Τα θυμοκύτταρα ή Τ λεμφοκύτταρα είναι λευκά αιμοσφαίρια που προέρχονται από το μυελό των οστών και αναπτύσσονται στον θύμο αδένα. Τα λεμφοκύτταρα Τ, που ονομάζονται επίσης Τ κύτταρα, είναι καθοριστικά στη διαδικασία της κυτταρικής ανοσίας, μιας ανοσοαπόκρισης που δημιουργείται από κυτταρικά στοιχεία έναντι ιών, όγκων και παρασίτων. Η ενεργοποίηση των Τ κυττάρων είναι η διαδικασία κατά την οποία τα ξένα κύτταρα ενεργοποιούνται σε ένα ώριμο, αλλά ανοσολογικά αφελές, Τ κύτταρο και το διεγείρουν να επιτεθεί στην ίδια κατηγορία ξένων κυττάρων μέσω μιας πολύπλοκης εσωτερικής αλληλουχίας γεγονότων. Αυτή η διαδικασία οδηγεί στην ανάπτυξη στοχευμένων βοηθητικών κυττάρων CD4+ Τ ή φονικών και κατασταλτικών κυττάρων CD8+ Τ.
Πρώτον, ένα μεγάλο ανοσοκύτταρο, που ονομάζεται μακροφάγος, καταβροχθίζει ένα κύτταρο όγκου ή έναν ιό. Στη συνέχεια, ο μακροφάγος εμφανίζει ένα μόριο πρωτεΐνης ή αντιγόνο του καταπιεσμένου υλικού στην επιφάνειά του, και γίνεται κύτταρο που παρουσιάζει αντιγόνο (APC). Αυτό το συσσωμάτωμα στη συνέχεια συνδέεται με έναν υποδοχέα Τ κυττάρων, ο οποίος οδηγεί σε ενεργοποίηση Τ κυττάρων. Τα CD4+ Τ κύτταρα απελευθερώνουν χημικές ουσίες που προσελκύουν άλλα ανοσοκύτταρα, ελέγχουν τα Τ κύτταρα δολοφόνους και διεγείρουν την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό άλλων Τ κυττάρων που στοχεύουν ειδικά ενάντια σε αυτό το αντιγόνο. Τα κύτταρα CD8+ αρχίζουν να καταστρέφουν όλα τα κύτταρα του σώματος που έχουν το στοχευμένο αντιγόνο, όπως κύτταρα όγκου ή μολυσμένα κύτταρα, ή μπορεί να εμπλακούν σε κατασταλτική λειτουργία, κλείνοντας τα υπερδραστήρια Τ κύτταρα.
Τα κύρια σύμπλοκα ιστοσυμβατότητας (MHCs) είναι γενετικά κωδικοποιημένες περιοχές που υπάρχουν σχεδόν σε όλα τα κύτταρα των σπονδυλωτών. Οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από τις περιοχές MHC βρίσκονται στην επιφάνεια κάθε κυττάρου. Αυτές οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως βιολογικοί δείκτες που προσδιορίζουν αν ένα κύτταρο είναι «εαυτός» ή «ξένος». Πριν από τη διαδικασία ενεργοποίησης των Τ κυττάρων, τα Τ κύτταρα υφίστανται τόσο θετική όσο και αρνητική επιλογή. Πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίσουν τις πρωτεΐνες MHC για να διακρίνουν τα κύτταρα του σώματος από τα ξένα κύτταρα, αλλά δεν πρέπει επίσης να συνδέονται πολύ έντονα με τις πρωτεΐνες έτσι ώστε να μην επηρεάζουν τα ίδια τα κύτταρα του σώματος, μια κατάσταση που ονομάζεται αυτοάνοση.
Η ενεργοποίηση των Τ κυττάρων εξαρτάται από πολλαπλές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του APC και των μορίων στην επιφάνεια του Τ κυττάρου. Δύο σήματα, που παρέχονται από τις αλληλεπιδράσεις σύνδεσης, απαιτούνται για την ενεργοποίηση των Τ κυττάρων. Το κύριο σήμα εμφανίζεται όταν το αντιγόνο που παρουσιάζεται από το APC συνδέεται με τον υποδοχέα κυττάρων Τ (TCR). Ένα δεύτερο σήμα εμφανίζεται όταν ένας δεύτερος υποδοχέας κυττάρων Τ, που ονομάζεται CD28, συνδέεται με CD80 ή CD86 στην επιφάνεια του APC. Εάν συμβεί η αλληλεπίδραση CD28, το Τ κύτταρο παράγει χημικούς αγγελιοφόρους, που ονομάζονται κυτοκίνες, οι οποίες προάγουν την περαιτέρω ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό του Τ κυττάρου σε ένα ανοσολογικά ικανό κύτταρο.