CTLA4的表达和功能与T细胞激活具有内在联系。随着T细胞受体(TCR)接合(信号1)，CTLA4立即上调，其表达在激活后2 - 3天达到峰值。CTLA4通过与共刺激分子CD28竞争B7配体B7-1 (CD80)和B7-2(CD86)来抑制TCR信号，而CTLA4具有更高的亲和性(图1)。因为B7-1和B7-2都通过CD28提供正共刺激信号（信号2），通过CTLA4对这两种分子同时进行竞争性抑制是有效减弱T细胞活化的必要条件。CD28和CTLA4与B7-1具有快速结合动力学，结合强度的不同使得CTLA4可以迅速地竞争抑制。
除了在T细胞激活后上调CTLA4表达，细胞内囊泡中所含的CTLA4也被迅速转运到免疫突触。CTLA4募集到免疫突触的程度与TCR信号强度直接相关。一旦转运到免疫突触上，CTLA4就会被B7配体结合稳定下来，使其累积并有效地超过CD28。通过这种机制，CTLA4减弱CD28的正性共刺激，从而限制主要由PI3K和AKT介导的CD28下游信号。这构成了对TCR信号强度和T细胞活性的稳健调节。因为CTLA4 负性共刺激与B7配体表达及CD28介导的正性共刺激具有内在联系，CTLA4主要功能是在T细胞启动位点(例如，二级淋巴器官)调节T细胞的活性。
除了这一核心功能外，CTLA4还减弱了周围组织中T细胞的活化，因为B7配体在抗原提呈细胞(APC)中可不同程度的组成性表达，也可以被活化的T细胞表达。由于CTLA4在调节T细胞激活中的核心作用，因此它的负性共刺激对于耐受性至关重要。这反映为Ctla4的双等位基因缺失会导致小鼠在3 - 4周龄时发生大量的淋巴组织增殖。
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