磷脂双分子层形成的人工囊泡-脂质体，在基础研究和生物医药应用中都发挥着重要的工具作用。脂质体的功能化往往通过调控其主要参数和特征来实现，包括脂质的组成配比、粒径分布和表面修饰等。DNA纳米技术提供了一类全新的工具库，可用于构建跨膜通道、形变模具和密度负载等装置，以操纵脂质体的性质。同时，利用具有限域空间的DNA折纸纳米框架作为模板，通过招募疏水成核种子诱导脂质膜生长，为制备尺寸和形状确定的膜结构提供了一种可行的策略。传统的环状DNA模板只能在二维平面排列疏水种子或膜蛋白，缺少了一个自由度方向的可控性；相比之下，多面体网格状的三维模板可以提供全方位的调控能力和全新的功能化潜力，对其纳米尺度下结构参数尤其是成核种子排布的精确调控有助于对该体系更深入的理解，并有利于纳米技术和分子医学领域的发展。

近日，上海交通大学医学院附属仁济医院，分子医学研究院的杨洋研究员在ACS Nano上发表了DNA足球框架指导的脂质体生长与精确调控研究。该课题组设计和组装了一个具有明确内外拓扑结构的足球状（截顶正二十面体）DNA折纸结构，利用该结构作为外骨架，指导脂质体在其内部生长。该足球结构具有90个可用的内部修饰位点，引入胆固醇分子作为成核种子，通过精确调控种子数量和排列方式，观察并分析相应的脂质体形成效率，发现并探讨了该体系参数调控的原则。研究结果表明，与传统上遵循“种子数量越多，囊泡生长越好”规律的平面环状DNA折纸模板不同，足球结构在不饱和种子密度下（30/90）更有利于形成饱满均一的囊泡。此外，在疏水种子空间排布方面，均匀分布的种子生长效果最好，而在赤道或两极聚集的种子会获得较差的囊泡均一性。文章进一步对产生上述现象的原因进行了实验比对和探讨，提出网格状核酸框架的几何属性（窗口尺度），机械属性（刚/柔）以及囊泡生长的动力学行为共同参与该体系的行为机制。

图2. 不同数量均匀分布的成核种子指导脂质体的形成 

这一工作深入研究了多面体三维网格DNA框架指导的脂质体生长，通过DNA折纸术在纳米尺度下的精准控制能力，提供了了一个全面理解疏水核心分子分布依赖的系统。该体系有望进一步招募膜蛋白开展其结构生物学或化学生物学的研究，并进行相关的细胞生理生化研究。此外，模板化脂质体提供了一个结合其他疏水剂(如荧光或放射性染料和药物分子)的平台，而DNA框架可用于修饰引导分子(如适配体或抗体)，以探索生物医学角度的靶向成像或药物传递的潜力。尽管在大规模制备和降低成本方面该体系仍面临挑战，但对理想的诱导生长参数的发现将极大的推动DNA折纸框架-脂质体复合物的规模化生产及其未来的应用。

相关论文发表在ACS Nano上，上海交通大学医学院博士研究生徐芸芸和分子医学研究院博士后施茜为文章的共同第一作者，杨洋研究员为通讯作者。