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作者 李战 上海第二医科大学2001级硕

（三）TCR 基因与TCR的多样性
TCR在同一个体内组成多样性极为丰富的TCR谱，赋予个体对环境中数量众多，易于突变的病原体（抗体）进行识别和应答的巨大潜能。
1．TCR基因
TCR的α链、δ链基因位于第14对染色体上；β链、γ链基因位于第7对染色体上；TCR各条肽链的合成遵循"两个基因一条肽链"的原则，即每条肽链均由可变区（V区）和恒定区（C区）基因共同编码。而且V区基因必须经过基因重排才能转录表达。每个T细胞均具有α、β、γ、δ链基因。在T细胞分化成熟过程中，δ、γ链基因首先进行重排，α、β链的重排进行的稍晚；一旦δ、γ链基因重排成功，则α、β链基因不进行重排。故对于一个T细胞而言，只可能表达TCR1、TCR2之一。
2．胚系基因
未分化成熟的T细胞的TCR基因是作为胚系基因存在的。此时TCR基因是由多个分隔的基因片段组成。其中α链的V区基因有V片段和J片段组成；β链的V区基因由V片段、D片段和J片段组成；V片段，D片段和J片段本身又包括若干个小片段。α、β链还有C区基因。胚系基因处于分割状态，无转录活性。
3．基因重排
是指T细胞分化成熟过程中，可变区（V区）基因由呈分割状态的胚系基因片段在特异重组酶的作用下连接成一个完整的，有转录活性基因的过程。
在重排过程中，β链的V区基因首先进行重排；首先进行D、J片段的连接，即某个D片段和某个J片段进行连接；再进行V、DJ连接，形成完整的VDJ片段，由此产生一个有转录活性的β链V区基因；然后再与可变区（V区）基因连接，形成一个完整的β链基因；β链基因的重排成功可以诱导α链的基因重排，首先进行的是V、J片段的连接，形成VJ片段，然后在与C区基因连接，由此形成一个完整的α链基因。
TCR基因重排只发生在T细胞分化成熟的早期，而且对于一个T细胞而言，只进行一次有效的重排，保证每个T细胞只表达一种特异性TCR。


4．TCR的多样性与CDR3
TCR的多样性由α、β链的可变区（V区）决定；α、β链的可变区有三个高变区CDR1、CDR2和CDR3；但是只有CDR3直接与抗原肽接触，所以TCR的多样性主要由CDR3决定。从基因水平来看，CDR1、CDR2只由V片段编码，Vβ的CDR3由V、J、D片段编码，Vα的CDR3由V、J片段编码。这样就丰富了TCR的多样性。
5．TCR多样性产生的机制
5．1 多个胚系基因的共同参与：这是TCR多样性产生的遗传学基础；
5．2 VJ和VDJ连接的多样性：指在基因重排过程中，V片段中的某一个小片段可以和J片段中的任意一个小片段连接形成一个VJ片段。VDJ的连接以此类推。由此可以形成种类繁多的α链和β链。这是TCR多样性产生的主要机制。
5．3 连接的机动性：指V、D、J基因片段在进行连接时，接头处可以发生一定的偏移，引起核苷酸序列的改变，也增加了TCR的多样性。
5．4 N-区核苷酸插入：N-区核苷酸插入发生在V区基因重排过程中。在末端脱氧核苷酸转移酶的作用下，N-区核苷酸片段可以随机加入Vα的VJ连接点或Vβ的VDJ的D片段的两侧，也丰富了TCR的多样性。
5．5 α、β链组合的多样性。
上述5种机制赋予机体产生容量庞大的TCR谱。