Citotoksiskā T šūna ir balto asins šūnu veids, kas iesaistīts imūnsistēmas reakcijā uz infekciju un ievainojumiem. Šīs šūnas ir pazīstamas ar vairākiem nosaukumiem, tostarp CD8 šūnas, killer T šūnas, citolītiskās šūnas un citotoksiskie T limfocīti. Citotoksiskās T šūnas galvenā loma ir iznīcināt saimniekšūnas, kuras ir inficētas ar vīrusiem un intracelulāriem parazītiem vai baktērijām, un tās arī spēj nogalināt audzēja šūnas.
Parasti citotoksiskās šūnas attīstās kaulu smadzenēs no hematopoētiskajām cilmes šūnām. Tās ir šūnas, kas spēj attīstīties par jebkura veida baltajām asins šūnām. Nenobriedušas citotoksiskas šūnas migrē uz nelielu orgānu, ko sauc par aizkrūts dziedzeri, kur nobriest šūnās, kas ir funkcionālas, bet tiek sauktas par “naivām”, jo tās vēl nav bijušas imunoloģiski aktīvas. Katras citotoksiskās T šūnas virsma ir pārklāta ar receptoriem, kas ir specifiski nelielai proteīna daļai. Katra šūnas receptoru tips ir unikāls, un katra atsevišķā šūna tiks aktivizēta tikai tad, ja klātbūtnē ir proteīna daļa, ko tās receptori atpazīst.
Aktīvās infekcijas laikā aktivizējas dažāda veida imūnās šūnas un sāk iznīcināt patogēnus un inficētās saimniekšūnas. Tajos ietilpst makrofāgi, dabiskās slepkavas šūnas un palīgšūnas T. Ja infekcija ir vīruss vai cits intracelulārs patogēns, tiek aktivizēta noteikta veida imūnās atbildes reakcija, ko sauc par šūnu izraisītu reakciju. Šāda veida imūnreakcija aktivizē citotoksiskās T šūnas, kas spēj mērķēt un nogalināt inficētās saimniekšūnas ar augstu specifiskuma pakāpi.
Kad tiek aktivizēta naiva citotoksiskā T šūna, tā sāk izplesties klonāli, kas nozīmē, ka šūna sāk dalīties, lai ražotu vairāk šūnu, kas ir tieši līdzīgas tai. Klonu izplešanās fāzes beigās imūnsistēma tiek bruņota ar miljoniem jaunu, aktīvu šūnu, kurām visām ir receptori, kas ir specifiski organismā iebrūkošajam patogēnam. Šī specifika ir svarīga, jo bez tās slepkavas T šūnas uzbruktu veselām šūnām, kā arī inficētām.
Tikko aktīvās šūnas sāk klīst pa ķermeni, migrējot uz infekcijas vietu. Kad tā sastopas ar inficētām šūnām, citotoksiskā T šūna nofiksējas savā mērķī un atbrīvos destruktīvas ķīmiskas vielas, ko sauc par perforīnu, granulizīnu un granzīmiem. Perforīns saplēš sīkus caurumus mērķa šūnas membrānā, ļaujot pārējām ķīmiskajām vielām iekļūt. Granzīmi un granulizīns ir fermenti, kas, nonākot mērķa šūnā, sāk ķīmisku reakciju kaskādi, kas galu galā izraisa šūnas nāvi.
Citotoksiskās T šūnas spēj nogalināt audzēja šūnas, kā arī inficētās šūnas. Tas ir tāpēc, ka audzēja šūnas bieži pārklājas ar patoloģiskiem proteīniem, ko neražo veselas šūnas. Jebkuras citotoksiskas T šūnas ar receptoriem, kas īpaši atpazīst patoloģiskas olbaltumvielas, var tikt aktivizētas, lai iznīcinātu audzēja šūnas, tādējādi palīdzot samazināt vēža attīstības iespējamību. Tāpēc daži eksperimentāli vēža ārstēšanas veidi mēģina aktivizēt ķermeņa imūno reakciju uz savām vēža šūnām, taču šo ārstēšanas veidu panākumu līmenis ir ļoti mainīgs.