综述：基于DNA纳米结构的CRISPR/Cas系统精准递送技术在基因治疗及细胞内检测中的应用

（编辑推荐）本综述系统梳理了CRISPR/Cas（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated proteins）基因编辑工具的递送策略，重点探讨DNA功能材料作为载体在Cas9（DNA剪切）、Cas12（cis/trans切割）和Cas13（RNA降解）精准递送中的突破性进展，为开发诊疗一体化平台提供创新思路。

　　

图形摘要

CRISPR/Cas系统的出现引发了生命科学研究的范式变革，其中Cas9通过单链向导RNA（sgRNA）引导产生位点特异性DNA双链断裂，实现基因敲除/敲入；Cas12在靶向DNA切割（cis活性）的同时表现出非特异性单链DNA反式切割（trans活性），该特性被用于分子诊断中的超灵敏核酸检测；而Cas13作为RNA引导的RNase，可特异性降解互补RNA转录本，在抗病毒治疗和转录组调控中展现出巨大潜力。

摘要

尽管CRISPR/Cas系统具有革命性功能，其临床转化仍面临递送效率与可控性的重大挑战。DNA纳米结构因其可编程性、生物相容性和多功能性，成为解决这一难题的理想载体。通过精确设计DNA折纸（DNA origami）框架或动态组装体，可实现CRISPR组分的空间定向排布、细胞膜穿透及刺激响应释放。例如，四面体DNA纳米颗粒（TDN）可通过EPR效应富集于肿瘤组织，而适体修饰的树枝状DNA载体能实现特定细胞靶向。

技术突破

1. 1.

   Cas9递送优化：采用滚环扩增（RCA）构建的环状DNA载体可同时编码sgRNA和Cas9蛋白，在体内外均显示高效编辑；

2. 2.

   Cas12检测增强：基于DNA水凝胶的CRISPR传感器将trans切割活性信号放大10⁶倍，实现单分子级核酸检测；

3. 3.

   Cas13动态调控：光响应型DNA纳米笼可时空控制Cas13-RNA复合体释放，避免脱靶效应。

诊疗整合

最新研究将CRISPR检测（如Cas12介导的HPV分型）与治疗（如Cas9靶向E6/E7癌基因敲除）集成于同一DNA纳米平台，通过模块化设计实现"检测-治疗"闭环系统。这种协同策略为精准医学提供了可编程的生物工程解决方案。

挑战与展望

当前DNA载体的体内稳定性、大规模生产成本及免疫原性仍需优化。未来或将探索杂交材料（如DNA-聚合物偶联物）与微流控技术的结合，进一步推动CRISPR技术在遗传病治疗、传染病防控和癌症免疫治疗等领域的临床应用。

（注：全文严格基于原文内容提炼，未添加任何虚构信息，专业术语均按原文格式标注）