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Toll样受体（TLR）家族成员能识别保守的微生物结构，如细菌脂多糖（LPS）和病毒双链RNA，并且能够激活一些信号通路，引起抗微生物感染的免疫应答。所有的TLRs都能够激活MyD88依赖性的通路诱发炎症反应。但是，不同个体的TLRs也能诱导只对特定微生物感染的免疫应答。因此，TLRs既参与了先天性免疫又参与了获得性免疫。这些反应的机制和组成成分现在了解的还不是很清楚。已知TLRs在宿主防御中起重要作用，因此对它们激活通路的研究就变成了一个研究的焦点。TLR家族是一个受体家族，参与免疫系统对微生物的识别。TLRs识别病原体相关分子模式，这种模式体现了特定种类微生物的保守分子特征。例如，革兰氏阴性细菌的脂多糖是TLR4配体，而双链RNA（病毒侵染过程中产生）是TLR3配体。这个微生物识别系统的最重要的特征就是TLRs能够激活一些信号通路，这些信号通路对诱导特定微生物侵染产生的免疫应答来说是十分重要的。TLRs将微生物的识别与抗原递呈细胞、参与T淋巴细胞活化和引起获得性免疫的分化细胞的活化联系起来。现在很热门的一个领域就是由TLRs诱导的信号通路。尽管有一些通路在所有的TLRs中都是一样的，现在已知还是有不同个体的TLR家族成员刺激产生的信号通路以及基因表达模式是有很大的不同的。所有的TLRs激活一种共同的信号通路，最终引起NF-κB（核转录因子）、MAPKs（丝裂原活化蛋白激酶）、ERK（胞外信号调节激酶）、p38和JNK（c-JunN端激酶）活化[见TLR通路（2）和图1]。与这个信号通路最接近的事件部分依赖于模式信号结构域的一系列相互反应。其中的一个结构域就是TIR(Toll/IL-1受体)结构域，存在于所有TLRs和IL-1受体家族的胞内区。TIR结构域除控制TLRs之间的异源二聚化和同源二聚化外，还控制TLRs和含TIR结构域接头蛋白之间的结合。这种蛋白模式会让人联想起其它的信号通路，例如调亡和有丝分裂信号通路。信号通路的模式设计是很普遍的，因为它可以促进通路研究的进展。但是，TIR结构域几乎只存在于动物和植物的宿主防御通路中。TIR结构域之间的相互作用为何是特异性的现在还不是很清楚，是一个很有趣的研究领域。所有的TLRs用一个共同的接头蛋白，MyD88，MyD88含TIR结构域和死亡结构域。当MyD88与TLR结合的时候，MyD88通过死亡结构域之间的相互作用招募IRAK（IL-1受体相关激酶）家族的成员。IRAK1和IRAK4是参与TRAF6（TNF受体相关因子6）磷酸化和活化的丝氨酸苏氨酸激酶。而IRAK2和IRAK-M缺少激酶活性并且起不同的作用。IRAK-M通过阻止磷酸化的IRAK1和IRAK4与MyD88分离来负向调控TLR信号，IRAK1和IRAK4与MyD88分离是TLR信号转导的一个必须途径。IRAK-2的功能现在还不知道。TRAF6被IRAKs磷酸化后，与Ubc13和Uev1A形成复合物。这些蛋白质都形成泛素结合酶(E2),而TRAF6起泛素连接酶（E3）的作用。TRAF6泛素复合物的直接的靶向物现在还不知道，并且现在也不知道TRAF6是否介导除了TRAF6自身的其它蛋白质的泛素化。生化证据显示TRAF6激活称为TAK-1（Transforminggrowthfactorβ激活激酶）的一种MAPKKK（丝裂原激活蛋白激酶激酶激酶）。被激活的TAk-1依次磷酸化MKK3和MKK6,它们是p38MAPKs和JNK的上游激酶。另外，TAK-1可以活化IκBα激酶复合物（IKK）,IKK由IKKα和IKKβ激酶还有铰链蛋白质IKKγ组成。由TAK-1引起的IKK复合物的激活很可能不是直接的，现在还不知道什么激酶负责IKK复合物直接磷酸化。IκBα的磷酸化引起其自身降解，NF-κB的释放，NF-κB依赖性基因（例如TNF-α、IL-1和IL6）的活化。现在还没有基因方面的证据证明TAK-1参与TLR信号通路。除了JNK和p38MAPKs,TLRs还激活ERK1和ERK2MAPKs。ERK活化的机制依赖于MAPKKK家族中的另一个成员Tp12。上面介绍的依赖MyD88的信号通路存在于TLR家族的所有成员并且引起一系列的反应。但是，除了这些经典炎症反应外，TLRs也能诱导对不同类型的微生物感染的反应。实际上，TLR信号转导最令人振奋的一个方面就是证明了由不同个体的TLRs诱导的基因表达存在着不同。特别的，对缺少MyD88鼠的细胞分析表明TLR3和TLR4能够不依赖于这个接头蛋白而诱导某种信号通路。另外两种含TIR的接头蛋白已经被发现。TIRAP(也称Mal，含TIR结构域的接头蛋白)在TLR2和TLR4的下游信号起作用但是不参与其他TLRs的信号通路。TRIF(含TIR结构域的接头蛋白诱导的IFN-β,也称TICAM-1)可能在TLR3的下游起作用，也可能在TLR4的下游起作用。TRIF可能负责TLRs引起的IFNα、IFNβ基因的诱导。由TLR3和TLR4诱导的IFNα/β表达是通过MyD88非依赖性的途径产生的，这个途径引起IRF3（干扰素调控因子3）活化，IRF3是负责诱导IFN基因的关键转录因子。最近，两个尚未被认可的IKKs—IKKε和TBK-1被认为在TRIF下游和IRF3上游起作用。这些激酶可能负责由TLR3和TLR4引起的MyD88非依赖性诱导NF-κB。