小干扰核糖核酸(siRNA)作为参与RNA干扰、影响转录与翻译过程的关键成员,在基因治疗中占据着举足轻重的地位。但是,裸露的siRNA在进入细胞时面临着一些挑战,如亲水性好,细胞内吞困难;极易被血液及细胞内的各种核酸酶降解;尺寸太小,容易被肾脏直接排除体外等。为解决这些困难,科研人员开发设计了脂质体、阳离子聚合物等载体辅助其被细胞摄取,虽然成效显著,潜在的毒副作用却不容忽视。众所周知,DNA是生物体内的遗传物质,具有与生俱来的生物相容性和生物可降解性,更重要的是,分子之间的互相识别机制使得DNA可以通过多种组装方式构造成形式各异的一维、二维、三维纳米结构。利用DNA的优势,研究人员提出并验证了众多DNA纳米体系以负载siRNA提高其细胞摄取效率,包括DNA纳米笼、球形核酸、纳米线团等。这些DNA纳米结构展现出优异的转染效率,但暴露在结构表面的siRNA在血液循环及细胞中成为核酸酶的主要攻击对象,破坏了结构的稳定性。水凝胶的三维网络结构可以为siRNA提供保护屏障,尺寸的可调节性使其进入细胞成为可能,然而目前大多数凝胶体系引入了聚合物等额外化学物质,无法判定其是否会对细胞及生物体带来安全隐患。因此如何发展一种既能保护siRNA又安全稳定的纳米载体是亟待解决的重要问题。本论文以此问题为出发点,提出利用DNA的碱基互补能力,构造全部由DNA组成的纳米凝胶体系,以负载siRNA辅助其进入细胞,并通过一系列细胞实验验证了其对基因的沉默效果。本论文首先设计并合成了带有粘性末端的DNA单链以制备DNA四面体(tailed-TET),通过四面体与siRNA之间粘性末端的互相识别组装成纳米凝胶(TET纳米凝胶,TET-nanogel)。该纳米凝胶完全由核酸组成,无其他化学物质的引入,具有一定的安全性。采用生物与化学表征方法对凝胶的形成及尺寸进行了验证和分析,并通过体外的非特异性和特异性酶解实验评估了纳米凝胶在生理环境中的稳定性和对siRNA的保护作用。之后探究了全DNA纳米凝胶能否协助siRNA有效转染细胞,并在基因水平、mRNA水平及蛋白水平上分析了凝胶对目的基因的抑制作用。实验结果证明以全DNA骨架为基础构建的纳米凝胶在不依靠任何转染试剂的情况下实现高效转染siRNA的可行性,其可以有效下调过度表达的基因,抑制蛋白的合成,展现出优异的基因沉默效果。在此基础上,我们构建了DNA与siRNA杂交的纳米管结构。与纳米凝胶类似,此纳米管全部由核酸组成,结构明确,通过凝胶电泳技术及动态光散射扫描确定了其尺寸。纳米管的刚性及siRNA镶嵌于管内的结构成为了siRNA的屏障,在一定程度上起到保护siRNA作用。非特异性酶解实验证实了其能够保证siRNA在血清中的稳定存在。细胞内吞实验结果表明,纳米管可以被细胞高效摄取,具有转染siRNA的潜力,但该杂交纳米管能否在细胞内有效释放以及是否具备高效抑制目的基因表达的能力还有待进一步的实验与探究。