哺乳動(dòng)物的TLRs同果蠅的一樣，是由含有亮氨酸的胞外區、跨膜區和胞內含有TIR結構域區組成的Ⅰ型跨膜結構蛋白。胞外區是富含亮氨酸的L-R-R氨基酸殘基基序的18~31次重復串聯(lián)區，約由550~980個(gè)氨基酸組成，有序列多變的Ig樣區，參與對病原微生物或其產(chǎn)物的特異性識別?？缒^是富含半胱氨酸的結構域。胞內區與人白介素-1受體(IL-1R)的胞內區結構相類(lèi)似，故稱(chēng)為T(mén)IR結構域(Toll/IL-IR domain TIR)，約含200個(gè)氨基酸大小，是TLR信號傳遞的關(guān)鍵元件。目前，已在哺乳動(dòng)物細胞中發(fā)現10余種TLRs，其中，人源可表達10種TLRs(TLR1～10)，鼠源12種(TLR1~TLR9，TLR11~TLR13)。

TLR信號通路在免疫調節中發(fā)揮重要作用。髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，My D88）是TLR信號通路中重要的銜接蛋白。TIR結構域在配體誘導二聚化后可以通過(guò)募集銜接蛋白傳遞細胞內信號，MyD88是除 TLR3外所有TLR的通用銜接蛋白，通過(guò)激活白細胞介素 1 受體相關(guān)激酶 （IRAK）/TNF 受體相關(guān)因子 （TRAF） 6 復合物可以激活 AP-1 和 NFKB 通路導致促炎細胞因子。TLR3（和TLR4）通過(guò)含有TIR結構域的接頭誘導干擾素-β（TRIF），TLR7和TLR9通過(guò)MyD88蛋白，通過(guò)TRAF3激活干擾素調節因子（IRF）3和7，導致1型干擾素反應。TLR2 通過(guò)磷酸肌醇 3-激酶 （PI3K） 和細胞外信號調節激酶 （ERK） 1/2 通路可誘導抗炎細胞因子 （IL-10） 并抑制 IL-12 和 IFN。其他 TLR 接頭包括 MyD88 接頭樣 （MAL），也稱(chēng)為 TIR 結構域含接頭蛋白 （TIRAP），用于 TLR2 和 TLR4 MyD88 依賴(lài)性信號傳導和用于 TRIF 信號傳導的 TRIF 相關(guān)接頭分子 （TRAM）。

每個(gè) TLR 都有自己特定的組織定位和下游基因信號通路，數百種靶向各種 TLR 的配體已被鑒定并表征為疫苗佐劑，這為研究人員提供了精確定制具有特定免疫作用的佐劑的機會(huì )。