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研究领域：纳米组装物在DNA或RNA药物或疫苗中的分析应用、细胞因子与抗体的精确分析、多肽类新药的结构设计修饰与改造。
研究方法：有机合成、深度学习、色谱、核磁、质谱、荧光、及生物技术。
往年毕业生国内就业于高校或研究机构，药品食品检验，国际药企研发机构等；与制药公司联合培养硕博生。
研究方向：新冠病毒的威胁加速了DNA与RNA药物与疫苗的发展，尤其RNA药物正在成为继小分子药物，蛋白类药物之后的又一种主要的预防及治疗方法。在RNA药物的研发中，高度依赖仪器分析与化学合成，所以我们分析化学人与有机化学人在RNA药物的研发领域大有可为。既可以开发新的疗法，又可以研究疗法的机理。在2017年之前我们研究兴趣主要在基础研究，之后开始转向应用基础研究，以多年在生物和化学两个领域的积累为基础，现在转型从事RNA药物的研发，已经产生了多个发明专利并全部实现了转化，经济效益与社会效益正逐渐显现出来。坚持科研与教学并重，经过培养的研究生、本科生可以胜任在这一新兴领域的很多工作。
计算化学和大分子的动态模拟在我们的研发中起到重要作用，模式识别算法的进阶使我们在各种分子的筛选过程中做到高通量和智能化。通过提高机体免疫力来对抗疾病可能是最理想的健康途径。而免疫系统内部形成了非常复杂的调控网络。细胞因子在网络的各个节点之间充当信使分子，控制着各种免疫细胞的分化增殖。例如IL-2 直接激活初始T细胞增殖分化为对于病原体具杀伤力的效应T细胞，IL-7招募天然杀伤细胞来消灭病原，IL-21对于清除慢性病毒感染必须；这些细胞因子以细胞表面受体进行刺激信号的传导，信号通路与代谢途径及氧还内稳态之间又有连接，共同调节机体健康。
本实验室探索上述细胞因子的信号传导的分子机理，并寻求控制其信号强度的方法。分子的结构变化会引起其活性的改变，比如IL-2及其受体的修饰分子与 CAR T结合使用实现了选择性调控T细胞 (Ref. 1)。已知某一处特定氨基酸残基进行突变会引起相应的变构效应，我们以IL-2为例，对可能产生结构变化的区域进行预测，发现其结构变化区域与动态网络所及区域高度重合提出了预测结构变化区域的方法。据此，我们构建了IL-21的多种突变体实现了分子活性的提高 (Ref. 2)。IL-21增效性抗体可以使其活性增加我们仔细研究了这个机理发现其增效性起因于反应速率的提高 (Ref. 3, 下图)。目前我们对IL-7及其受体细胞内区域及跨膜区进行修饰，明显的变构效应有助于我们实现对信号的调控
受体与环境因素相互作用是信号网络调节的重要一环，我们发现受体与多种蛋白相互作用，这些作用的结果正在研究中。 针对信号网络中的代谢通路我们发展了一系列统计学方法发现几种肺癌治疗相关的标志物 (Ref. 4-7)。对信号网络中多个节点的调控有望实现对免疫能力的调控。
代表性成果
国家发明专利
2021， 一种可离子化脂质化合物在核酸药物递送系统中的应用，2021-12-15 授权，202111534575.8
2021， 一种可离子化脂质化合物及核酸体外细胞转染试剂，2021-03-23 授权，202111534587.0
2021， 一种高效低毒性DNA及RNA脂质递送载体， 2021-03-123 授权，202111533616.1
2010， 一组用于预测肺癌患者化疗疗效的血清代谢生物标志物，2010-08-8，公开，CN1018068005A
2022-2024 年专利选择延迟公开。
研究论文（部分）
1. Chen Z., Cui Y, ...Yu D. (2023) Heparan sulfate regulates IL-21 bioavailability and signal strength that control germinal center B cell selection and differentiation. Science Immun. 8:11-13
2. Can Wang, Xiao Geng, Peng Zhao, You Zhou, Yan-Dong Wu, Yan-Fang Cui* and An-Xin Wu*, I2/CuCl2-promoted one-pot three- component synthesis of aliphatic or aromatic substituted 1,2,3-thiadiazoles, Chem. Commun., 2019, 55, 8134-8137. DOI: 10.1039/c9cc04254g
3. CoAl-layered double hydroxide nanosheet-based fluorescence assay for fast DNA detection. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2020. /doi.org/10.1016/j.saa.2020.118618
4. Mei L,Cui Y. (2018) Site-Mutation of Hydrophobic Core Residues Synchronically Poise Super Interleukin 2 for Signaling: Identifying Distant Structural Effects through Affordable Computations， International Journal of Molecular Sciences,
5. Chen Z.; Cui Y.; Leong Y. A.; Beddoe T.; Yu D., Efficient production of recombinant IL-21 proteins for pre-clinical studies by a two-step dilution refolding method, International Immunopharmacology, 16(3), pp 376-381, 2013.
6. Xu S…Cui Y* (2017) Serum metabolic profile alteration reveals response to platinum-based combination chemotherapy for lung cancer: Sensitive patients distinguished from insensitive ones. Scientific Reports,7:1-11.
7. Xu S. …Cui Y. & Tang H. (2016) Tumor growth affects the metabonomic phenotypes of multiple mouse non-involved organs in an A549 lung cancer xenograft model, Scientific Report, 6:28057.
8. Li Y. ..Zhou Y. & Cui Y. (2014) NMR analysis of lung cancer metabonomics, Chemomt. Intell. Lab 135:192
9. Xu G… and Cui Y. * (2012) 1H and 13C NMR of pyrimidine derivatives, Magnet Res Chem 50: 646.
10. Cui Y. Tae H.S., and Casarotto M.G (2011) Cyclization of the Intrinsically Disordered alpha(1S) Dihydropyridine Receptor II-III Loop Enhances Secondary Structure J. Biol. Chem. 286 : 22589-99 .
11. Xu G…and Cui Y. * (2009) Conformational and dynamical simulation study of antibacterial peptide hedistin—heterogeneity of its helix-turn-helix motif. Biochim. Biophys. Acta 1788: 2497-2508.
主持科研项目
2020-至今 主持 横向项目mRNA 疫苗的递送载体分子及配方的研发(20202219046)
2014-2018主持 国家自然科学基金面上,细胞因子hIL-21增效性抗体的增效作用分子机制研究(21473065)
2013主持 中央高校基本科研业务,细胞因子hIL-21增效型抗体的增效作用分子机制研究(CCNU13A05008),结项
2008-2009主持 武汉市科技攻关项目（2008AB7361）研究肺癌的药物敏感的生物标志物以提高个体化治疗
2006-2007主持 武汉市科技攻关项目（2008AB7145）联合代谢组学与蛋白质组学技术筛选肺癌生物标志物
2004-2007主持 国家自然科学基金面上, 新的多肽抗生素三维结构与抗菌活性关系的研究(20475019)
2004-2005主持 湖北省科技计划,一种新型多肽抗生素的三维空间结构及抗菌活性关系研究(2004ABA118)
学术兼职：
湖北省肿瘤免疫治疗专业委员会委员
湖北省免疫学会会员
国家自然科学基金通讯评审专家
浙江省自然科学基金评审专家
武汉滨会生物生物技术股份有限公司科学顾问
