在生物免疫系统的研究领域中，Toll样受体（Toll-likereceptors，TLRs）扮演着至关重要的角色，其中TLR4与内毒素脂多糖（LPS）的相互作用更是备受关注。不同物种的TLR4基因位点分布存在显著差异，这为其功能的多样性奠定了基础。

果蝇作为重要的模式生物，其基因组中已成功鉴定出8个Toll基因位点。这些位点在染色体上呈现特定分布，Toll1、Toll2、Toll3、Toll6和Tol18位于3号染色体，而Toll4、Toll5、Toll7则分布在2号染色体。小鼠的TLR家族中，TLR4的相关研究较为深入，它被定位在4号染色体的B-83.3位点。人类的TLR家族更为庞大，拥有10个成员，且各成员在染色体上有着明确的定位，例如TLR4位于9q32-33区域。

从结构特点来看，TLR基因的多态性以及种属差异是其显著特征。研究表明，TLR4在单核-巨噬细胞对LPS的跨膜信号转导过程中起着关键的限速作用。在生物进化历程中，TLR4也在不断演变，爬行类、两栖类、鱼类等物种因缺乏TLR4，对LPS的反应较为迟钝，这充分体现了TLR4感知LPS功能对于温血动物抵御微生物入侵的重要性。而且，人类TLR4存在适度多态性，不同种族间差异明显。

所有Toll家族成员均属于Ⅰ型跨膜蛋白质，具有相似的结构特征。胞外结构域包含18-31个亮氨酸富集重复结构体，胞质结构域与IL-1R的胞质结构域类似，被称为Toll/IL-1R同源区。不过，不同物种在这些结构域上的一致性有所不同，人类TLR的TIR结构域与果蝇、IL-1R的TIR结构域一致性分别为32%和20%。胞外结构域较大，可能存在多个配体结合位点，果蝇的研究显示其胞外结构域氨基末端半数可与配体结合。不同物种的TLR4对LPS中不同脂质A的反应各不相同，小鼠TLR4对LPS及其同源物LA-14-PP均能引发内毒素生物学效应，而人类仅对LPS产生激动效应，对LA-14-PP则呈现拮抗效应。此外，TLR4胞质区保守，胞外区变异大，以适应不同配体。

Toll家族胞外结构域的多样性，使得不同成员能够参与不同配体的结合与信号转导。即便在小鼠和人类的同源性基因中，胞外结构域也存在明显差异，如人类TLR4与小鼠TLR4胞外结构域一致性仅为53%，而胞质区同源性达83%。这种TLR多型性导致不同个体面对病原体时会产生不同的免疫反应，如同宿主与病原体之间持续进行的“军备竞赛”。

在TLR家族成员中，目前研究较为透彻的是TLR2和TLR4。各成员在机体的分布存在差异，TLR1分布广泛，而TLR2、TLR4、TLR5呈现限制性表达，TLR3则具有特异性表达特点。同一细胞可能存在多种TLR，其独特且部分重叠的配体识别模式，构成了TLR家族功能冗余的基础。不同种组织中TLR的mRNA转录存在变化，以TLR4为例，它可编码跨膜型和可溶性两种形式，其中可溶性TLR4能够抑制LPS的生物学效应。