国家卫健委（卫生部）肿瘤蛋白质组学重点实验室由陈主初教授领衔组建于2003年12月，是国内首个部级蛋白质组学重点实验室。结构生物学与药物设计湖南工程实验室由陈主初教授领衔组建于2011年5月。抗癌药物国家地方联合工程实验室是在上述两个实验室的基础上，于2012年11月正式获国家发展改革委员会批准建立，首任主任为实验室创始人陈主初教授。现任主任由陈永恒教授担任。

实验室有一支以陈主初教授为学科带头人，陈永恒、张鹏飞为学术带头人，中青年人才为骨干的科研团队。现有“长江学者”讲座教授1名，湖南省“百人计划”2人，“千人计划”特聘教授1名，客座教授5名等一批具备有开展肿瘤蛋白质组学、结构生物学、药物设计等相关研究的优秀人才。

实验室总体研究目标是将蛋白质组学和结构生物学研究思路、策略有效整合，采用蛋白质组学、结构生物学和生物信息学相结合的研究手段，以鼻咽癌、肺癌以及消化系统肿瘤为重点，开展蛋白质组学和医学转化研究。主要研究方向有：①肿瘤表达蛋白质组学与临床转化医学研究；②肿瘤相关蛋白质的结构与功能研究；③基于结构生物学的抗癌新药设计与研发。

实验室积极致力于促进蛋白质组学及结构生物学与临床医学、药学的紧密结合，提升转化医学研究能力和医院整体学术水平，成为国家、地区和医院共同建设的具有突出创新能力的技术平台和具有国际竞争力的科研基地。

实验室先后建立了比较完善的蛋白质组学技术平台和结构生物学技术平台。现有HighFlux Homelab X射线衍射系统、蛋白质晶体培养箱、AkTA蛋白质纯化系统、Desktop Minstrel UV晶体样本制备系统、Biacore 生物大分子相互作用分析仪、Typhoon系列多功能激光扫描成像系统、双向凝胶电泳系统、MALDI-TOF质谱仪、LC-ESI串联质谱仪、等温滴定量热仪、激光捕获显微细胞切割系统、高性能台式计算机、倒置荧光显微镜、全自动凝胶成像仪、多模式微孔板检测仪、高压均质机、荧光定量PCR仪、酶标仪以及其他实验室常规等仪器设备，资产总值约4500万元。

自成立以来，公开发表研究论文200多篇，其中SCI论文130余篇；先后获得国家临床重点专科建设项目1项 “973”计划4项，“863”计划1项，重大新药创制1项，国家自然基金35项，省部级科研课题30多项，主编全国临床医学七年、八年制统编教材“病理生理学”、学术专著“肿瘤蛋白质组学”、“疾病蛋白质组学”等。荣获湖南省医学进步一等奖2项，湖南省科技进步一等奖2项，湖南省自然科学二等奖1项，申请专利6项，获授权专利2项。