应用分子生物学、生物化学、细胞生物学和遗传学等技术手段，开展肝豆状核变性（Wilson Disease/WD）、脊髓性肌萎缩症（Spinal Muscular Atrophy/SMA）和神经元核内包涵体病（Neuronal intranuclear inclusion disease /NIID)等神经退行性疾病的分子诊断和病理机制研究。
肝豆状核变性是常染色体隐性遗传的铜代谢障碍疾病。WD是少数可有效治疗的遗传病之一，但有赖于对致病基因ATP7B突变的准确检测和及时治疗。我们对632名无血缘关系的WD患者和503名正常对照个体的ATP7B启动子区域、21个外显子及其临近区域,进行测序分析，绘制出中国汉族人群WD患者ATP7B突变特征频谱图，为WD患者快速准确诊断提供了理论依据（Theranostics. 2016;6:638-649）；并应用于WD的临床分子诊断（J Mol Neurosci. 2018;64:20-28）。
脊髓性肌萎缩症是最常见的致死性神经肌肉疾病之一。我们研究证实严重型SMA小鼠出生后第二天，其心脏功能障碍主要是由细胞存活蛋白编码基因Birc5参与的细胞周期分子网络紊乱引发，研究工作从分子水平详细阐述SMA小鼠心脏分子病理机制（Huma Mol Genet，2018,27:486-98）。进一步通过对肝脏、小肠、外周血等多种外周组织的形态及基因表达分析证实严重型SMA小鼠在症状早期就已存在系统性炎症。系统性炎症能引起多组织基因表达变化；而小肠通透性增加是引发系统性炎症的重要原因之一；且糖皮质激素信号通路在脊髓、脑、肝等组织中显著上调；在症状前的SMA 小鼠中注射脂多糖等炎症刺激明显降低SMN全长蛋白的表达，加剧病情的发展。本研究为发现新的SMA 治疗方案提供了可能性（Huma Mol Genet.，2018;27:4061-4076.)。文章发表后，SMA基金会“SMA News Today”网站特意作了新闻报道。
通过收集近20个NIID家系，构建了一套快速检测NIID致病基因NOTCH2NLC基因GGC三核苷酸重复序列的综合检测系统；基于这套系统，以前多个被误诊为老年性痴呆、帕金森病核周围神经病的患者被确诊为NIID（Brain. 2020;143(7):e56；Ann Clin Transl Neurol. 2020 ;7(12):2542-2543）。
WDR26杂合性突变引起Skraban-Deardorff（SD）综合征（以智力缺陷、严重语言障碍、共济失调步态、癫痫发作为主要临床症状），我们通过神经干细胞分化和WDR26基因敲除小鼠模型，研究发现以WDR26为核心的葡萄糖诱导的降解缺陷（Glucose induced degradation-deficient，GID）泛素连接酶复合物可以通过负向调控表观调控因子TET2蛋白稳定性影响神经分化。阐述了SD综合征潜在分子病理机制，也为以GID复合体或TET2作为潜在靶点用于SD综合征的防治提供了新的线索（Frontiers of Medicine. 2023;17(6):1204-1218.杂志由教育部、高等教育出版社主管）。