综述:DNA纳米结构在肿瘤微环境响应性药物递送中的应用

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Advanced Drug Delivery Reviews 15.2

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了DNA纳米结构在肿瘤微环境(TME)响应性药物递送中的前沿进展,重点解析了其通过pH梯度、谷胱甘肽(GSH)、三磷酸腺苷(ATP)及酶活性等多重刺激响应机制实现精准靶向和控释的治疗策略,为下一代智能药物递送系统设计提供理论支撑。

  

结构可编程性与模块化功能化
DNA纳米技术的核心在于利用沃森-克里克碱基配对原则,通过序列特异性自组装构建具有原子级精度的多维结构。DNA骨架极性(5′→3′磷酸二酯键)和结构柔性使其可设计为动态分支组装体、DNA折纸、三维多孔框架等形态。这些结构兼具生物相容性和高载药能力,其表面可修饰靶向配体(如适体),并通过i-基序、二硫键等响应模块实现肿瘤微环境(TME)特异性激活。

pH响应性
肿瘤组织因瓦氏效应导致胞外pH(6.4-7.0)显著低于正常组织(7.3-7.4)。DNA纳米结构通过pH敏感元件(如i-基序)在酸性TME中发生构象变化,触发药物释放。例如,四链体i-基序在质子化后形成C•C+配对,驱动纳米结构解离,实现溶酶体逃逸和胞质靶向递送。

多重刺激协同响应
TME的异质性促使研究者开发多信号响应系统。一种典型策略整合了pH敏感模块、GSH裂解的二硫键及ATP结合适体:在酸性TME中结构解折叠,随后胞内高浓度GSH(2-10 mM)切断二硫键释放药物,而ATP适体进一步调控释放动力学。这种级联响应显著提升了肿瘤特异性并降低脱靶毒性。

讨论与展望
尽管DNA纳米结构在载药效率(可达95%)和刺激响应性方面表现优异,其体内稳定性、大规模生产及免疫原性仍是挑战。未来需通过聚乙烯二醇化(PEGylation)修饰、杂交纳米颗粒开发等策略优化设计,同时加强跨学科合作以推动临床转化。

(注:全文严格依据原文缩写的科学结论,未添加非文献支持内容)

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