精准医疗旨在开发针对特定病理状态自动响应的治疗策略，以提高治疗效果、特异性和安全性。生物标志物的水平可以反映疾病的发生和发展过程，在诊断和预后中发挥着关键作用。构建能够特异性响应生物标志物，自动评估疾病状态并实施精准治疗的装置具有巨大的应用前景。然而，目前的生物标志物治疗策略依赖于复杂的外部电子组件或遗传改造的细胞，缺少自动响应疾病生物标志物并执行治疗功能的分子工程策略。胞外微小RNA (miRNA)是一类小的非编码核酸分子，因其作为新型生物标志物和信号分子的潜力而越来越受到关注。但由于缺乏对miRNA响应的天然或人工受体，实现胞外miRNA病理生物标志物驱动的精准治疗仍具挑战。

近日，湖南大学化学化工学院的聂舟课题组结合动态DNA纳米技术和功能核酸分子，成功开发了一种非遗传改造的生物标志物miRNA响应性嵌合DNA受体 (miRNA-responsive Chimeric DNA Receptor, miRNA-CDR)，实现了由生物标志物驱动的活体治疗，为精准医疗提供了一种新策略。（图1）。

作者开发的miRNA-CDR由传感器模块和执行器模块组成，通过核酸适配体锚定到天然膜受体上，可感知细胞外miRNA水平，通过miRNA驱动的互补介导的链置换反应(miRNA-CSD) 引起DNA的动态自组装，进而诱导二聚化介导的受体激活。在该反应中，传感器模块的Stem结构域决定了与生物标志物miRNA结合的亲和力(Kd)，执行器模块的toehold结构域决定了该反应的反应速率(k)（图2）。此外，该模块化的miRNA-CDR平台是高度可定制的，能够以可调的灵敏度响应用户定义的miRNA输入，实现指定的受体信号输出。进一步，作者将两种miRNA-CDR安装在同一细胞上，实现了两种指定miRNA驱动的不同受体信号激活的正交调控（图3）。最终，miRNA-CDR可用于药物诱导急性肝损伤(DILI)的原位修复和肝功能恢复（图4）。综上所述，miRNA-CDR是首个能够感知细胞外miRNA并调节原位组织再生的生物标志物驱动的治疗分子设备，展示了生物标志物驱动治疗在实践中的潜力，推动了精准医疗的进一步发展。