Biomedical activities of endohedral metallofullerene optimized for nanopharmaceutics

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 10, Issue 12, 2010, Pages 8610-8616

  Meng, Jie ^a   Wang, Dong Liang ^a   Wang, Paul C ^b   Jia, Lee ^c   Chen, Chunying ^a   Liang, Xing Jie ^a  

^a NATIONAL CENTER FOR NANOSCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^b HOWARD UNIVERSITY   (United States)

^c NATIONAL CANCER INSTITUTE   (United States)

Author keywords

Metallofullerenes; Nanoparticles; Nanopharmaceutics; Toxicity

Indexed keywords

ANTI-OXIDATION; BIOMEDICAL ACTIVITY; BIOMEDICAL FIELDS; CARBON CAGES; DIAGNOSTIC IMAGING; ELECTRONIC INTERACTIONS; ENDOHEDRAL METALLOFULLERENES; FULLERENE CAGES; FUNCTIONALIZED; GADOLINIUM ENDOHEDRAL METALLOFULLERENOL; HIGH PURITY; HYDROXYL GROUPS; IN-VITRO; MAGNETIC RESONANCE IMAGING CONTRAST AGENTS; METAL ATOMS; METALLOFULLERENES; MRI CONTRAST AGENTS; NANO-MATERIALS; NANOPHARMACEUTICS; NUDE MICE; PHYSICOCHEMICAL PROPERTY; POTENTIAL APPLICATIONS; THERAPEUTIC AGENTS; TUMOR GROWTH; TUMOR SITE; WATER SOLUBILITIES;

CAGES (MINE HOISTS); CHEMICAL PROPERTIES; GADOLINIUM; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; NANOPARTICLES; RESONANCE; SYNTHESIS (CHEMICAL); TOXICITY; TUMORS;

FULLERENES;

CONTRAST MEDIUM; FULLERENE DERIVATIVE; GADOLINIUM; NANOPARTICLE; RADIOPHARMACEUTICAL AGENT;

ANIMAL; ARTICLE; CHEMISTRY; HUMAN; IMMUNOLOGY; MOUSE; NANOTECHNOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE IMAGING; TOXICITY TESTING;

ANIMALS; CONTRAST MEDIA; FULLERENES; GADOLINIUM; HUMANS; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; MICE; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; RADIOPHARMACEUTICALS; TOXICITY TESTS;

EID: 79952111392     PISSN: 15334880     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2010.2691     Document Type: Conference Paper

References (81)

