离子跨膜运输是一个基本的生物学问题，具有根本性的科学意义。本课题组对离子跨膜运输相关的生理学及生物物理学问题感兴趣，主要研究对象是属于SLC4家族的Na+依赖的HCO3–转运体（Na⁺/HCO₃^– cotransporters，简称NBC）。在哺乳动物中，SLC4家族共有10基因成员，其中有五个编码NBC转运体，包括NBCe1（SLC4A4）、NBCe2（SLC4A5）、NBCn1（SLC4A7）、NDCBE（SLC4A8）、NBCn2（SLC4A10），每个基因均可表达产生一系列不同的异构体。NBC转运体对于维持细胞及机体的酸碱稳态及水盐平衡具有重要的意义，其功能失常可导致一系列疾病，包括严重的代谢性酸中毒、偏头疼、癫痫、高血压、视觉疾病、智障、肿瘤等。本课题组围绕NBC的研究分为以下四个方向：

（1）NBC的结构与功能。利用分子生物学、结构生物学、细胞电生理学等手段，研究NBC跨膜转运过程的分子机制，包括底物-转运体的相互作用、离子转运的能量偶联机制及动力学过程等。这些研究对基于转运体的药物开发具有重要的参考意义。

（2）NBC的蛋白相互作用。很多NBC分子具有自抑制现象，它们通过与调控因子IRBIT的相互作用可被激活。本课题组利用分子生物学、酵母双杂交、结构生物学、细胞电生理学等手段，研究NBC与IRBIT相互作用的结构基础，揭示NBC激活的分子机制。

（3）NBC的磷酸化修饰调控。NBC分子中的磷酸化位点正在逐渐被发现，磷酸化如何影响NBC的转运体活性？调控NBC活性的分子机制是什么？NBC磷酸化具有什么生理学意义？调控NBC磷酸化的信号传导途径是什么？本课题组利用分子生物学、细胞生物学、细胞免疫学、细胞电生理学、以及模式动物等，对这些问题开展研究。

（4）NBC的生理及病理学作用。本课题组利用各种动物模型，结合免疫化学、细胞免疫学等手段，对NBC在中枢神经系统、泌尿与生殖系统、心血管系统、消化系统等组织器官中的生理学作用及其与人类疾病的关系开展研究。