Calvano等研究表明，给健康志愿者一次注射LPS（1.6ng/kg）后4h，血浆LBP（lipopolysaccharide-binding protein，脂多糖结合蛋白）水平开始升高，6h较对照值显著升高，至24 h仍维持在较高水平，注射LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）后血浆LBP峰值较基础值升高4～5倍。另有研究显示，脓毒症病人血浆LBP水平也显著高于健康对照，其峰值较对照值升高8~15倍。阐明LBP体内作用最直接的实验证据分别来源于抗LBP抗体或采用LBP缺陷小鼠模型的动物实验。

Gallay等首次采用小鼠LBP多克隆抗体发现，观察了抗鼠LBP多克隆抗体对乳糖胺致敏的内毒素休克小鼠的保护作用，研究发现，注射LPS即刻，给予抗鼠LBP多克隆抗体可显著提高动物存活率（88%：8%），明显降低休克动物血浆TNFα水平（1700±430：150±150pg/m1）；因抗鼠LBP抗体与重组人LBP（rhLBP）无交叉反应，Gallay又在另一组动物给予LPS和抗鼠LBP抗体同时，注射rhLBP（当于正常小鼠血浆LBP浓度），进而发现，该组动物病死率和血浆TNFα水平与未治疗组相同，提示LBP在内毒素休克发病机制中起重要作用；但注射LPS后15min，再注射抗鼠LBP抗体，其治疗组动物死亡率、血浆TNFα水平与未治疗组无明显差异，提示LPS通过血清LBP与单核/巨噬细胞快速结合，产生致休克作用。

Mathison等在家兔内毒素血症模型也发现，LBP单克隆抗体能阻断动物体内TNF产生，防止动物死亡。Le Roy等制备了三种大鼠抗小鼠LBP单克隆抗体，分别为Ⅰ型抗体（阻断LPS与LBP结合），Ⅱ型抗体（LPS/LBP复合物结合CD14）和Ⅲ型抗体（能结合LPS，但不抑制LBP活性）。研究结果显示，Ⅰ、Ⅱ型抗体能抑制内毒素血症小鼠体内TNF产生，明显提高动物存活率。

Jack和Wurfel进一步观察了LBP缺陷小鼠对LPS反应性发现，动物全血受LPS刺激时产生TNFα的能力被明显减弱，加入外源性重组LBP则可恢复全血对LPS的反应性。在D-半乳糖胺致敏的内毒素休克模型中，LPS刺激不能使LBP缺陷小鼠体内产生TNFα，动物存活率明显高于野生型小鼠。但在高剂量LPS刺激时，LBP缺陷小鼠也出现明显的LPS反应。

体内实验进一步证实，LBP也是启动LPS诱导宿主天然免疫反应的关键模式分子之一，尤其是低剂量LPS的作用更需要LBP的参与。高剂量LPS则可直接或通过其他途径激活细胞。虽然LBP缺陷小鼠表现出LPS的耐受性，但对革兰阴性细菌感染如鼠伤寒沙门菌感染的易感性明显增加。LBP^-/-小鼠对细菌易感性的增加很可能与LBP调理能力的丢失﹑细菌清除能力下降有关。

此外，有研究发现，给予高剂量重组LBP（100μg/小鼠）能提高致死剂量LPS或活大肠杆菌O111：B4感染小鼠的存活率。因而认为，在生理浓度时，LBP具有增敏LPS的作用，但高水平LBP反而发挥拮抗LPS的作用。