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自1984年克隆T細(xì)胞抗原受體以來(lái)，Davis教授一直是國(guó)際分子免疫學(xué)界的領(lǐng)軍人物，全球第一個(gè)克隆TCR的科學(xué)家。在T、B細(xì)胞抗原識(shí)別，T細(xì)胞胸腺選擇，B細(xì)胞終端分化等領(lǐng)域做出了奠基性的貢獻(xiàn)。Davis教授在斯坦福大學(xué)的研究室也是舉世公認(rèn)的新技術(shù)發(fā)源地，領(lǐng)導(dǎo)了蛋白化學(xué)技術(shù)、生物物理測(cè)量、活細(xì)胞顯微成像技術(shù)等在免疫學(xué)中的應(yīng)用，其發(fā)明的四聚體技術(shù)已成為眾多基礎(chǔ)及臨床研究的基本技術(shù)手段。
自2004年以來(lái)，Davis教授大力倡議并領(lǐng)導(dǎo)了免疫學(xué)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，創(chuàng)立了斯坦福免疫移植及感染研究所，建立了諸多基于深度測(cè)序、蛋白組學(xué)、及單細(xì)胞技術(shù)的免疫組學(xué)方法，并創(chuàng)造性地應(yīng)用于免疫學(xué)的基礎(chǔ)研究及免疫監(jiān)控的臨床實(shí)踐，再次開(kāi)創(chuàng)了人類免疫學(xué)研究的新篇章。

王小凡教授在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA損傷與修復(fù)、腫瘤微環(huán)境等多個(gè)腫瘤相關(guān)領(lǐng)域均有重要建樹(shù)。他首先克隆了TGF-βIII型和II型受體，是TGF-β研究領(lǐng)域極為重要的發(fā)現(xiàn)，并對(duì)TGF-β后來(lái)的研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他繼而對(duì)TGF-β及其介導(dǎo)的下游信號(hào)通路進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)多個(gè)重要的調(diào)控因子及其相關(guān)機(jī)制。包括最近發(fā)現(xiàn) 特定的 microRNA分子和分泌蛋白作為TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的中間載體而影響腫瘤微環(huán)境的分子機(jī)制。王小凡教授在TGF-β相關(guān)研究領(lǐng)域先后發(fā)表了130 多篇論文，其中在《Cell》，《Nature》，《Science》，《Genes & Dev》，《PNAS》等高水平雜志上發(fā)表20 余篇。從2006年起，他開(kāi)始擔(dān)任國(guó)際上有重大影響的《生物化學(xué)期刊》（Journal of Biological Chemistry）的副主編，是JBC建刊百余年來(lái)的第一位亞裔副主編。在他擔(dān)任副主編期間，介紹和推薦了幾十位中國(guó)科技界領(lǐng)軍人物，包括兩院院士，先后進(jìn)入《生物化學(xué)期刊》（Journal of Biological Chemistry）編委會(huì)，為擴(kuò)大中國(guó)籍科學(xué)家在世界的影響做出了巨大貢獻(xiàn)。

從2007年起他被聘請(qǐng)為中國(guó)國(guó)務(wù)院僑辦海外專家咨詢委員會(huì)委員，并于2010年起被聘任為科技部重大科學(xué)計(jì)劃專家組成員，從而直接參與了對(duì)科研計(jì)劃評(píng)審過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的許多改革工作。為了幫助建立一個(gè)學(xué)術(shù)專家主導(dǎo)的科研評(píng)估體系，從2008年開(kāi)始由王小凡教授組織國(guó)際專家團(tuán)隊(duì)，對(duì)中國(guó)科學(xué)院生命科學(xué)領(lǐng)域十多個(gè)研究所以及清華大學(xué)生命科學(xué)院、上海交通大學(xué)生命科學(xué)院與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)院，北京大學(xué)生命科學(xué)院，浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院等大學(xué)學(xué)院,和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院進(jìn)行了一系列的國(guó)際評(píng)估，為推動(dòng)我國(guó)科研評(píng)價(jià)體制的改革做出了重要貢獻(xiàn)。