T淋巴细胞来源于骨髓的多能干细胞（胚胎期则来源于卵黄囊和肝）。在人体胚胎期和初生期，骨髓中的一部分多能干细胞或前T细胞迁移到胸腺内，在胸腺激素的诱导下分化成熟，成为具有免疫活性的T细胞。

成熟的T细胞经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居，并可经淋巴管、外周血和组织液等进行再循环，发挥细胞免疫及免疫调节等功能。T细胞的再循环有利于广泛接触进入体内的抗原物质，加强免疫应答，较长期保持免疫记忆。T细胞的细胞膜上有许多不同的标志，主要是表面抗原和表面受体。这些表面标志都是结合在细胞膜上的巨蛋白分子。

T细胞是免疫系统的重要组成部分，在其表面有高度敏感的受体，可以检测病原体。这些受体分布在T细胞表面的确切方式还没有完全被解析。现在，一项新研究揭示，T细胞实际上是被设定程序为尽可能快地做出反应，因此它们的受体是随机排列的。

这一研究以“TCRs are randomly distributed on the plasma membrane of resting antigen-experienced T cells”为题发表在《Nature Immunology》期刊，由来自于维也纳医科大学（MUW）和生物物理学的马克斯普朗克研究所（MPI）的科学家们合作完成。这些新发现不仅有助于更好地了解免疫反应，而且在开发新的医学治疗方法方面也非常关键。

大海捞针

“T细胞是一种高度专一的分子探测器，”TU Wien应用物理研究所生物物理学研究小组的负责人Prof. Gerhard Schütz教授解释说。“每个T细胞只对一个非常特定的分子反应，所以我们体内需要许多不同的T细胞。”每个T细胞表面携带着成千上万个相同受体的副本。

为了发生免疫反应，T细胞需要一个重要的伙伴——即抗原呈递细胞。在特殊载体蛋白的帮助下抗原呈递细胞表明呈现出许多分子。这些分子中有一些来自内源性结构，是无害的，但有害入侵者的特征抗原也会被抗原呈递细胞传递。

如果T细胞与这些抗原呈递细胞其中之一接触，那么就像大海捞针。如果T细胞被编程为精确类型的分子，会发生什么呢？发现在抗原呈递细胞表面有成千上万的分子么？“想象一下，T细胞表面有无数个相同的钥匙，现在必须快速找到它是否打开在抗原呈递细胞上的数十万个锁。”Gerhard Schütz解释道。

速度计算

有争议的是，人们已经讨论了T细胞如何对少量非常特定的抗原做出如此极端敏感的反应。一种被广泛接受的理论是，T细胞表面上有更多的受体聚集在一起，而这些受体结合在一起，就能更精确地与特定抗原对接。借助于高性能显微镜技术的进步，科学家们已经可以观察到T细胞表面不规则的结构。

但这个结论有点为时过早。“我们非常仔细地研究了T细胞，并把所有努力都集中在改进显微镜方法上，”Gerhard Schütz说。“之前被认为是几个受体的集群可能不过是一个人工制品；实际上，很容易对相同的受体分子进行多次成像。”

TU Wien的研究提出了另一种理论：这些受体很可能是随机分布在T细胞上的。这也解释了为什么免疫反应如此迅速。不管抗原呈递细胞如何与T细胞接触，T细胞总是有一个“钥匙”，适合该位置的“锁”。如果正确，那么这两个细胞在进入正确的位置时不会消耗时间，相反，免疫反应可以立即被触发。