由PT17/26/16单抗识别。

具有相对分子质量为220000、205000、19000的三种糖蛋白特异性，表达于B细胞、粒细胞、单核细胞和T细胞亚群的细胞膜上。

CD45在胞浆部分具有蛋白质酪氨酸磷酸酶（PTPase）活性CD45是跨膜蛋白，具有膜受体的特性CD45的这些重要特性，使其在细胞内的信息传递、细胞的激活、分化、增殖等方面具有重要的意义,十、Thy-1和Ly-6,Thy-1是最早在胸腺淋巴细胞和T细胞中发现的分化抗原之一。

它首次是从小鼠体内被鉴定出来的，它在小鼠和大鼠胸腺细胞表面含量极为丰富，由于在B细胞膜上无此抗原，故已广泛地用作小鼠T细胞的标志。

此外，它也是脑神经细胞和许多种成纤维母细胞膜上的重要成分。

在人类只有少量的胸腺淋巴细胞和T细胞表达Thy-1，但它也是神经元和成纤维母细胞表面的成分。

从鼠脑分离的Thy-1糖蛋白是由111个氨基酸残基组成的，有2个链内二硫键（残基位置在911和1985），还有N-连接的寡糖。

Thy-1的胞外区域与免疫球蛋白功能区有类似的结构，所以它也是免疫球蛋白基因家庭的成员。

它没有胞质尾，是依靠C-末端共价结合的磷酸肌醇与膜相连。

Thy-1基因定位在小鼠第9号染色体上。

Ly-6是包含一组至少有5个不同细胞表面分子的蛋白，相对分子质量从10000到18000。

存在于不同发育阶段的T、B细胞和多型核白细胞表面。

小鼠Ly-6是由第2号染色体上的一个复合基因座上的基因编码的。

在人中也鉴定出了Ly-6通过糖基化的磷酸醛肌醇与质膜相连。

一些Ly-6特异的抗体可刺激T细胞分泌细胞分裂素，这种激活途径可能依赖于Ly-6和TCR-CD3复合物的同时表达。

第二节T细胞表面受体,一、T细胞抗原受体二、细胞因子受体三、绵羊红细胞受体四、有丝分裂原受体,一、T细胞抗原受体,T细胞（包括辅助性和细胞毒性T细胞）和B细胞不同，它们只识别由细胞表面呈递的抗原，这种抗原是通过细胞内蛋白酶分解后的抗原多肽。

