Toll样受体4是众所周知的微生物相关的分子模式受体，其对细菌脂多糖（LPS）的敏感性。LPS在不同的革兰氏阴性细菌内组装，其中许多是人或植物病原体。它是革兰氏阴性细菌的外膜的组分，由脂质A，核心多糖和可变长度的O-多糖组成（通常超过50个单糖单元）。LPS是人类先天免疫应答的强化活化剂，导致包括发烧，头痛，恶心，腹泻，白细胞变化和血小板计数的反应，传播血管内凝固，多核衰竭，休克和死亡。所有这些反应由细胞因子和其他内源介质诱导，其在LP与宿主的体液和细胞靶标相互作用后产生。在巨噬细胞和树突细胞中，LPS介导的TLR4的活化触发了炎症的不同介质的生物合成，例如TNF-α和IL6，并激活适应性免疫应答所需的共刺激分子的产生。在单核和内皮细胞中，LPS还刺激组织因子产生。这些事件可用于清除局部感染，但是当这些各种介质和凝血因子过度产生时，它们可以损坏小血管并伴随散发血管内凝血和多种器官衰竭的呼吸。
TLR4在TLR系列中是独一无二的，其能够招募四个适配器来激活两个不同的信号通路。一对途径由一对适配器Mal或TiroAP（损伤/白细胞介素-1-受体（含抗型域）和MYD88激活，这导致NFKB活化和促炎细胞因子的诱导。第二个途径由适配器TRIF（含TIR域的衔接子诱导干扰素-β）和电车（TRIF相关衔接子）激活。TRIF和TRAM适配器的组合使用对于TLR4信号通路是特异性的，并导致I型干扰素的诱导和NFKB的延迟激活。
先前的TLR4信号传导途径模型描述了在质膜上同时激活这两个信号通路，但后来的研究表明，在激活TLR4时首先在质膜处引起Tirap-MyD88信号传导，然后是内吞发并激活轨道信号传导从早期的内剂组（Kagan Jc等人2008;Tanimura n等人2008;Zanoni I等2011]。
