研究领域：
1. 微生物-宿主互作及调控机制
微生物-宿主互作及其调控机制是生物医学研究的一个重要领域。微生物与宿主之间的相互作用影响宿主的健康和疾病，调控机制涉及基因表达、信号转导、代谢途径、表观遗传等多个层面，结合基因组学、表观转录组学、代谢组学、蛋白质组学和微生物组学等多组学技术结合系统生物学的方法，可以更加深入地研究其复杂性及内在联系，为揭示微生物-宿主互作的分子机制和开发新型诊治方法提供了新的视角和挑战。与非人灵长类动物（NHP）与人类的高度相似性，通过将我们将NHP疾病模型与多组学分析相结合，可以更好地揭示微生物和宿主之间的互相作用及其调控机制，并鉴定可用于疾病诊断与防治的关键生物标志物，开发新的功能性益生菌，加速新知识产权的转化。
代表性工作一：宿主-微生物互作的关键代谢物在PD发病机制中的作用
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种慢性、进行性和不可逆的神经退行性疾病。肠道菌群可能通过肠道-菌群-脑轴在PD的发病机制中扮演着重要角色。然而， PD中特定肠道微生物的作用机制仍有待阐明。
为了深入探究宿主与肠道菌群的相互作用及其在PD发病机制中的角色，该研究采用多组学方法和自身对照设计，对MPTP诱导的PD食蟹猴模型进行了全面分析。研究结果表明，PD猴粪便和血清中的1-棕榈酰基-2-二十二碳六烯酰基-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱（PDPC）含量显著降低，并与PD相关基因（如SLC5A3等）及微生物（如Butyrivibrio属的多个种）具有强相关。此外，这些多组学差异性标志物与PD猴的临床行为评分呈正相关。
该研究为深入理解宿主-微生物互作中关键代谢物在PD发病机制中的作用提供了新见解。
Gao JM#, Xia SY#, Hide G, Li BH, Liu YY, Wei ZY, Zhuang XJ, Yan Q, Wang Y, Yang W, Chen JH*, Rao JH*. Multiomics of parkinsonism cynomolgus monkeys highlights significance of metabolites in interaction between host and microbiota. npj Biofilms Microbiomes. 2024;10(1):1–14.（中科院一区top）
代表性工作二：灵长类全生命周期中肠道菌群的发育及其与健康老龄化的关系
年龄如何影响肠道菌群成为近来研究热点之一。由于人群中复杂的环境因素在个体间的差异，年龄的实际作用不可避免地会被混杂因素所干扰，因此通过控制良好的环境来减少混杂因素的影响对于客观揭示健康灵长类中肠道菌群随年龄改变而发生的变化是必不可少的。该研究对圈养食蟹猴的肠道菌群进行了16S rRNA基因测序，研究其从婴幼期（IF）、青年期（YA）、中年期（MA）到老年期（EL）过程中年龄相关肠道肠道菌群在组成结构和功能、微生物互作网络拓扑结构等方面的表征，系统揭示了灵长类肠道菌群在全生命周期中的动态变化，为理解灵长类全生命周期中肠道菌群的发育及其与健康老龄化的关系提供了重要参考。
Wei ZY#, Rao JH#, Tang MT, Zhao GA, Li QC, Wu LM, Liu SQ, Li BH, Xiao BQ, Liu XY, Chen JH*.Characterization of changes and driver microbes in gut microbiota during healthy aging using a captive monkey model.Genomics Proteomics&Bioinformatics.2022;20(2):350–65.（中科院一区top）
2. 遗传病的精准医学和基因编辑
随着基因组学技术的突破，精准医学为遗传病诊疗带来革命性进展。本课题组聚焦遗传病的致病机制解析与基因编辑技术研发，结合高通量测序、生物信息学及分子生物学技术，实现对单基因病、染色体病及复杂遗传病的精准诊断与个性化干预。基于CRISPR-Cas9、单碱基编辑等前沿工具，团队致力于开发高效安全的基因治疗策略，修正致病突变或调控异常基因表达。目前已在遗传性视网膜疾病、神经退行性疾病等方向建立基因编辑细胞与动物模型，并探索临床转化路径。通过多学科交叉融合，团队力争突破遗传病治疗的技术瓶颈，为患者提供从基因诊断到靶向治疗的解决方案，推动遗传病精准医学从理论走向实践。
代表性工作三：基于食蟹猴 A3A改造的CBE可用于更精确安全的基因组编辑
课题组利用胞嘧啶碱基编辑器（CBE）实现C:G到T:A碱基对的转化，对于由T-C或A-G点突变引起的遗传性疾病的基因治疗而言，具有潜在的应用价值。胞嘧啶脱氨酶对CBE性能有决定性的作用，不同物种的胞嘧啶脱氨酶在CBE中表现出不同的特性。有研究表明，用人源APOBEC3A（hA3A）替代CBE中的大鼠来源的APOBEC1（rA1），可以改善CBE的性能。本研究报道了一系列基于食蟹猴A3A（mA3A）及其变体的CBE，对其性开发和性能评估。这项研究揭示了食蟹猴A3A及其SVR基序在改善CBE性能方面的重要性，为基因编辑增添了重要的新工具，有望应用于遗传性视网膜疾病等的治疗。
Ren CY, Liu YS, He YS, Zhang LP, Rao JH, Rao Y, Chen JH*. Engineered CBEs based on Macaca fascicularis A3A with improved properties for precise genome editing. Cell Reports. Elsevier; 2024;43(3).（Cell子刊，中科院一区top）
代表性工作四：小鼠模型和人类AMD患者中视网膜炎症的保守基因和调控网络
年龄相关性黄斑变性（AMD）是导致老年人视力丧失的主要原因之一，全球受影响人数超过1.96亿。研究表明，视网膜炎症在AMD的发病机制中起着关键作用，因为它可以导致黄斑部病变、脉络膜新生血管形成等病理变化。为了研究AMD的机制和治疗方法，研究人员使用了两种实验性小鼠模型：激光诱导的脉络膜新生血管（CNV）模型和NaIO₃诱导的视网膜变性模型，分别模拟湿性和干性AMD。通过对小鼠模型和人类AMD患者的视网膜表达谱进行比较分析，研究人员发现了视网膜炎症的进化保守基因和调控网络。这些发现为AMD的生物标志物和治疗靶点的识别提供了新的见解，有助于推动AMD的临床研究和治疗。
Liu YS#*, Pan JQ#, Pan XB, Kong FS, Zhang JQ, Wei ZY, Xu ZH, Rao JH, Wang JH,Chen JH*. Comparative Analysis of Molecular Landscape in Mouse Models and Patients Reveals Conserved Inflammation Pathways in Age-Related Macular Degeneration.Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.2024;65(1):13.（中科院二区top）