无论是外源性（如被巨噬细胞吞噬）还是内源性（如细胞内寄生的病毒）抗原的酶解特异肽段与MHC结合共同呈递出来，才能被T细胞识别进而被激活。

T细胞和B细胞不同之处还在于识别不同性质的抗原。

T细胞只识别蛋白质抗原，而B细胞可特异地识别蛋白质、核酸、多糖、脂质以及小分子有机物。

B细胞对蛋白质抗原的特异性在于对构象决定因子的识别，这种构象决定因子存在于蛋白质的各级结构中。

一旦蛋白质抗原变性或被水解，这种识别将不再存在或有所改变。

T细胞只识别那些与一级结构相关的决定因子，所以T细胞可以对变性形态或水解形态的蛋白质作出反应。

T细胞抗原受体简称T细胞受体（Tcellreceptor,TCR），它与抗原-MHC复合物结合表明，它必须同时识别抗原多肽和MHC分子。

TCR有两种类型，均由两条不同的跨膜的多肽链组成，即、（TCR）和、（TCR）。

由、组成的受体称为第一类TCR受体，是最重要的也是研究较清楚的一类抗原受体。

它广泛地分布在成熟的T细胞上，通常这类T细胞膜上表达CD4或CD8分子。

携带TCR分子的T细胞大多是不表达CD4或CD8分子。

小鼠皮肤中的树突状细胞、小鼠和鸡的小肠上皮细胞也携带TCR。

小鼠在妊娠第14天左右时，胸腺中就可出现TCR。

现在还不清楚TCR是TCR的前体T细胞，还是代表了两类不同谱系的T细胞。

1TCR分子结构,TCR是由、链通过二硫键共价结合在一起的异二聚体。

TCR的链是一个相对分子质量为4000050000的酸性糖蛋白，链是4000045000的不带电荷的糖蛋白。

链只含复杂的N-糖苷键寡聚糖。

链还含有简单的高聚甘露糖。

、链和免疫球蛋白在结构上有惊人的相似，它们都有可变区（V）和稳定区（C），链的V-C相连处由J基因编码，链V-C相连处由D-J基因编码。

从基因表达上来看，也有V-J和V-D-J重排。

、链的V区有102119个氨基酸残基，其中含有两个相隔的半胱氨酸形成链成二硫键的环。

在V区也存在保守序列和三个高变区域（抗原互补决定区CDR），因而形成与免疫球蛋白V区结构域相似的三级结构。

这种高度的相似性说明，这两种分子在与各种各样外来抗原的结合功能上是相似的。

、链的C区有138179个氨基酸残基，分为四个功能区：

最靠近N端的功能区含有两个半胱氨酸，形成链内二硫键的环，该区可能折叠形成类似于免疫球蛋白C区的三级结构，C区的第二部分为一较短的绞链区或称连接肽，含有一个半胱氨酸残基，可使两条链之间形成二硫键连接，、链C区的第三部分均为跨膜区，由2024个氨基酸残基组成，绝大部分残基为疏水性的，其中链中含有一个赖氨酸和一个精氨酸，链仅含一个赖氨酸。

由于这些残基带有正电荷，这一特点，对于TCR跨膜区与CD3分子带负电荷的天门冬氨酸残基的跨膜片段相互作用是至关重要的。

、链的羧基端在胞质内，约有510个氨基酸残基。

由于胞内片段太小，因此人们认为它不能起到在胞内传递信号的作用，而是通过与它结合的分子（如CD3）来传递信号。

TCR特异性的几个特点：

（1）由、链组成的TCR在结合抗原-MHC复合物中，既要识别抗原肽段，又要识别MHC分子，否则不能结合，T细胞也不会被激活。

TCR所具有的双重特异性也保证了MHC分子的自身限制作用。

（2）TCR的特异性是由、两条肽链共同完成的，单独的链或链都不能与抗原-MHC复合物结合。

（3）T细胞对抗原的识别是受MHC类分子还是类分子的限制，并不由TCR抗原结合部位决定，而是决定于T细胞上CD4或CD8分子的表达。

即：

CD4T细胞受MHC类分子的限制，而CD8T细胞则受类分子的限制。

2T细胞受体基因的组成、重排和多样性的产生,有功能的TCR的、链基因只存在于成熟的T细胞中，它们是由种系基因片段经过类似免疫球蛋白基因的重排后形成的。

TCR的链、链基因组成在所有研究的种族中都是基本相似的。

在人和小鼠中编码链的基因都在第14号染色体上，链基因人类位于第7号染色体上，小鼠在第6号染色体上。

与免疫球蛋白相似，每个TCR基因座都包括可变区（V）、连接区（J）、稳定区（C），而且链基因还含有高变区（D）片段。

小鼠链基因座上有两个几乎完全相同的C基因，每个C基因都含有4个外显子，在每个C基因的5端都有6到7个J片段和一个D片段相连。

在小鼠中，有2030个V片段形成20个家族，这些家族成员的DNA序列有75%的同源性。

早期的T细胞前体中，TCR基因的V、D、J、C片段在染色体上是分开排列的，因而是无功能的。

T细胞在胸腺中的成熟过程中，TCR基因片段按照一定次序重排：

链是V-J连接，链是D-J连接后再V-D-J连接。

这就使V、D、J、C紧密相邻。

体细胞重排是TCR基因表达的先决条件，对于TCR多样性的产生有很重要的作用。

TCR基因重排和表达的机理、顺序与免疫球蛋白的基因表达极为相似。

（1）TCR的链相当于免疫球蛋白的重链。

TCR基因重排首先发生于链基因，重排时不仅V、D、J片段的选择是随机的，C1和C2的选择也是随机的。

链基因的有效重排和表达刺激了链基因的重排和表达，最终组成完整的、异二聚体受体。

（2）链基因的重排最先是D片段和J片段相连，随后与V片段结合形成V-D-J。

链基因无D片段，只