综述：一维、二维和三维DNA纳米结构在智能药物递送中的应用

（编辑推荐）本综述系统阐述了DNA纳米结构（1D/2D/3D）在药物递送中的创新应用，涵盖DNA瓦片（tiles）、DNA砖块（bricks）及DNA折纸（origami）技术，解析其通过TLR9通路免疫调控、空间寻址性（addressability）等特性实现精准递送，为癌症、神经疾病等治疗提供结构优化策略。

　　

设计、模拟与组装优化

DNA框架结构通过双交叉（DX）和双螺旋束（2HB）等单元实现纳米级精确组装，六角束（6HB）和十四角束（14HB）等三维结构虽具厚度但需优化药物负载。单链DNA瓦片（tiles）通过粘性末端自组装为二维平面，而DNA折纸技术利用数百条短链“订书钉”与长链支架退火，形成如西半球轮廓的复杂图案，其空间寻址性可精准定位分子。

一维DNA纳米结构的应用

一维纳米棒与纳米纤维通过物理延伸特性调控细胞响应，但易被核酸酶降解。研究发现其CpG基序暴露度高，易通过Toll样受体9（TLR9）激活免疫，限制递送效率。在神经突触导向中，一维结构可模拟轴突生长微环境，但需表面修饰提升稳定性。

二维与三维结构的突破

二维DNA折纸片（如三角形/矩形）平衡了合成复杂度与稳定性，模块化设计促进规模化生产。三维纳米管、四面体框架和球形核酸（SNA）因内部空间封装降低CpG暴露，显著增强抗酶解能力。在肿瘤靶向中，三维结构通过增强渗透滞留（EPR）效应提升组织穿透，而二維结构更适合作分子识别平台。

挑战与展望

当前争议集中于最优结构选择，如3D结构合成成本高但稳定性佳，1D结构成本低却易降解。未来需结合疾病微环境（如肿瘤酸性pH或神经炎症）定制维度策略，并通过化学修饰（如硫代磷酸骨架）进一步调控免疫原性。

作者贡献与资助

该研究获中国国家重点研发计划（2022YFA1206500）、国家自然科学基金（U22A20161）等支持，团队来自西南交通大学医学院生物医学工程研究所，聚焦DNA纳米技术的临床转化瓶颈。