• 抗体类大分子药物的结构设计和递送
抗体是一大类临床常用、安全高效的大分子生物药物，具有良好的成药性。它的结构域与功能之间有非常明确的构效关系，每一段结构都有着特定的三维构像与生物功能，比如Fc区域主要协同发挥ADCC、CDC的细胞毒效应以及长效血液循环；可变区VH和VL负责识别抗原并结合；铰链区通过双硫键铰合两条重链并同时为抗体提供一定的曲展性。人类抗体分子也有多个亚型，比如IgG1 – IgG4，各个亚型有着不同的结构和不一样的生物功能，此外还有IgA，IgM等各种抗体的多聚体存在方式。自然界中个别种类动物的抗体结构和人类也很不同，比如骆驼和鲨鱼的特殊抗体结构。
抗体分子的这些多样性结构，以及其重要生物活性，为抗体类大分子的结构设计提供了广阔的空间。比如根据IgG4抗体的特点设计的双特异性抗体（bispecific antibody），将GLP1多肽和人源抗体Fc区域融合的糖尿病长效药物度拉鲁肽（Dulaglutide），依照骆驼抗体结构设计的人源化纳米抗体等都是制药业著名的结构设计案例。此外，抗体分子也是一个非常有效的药物载体，比如抗体药物偶联物（ADC），其抗体-药物的偶联方式，连接子的结构设计等是这类大分子药物成药的关键。
研究组以优化抗体类生物大分子的活性和药物递送效率为目的，利用蛋白重组、定向突变、化学偶联等手段，对生物药物进行结构优化和新功能的拓展，研究方向侧重于融合抗体结构设计、抗体小型化、抗体-药物偶联技术的方法学研究等。
• 核酸药物的化学修饰和递送系统开发
siRNA通过RNA干扰沉默目标mRNA基因从而调控特定蛋白的表达量来发挥药理活性，是一类重要的大分子生物药物。siRNA的活性来自于siRNA序列，因此可以很容易的设计筛选出高选择性、强效的siRNA活性大分子。相对于小分子药物的另一个特点是，siRNA反义链和RISC形成的复合物可以像催化剂一样不间断的剪切多个mRNA，因此一般单个细胞内几百个活性RISC复合物就可以处理成千上万个mRNA来有效沉默基因，并且在动物组织水平上，siRNA的沉默效应常常可以维持数个星期之久。如上所述，siRNA的作用模式与小分子化学药和抗体药物都非常不同，是一个非常有前景的生物大分子药物。尽管如此，siRNA的成药存在多个障碍。siRNA和天然mRNA有着一样的化学结构，易降解，带多个负电荷，极性大，水溶性强，siRNA必须经过化学修饰改造或者利用载体材料才可以递送入细胞内发挥疗效。
siRNA的结构非常复杂。经典siRNA结构拥有42个核苷酸，每个核苷酸都有5-6种常见修饰方法。化学修饰的位点和修饰方法对siRNA的稳定性和药物活性有重大影响，除此之外，siRNA的化学修饰还需要考虑siRNA的A型螺旋结构的稳定。siRNA的修饰也可以影响siRNA的递送，比如siRNA偶联胆固醇生成的疏水性siRNA可以靶向肝细胞并沉默基因。因此siRNA的化学修饰是提高siRNA成药性的关键因素之一。
研究组致力于通过化学修饰提高siRNA的递送效率，侧重于开发新型的化学修饰方法。通过开发各种修饰方法和设计各种功能团偶联，降低siRNA的负电性，提高靶向性和疏水性。另外，设计开发siRNA递送载体，提高siRNA的体内递送效率。