脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是一種內毒素（Endotoxin），當其作用于人類或動物等其他生物細胞時，就會表現出多種的生物活性。LPS的生理作用是通過存在于宿主細胞的細胞膜表面的Toll樣受體（Toll-like Receptor、TRL）4（TRL4）而體現的。

下面闡釋人類TLR的生物學作用：

（1）誘導細胞因子的表達，調節獲得性免疫反應，使機體及時地作出免疫應答，清除病原體，在天然免疫中發揮著重要作用。TLR可以直接或間接地結合病原體，通過吞噬和內化活動，將病原體及其產物清除，同時也誘導細胞因子和共刺激分子（co-stimulatory molecule）（如B7.1、B7.2）的表達。T細胞激活需要雙信號，B7.1可作為T細胞提供第二信號，誘導T細胞激活。TLR激活后能夠為T細胞提供雙信號，所以TLR能夠調節獲得性免疫反應。

（2〉誘導防御素（defensin）和NO等表達，發揮天然性免疫作用。防御素是非特異性抗微生物的多肽，能夠抑制微生物繁殖和殺死微生物，具有廣譜的保護宿主的效應。NO能夠對微生物發生殺傷作用。

（3）參與細胞凋亡：BLP通過TLR2途徑使細胞激活和凋亡。內毒素分子也能夠誘導細胞凋亡，部分通過TNF-α，經由TNF受體進行信號轉導，發生細胞凋亡，也可以與胞質內受體Nod1結合，激活凋亡蛋白酶，誘導細胞凋亡。

人類的TLR4突變同樣表現為內毒素耐受，易發生反復的革蘭陰性桿菌感染。Ar-bour等證實，人類TLR4的胞外結構域發生突變可引起內毒素耐受，表明TLR也參與微生物的免疫反應。在內毒素耐受的巨噬細胞中，TLR4表達下調。至于人類TLR4是否參與胚胎發育有待進一步研究。