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115年:(醫檢)免疫病毒(1)

未成熟的 T細胞稱為胸腺細胞（ thymocyte ），下列有關早期胸腺細胞發育過程的敘述何者錯誤？

ANotch訊息傳遞是決定造血幹細胞走向T細胞系列的關鍵訊息
Bdouble negative （DN）的胸腺細胞大部分是αβ T細胞，只有少部分γδ T細胞
Cdouble negative （DN）的胸腺細胞表型皆為CD3+CD4-CD8-
DDN1～DN4胸腺細胞可由 c-kit、CD25及CD44分子來辨別

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是 T細胞在胸腺內的早期發育過程 (Early Thymocyte Development)，特別是 雙陰性 (Double Negative, DN) 階段的細胞特徵、譜系決定 (Lineage commitment) 及其表面標記的變化。

選項分析

  • A. Notch訊息傳遞是決定造血幹細胞走向T細胞系列的關鍵訊息：(正確)

    • Notch1 訊號路徑是造血幹細胞 (HSC) 或早期淋巴前驅細胞 (ELP) 在胸腺中向 T 細胞譜系分化的絕對關鍵。
    • Notch 訊號會開啟 T 細胞特定的基因表現 (如 Tcf7, Gata3) 並同時抑制 B 細胞的發育路徑。若缺乏 Notch1，前驅細胞會轉而發育為 B 細胞。

  • B. double negative （DN）的胸腺細胞大部分是αβ T細胞，只有少部分γδ T細胞：(正確)

    • 雖然 γδ\gamma\delta T 細胞在成熟後通常保持 DN 表型 (CD4-CD8-)，但在胸腺發育的 DN 階段細胞群中，絕大多數的細胞實際上是正在發育中的 αβ\alpha\beta T 細胞前驅細胞 (Progenitors)。
    • 這些前驅細胞會經歷 DN1 →\rightarrow DN2 →\rightarrow DN3 →\rightarrow DN4 的過程，最終進入雙陽性 (DP) 階段並分化為 αβ\alpha\beta T 細胞。相比之下，選擇分化為 γδ\gamma\delta 譜系的細胞比例極低 (約 5-10% 或更少)。因此就細胞庫 (pool) 的組成而言，DN 細胞大部分是 αβ\alpha\beta 譜系的前驅細胞。

  • C. double negative （DN）的胸腺細胞表型皆為CD3+CD4-CD8-：(錯誤，為本題答案)

    • 雙陰性 (DN) 的定義是 CD4- 和 CD8-，但在早期發育階段 (DN1, DN2, 及早期 DN3)，這些細胞 尚未在表面表現 CD3 複合體。
    • CD3 的表面表現通常伴隨著 T 細胞受體 (TCR) 的組裝。
      • DN1, DN2: 表面 CD3- (尚未重組 TCR)。
      • DN3: 開始表現 Pre-TCR (由 TCRβ\beta 鏈和 pTα\alpha 鏈組成)，此時會伴隨少量的 CD3 複合體表現，但仍非常低或僅在細胞質內。
      • 真正明顯的 Surface CD3+ 表型主要出現在成熟的 T 細胞 (SP 階段) 或 γδ\gamma\delta T 細胞上。
    • 因此，敘述「表型 皆為 CD3+」是錯誤的，大部分早期 DN 胸腺細胞是 CD3 陰性的。

  • D. DN1～DN4胸腺細胞可由 c-kit、CD25及CD44分子來辨別：(正確)

    • 這是免疫學中將小鼠 DN 胸腺細胞分期的標準方法 (雖然題目未註明是小鼠，但此分類法在教學上最為通用)：
      • DN1: CD44+ CD25- (c-kit high)
      • DN2: CD44+ CD25+ (c-kit high)
      • DN3: CD44- CD25+ (c-kit low)
      • DN4: CD44- CD25- (c-kit low/-)
    • 這些分子標記的變化精確定義了早期發育的進程。

答案解析

正確答案是 (C)。 早期胸腺細胞 (Early thymocytes) 處於雙陰性 (DN) 階段時，主要特徵是缺乏成熟 T 細胞的標記 (CD4, CD8, CD3)。CD3 複合體在 DN1 和 DN2 階段尚未表現於細胞表面，直到 DN3 階段 Pre-TCR 形成後才開始少量表現，並在 DP 及 SP 階段隨著 TCR 的成熟而大量表現。因此，指稱 DN 細胞「皆為 CD3+」在發育學上是錯誤的。

核心知識點

考生應掌握 T細胞發育的 DN 階段分期與標記：

  1. DN 定義：CD4- CD8-。
  2. 分期口訣 (CD44/CD25)：
    • DN1: (+ -)
    • DN2: (+ +)
    • DN3: (- +) →\rightarrow β\beta-selection (重要檢查點)
    • DN4: (- -)
  3. 關鍵事件：
    • Notch1：決定 T 細胞命運。
    • TCR 重組：始於 DN2，於 DN3 完成 β\beta 鏈重組並形成 Pre-TCR。
    • CD3 表現：早期 DN 為陰性，伴隨 Pre-TCR (DN3) 及 Mature TCR (DP/SP) 出現。

參考資料

  1. Janeway's Immunobiology, 9th Edition. Chapter 8: The Development of T and B Lymphocytes.
  2. Zúñiga-Pflücker JC. "The intersection of Notch signaling and peripheral T cell development." Semin Immunol.
  3. Rothenberg EV. "T cell lineage commitment: identity and renunciation." J Immunol.
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