肿瘤分子遗传学研究室是肿瘤研究所旗下首批建立的实验室之一，与肿瘤研究所同期组建于1989年，在学术带头人、国家重大科学研究计划首席科学家李桂源教授的带领下，围绕鼻咽癌为主的多基因遗传性肿瘤病因学、遗传不稳定性和易感性机制、多阶段发病过程转录调控规律、基因网络调控理论体系的探索、筛选与开发肿瘤分子靶点等领域开展了极富创造性工作，建立了“癌变与侵袭原理”国家创新引智基地，建立了生物样本采集规范和关键的技术体系，构建了具有3万例生物样本的数据库，建立了鼻咽癌、乳腺癌、结直肠癌、脑瘤的基因和蛋白差异表达谱，识别出一批具有重要生物学功能和潜在临床意义的分子标志物；绘制了抑瘤/易感基因作用的信号转导通路网络，提出了“鼻咽癌、乳腺癌、结直肠癌、脑瘤是信号转导和网络调控障碍性疾病”的思想和鼻咽癌易感基因群主导的“多阶段性顺序性互动效应”理论，丰富了鼻咽癌为主的多基因遗传性肿瘤癌变机制理论体系。

       通过长期的历练、人才培养和引进，实验室建成了一支优秀的中青年创新团队，其中，国家人事部 “有突出贡献的中青年专家”1人，国务院学位委员会“突出贡献的中国博士” 获得者1人，全国优秀博士获得者1人，全国优秀博士获得者2人、新世纪优秀人才支持计划获得者1人，中南大学升华学者特聘教授获得者1人，中南大学升华育英计划获得者1人，以此构成的团队入选湖南省创新群体。先后承担国家重大科学研究计划、国家“973”、“863”、国家自然科学基金重点项目等课题100余项；发表学术论文300余篇，SCI收录250余篇，EI收录20篇，代表性研究论文发表在Cancer Res、Oncogene、Carcinogenesis、J Virology、J Cell Sci、Stem Cells、Oncotargets, Proteomics及Mol Cell Biol等国际权威期刊；所获成果被Nat Genet、Cancer Cell、Nat cell biol、Mol cell等国际权威期刊引证，他引3000余次；申报国家发明专利29项，13项已获授权；主编国家医学专业规划性教材与专著5部；获国家和省部级科技与教学成果奖21项。

       在研究生培养方面，研究室已经建成了一支稳定的研究生导师队伍，其中博士研究生导师6人、硕士研究生导师8人，先后培养毕业博士生91人，硕士生89人，博士后出站6人，其中，全国优博获得者1人，全国优博提名奖3人，湖南省优博获得者9人，为国家和社会创新型人才的培养做出了重要贡献。