1. H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O'Brien, R. F. Curl, and R. E. Smalley, Nature 318, 162 (1985).
2. T. Da Ros and M. Prato, Chem. Commun. 8, 663 (1999).
3. Y. L. Zhao, G. M. Xing, and Z. F. Chai, Nature. Nanotech. 3, 191 (2008).
4. R. F. Curl and R. E. Smalley, Science 242, 1017 (1988).
5. Y. X. Gao, N. Q. Liu, C. y Chen, Y F. Luo, Y F. Li, Z. y Zhang, Y. L. Zhao, B. L. Zhao, A. Iida, and Z. F. Chai, J. Anal. At. Spectrom. 23, 1121 (2008).
6. E. Nakamura and H. Isobe, Ace. Chem. Res. 36, 807 (2003).
7. B. Wang, W. Y. Feng, M. T. Zhu, Y. Wang, M. Wang, Y Q. Gu, H. yang, H. J. Wang, M. Li, Y. L. Zhao, Z. F. Chai, and H. F. Wang, J. Nanopart. Res. 11, 41 (2009).
8. H. Hungerbuhler, D. M. Guldi, and K. D. Asmus, J. Am. Chem. Soc. 115, 3386 (1993).
9. R. V. Bensasson, E. Bienvenue, M. Dellinger, S. Leach, and P. Seta, J. Phys. Chem. 98, 3492 (1994).
10. M. Akiyama, A. Ikeda, T. Shintani, Y. Doi, J. Kikuchi, T. Ogawa, K. Yogo, T. Takeya, and N. Yamamoto, Org. Biomol. Chem. 6, 1015 (2008).
11. G. M. Xing, J. Zhang, Y L. Zhao, J. Tang, B. Zhang, X. F. Gao, H. Yuan, L. Qu, W. B. Cao, and Z. F. Chai, J. Phys. Chem. B 108, 11473 (2004).
12. J. Tang, G. M. Xing, H. Yuan, W. B. Cao, L. Jing, X. F. Gao, L. Qu, Y. Cheng, Y L. Zhao, Z. F. Chai, K. Ibrahim, and H. J. Qian, J. Phys. Chem. B 109, 8779 (2005).
13. C. y Chen, G. M. Xing, J. Wang, Y L. Zhao, B. Li, J. Tang, G. Jia, T. Wang, J. Sun, L. Xing, H. Yuan, Y. y Gao, H. Meng, Z. Chen, F. Zhao, Z. F. Chai, and X. Fang, Nano Lett. 5, 2050 (2005).
14. A. Miyamoto, H. Okimoto, H. Shinohara, and Y Shibamoto, Eur. Radiol. 16, 1050 (2006).
15. C. M. Sayes, J. D. Fortner, W. Guo, D. Lyon, A. M. Boyd, K. D. Ausman, Y J. Tao, B. Sitharaman, L. J. Wilson, J. B. Hughes, J. L. West, and V. L. Colvin, Nano Lett. 4, 1881 (2004).
16. S. A. Wickline and G. M. Lanza, J. Cell Biochem. 39, 90 (2002).
17. J. R. Heath, M. E. Phelps, and L. Hood, Mol. Imag. Biol. 5, 312 (2003).
18. Z. Y. Zhang, Y. L. Zhao, and Z. F. Chai, Chin. Sci. Bull. 54, 173 (2009).
19. R. B. Lauffer, Chem. Rev. 87, 901 (1987).
20. A. E. Merbach and E. Toth (eds.), The Chemistry of Contrast Agents in Medical Magnetic Resonance Imaging, John Wiley and Sons, Ltd. (2001), p. 45.
21. D. W. Cagle, S. J. Kennel, S. Mirzadeh, J. M. Alford, and L. J. Wilson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 5182 (1999).
22. M. Mikawa, H. Kato, M. Okumura, M. Narazaki, Y. Kanazawa, N. Miwa, and H. Shinohara, Bioconj. Chem. 12, 510 (2001).
23. H. Kato, Y. Kanazawa, M. Okumura, A. Taninaka, T. Yokawa, and H. Shinohara, J. Am. Chem. Soc. 125, 4391 (2003).
24. C. Y. Shu, L. H. Gan, C. R. Wang, X. L. Pei, and H. B. Han, Carbon 44, 496 (2006).
25. C. y Shu, E. Y. Zhang, J. F. Xiang, C. F. Zhu, C. R. Wang, X. L. Pei, and H. B. Han, J. Phys. Chem. B 110, 15597 (2006).
26. S. A. Anderson, K. K. Lee, and J. A. Frank, InVest. Radiol. 41, 332 (2006).
27. P. P. Fatouros, F. D. Corwin, Z. J. Chen, W. C. Broaddus, J. L. Tatum, B. Kettenmann, Z. Ge, H. W. Gibson, and J. L. Russ, Radiology 240, 756 (2006).
28. B. Sitharaman, L. A. Tran, Q. P. Pham, R. D. Bolskar, R. Muthupillai, S. D. Flamm, A. G. Mikos, and L. J. Wilson, Contrast Media Mol. I. 2, 139 (2007).
29. S. Laus, B. Sitharaman, E. Toth, R. D. Bolskar, L. Helm, L. J. Wilson, and A. E. Merbach, J. Phys. Chem. 111, 5633 (2007).
30. E. B. Iezzi, J. C. Duchamp, K. Harich, T. E. Glass, H. M. Lee, M. M. Olmstead, A. L. Balch, and H. C. Dorn, J. Am. Chem. Soc. 124, 524 (2002).
31. S. Stevenson, R. R. Stephen, T. M. Amos, V. R. Cadorette, J. E. Reid, and J. P. Phillips, J. Am. Chem. Soc. 127, 12776 (2005).
32. Y. Maeda, J. Miyashita, T. Hasegawa, T. Wakahara, T. Tsuchiya, T. Nakahodo, T. Akasaka, N. Mizorogi, K. Kobayashi, S. Nagase, T. Kato, N. Ban, H. Nakajima, and Y Watanabe, J. Am. Chem. Soc. 127, 12190 (2005).
33. C. M. Cardona, A. Kitaygorodskiy, and L. Echegoyen, J. Am. Chem. Soc. 127, 10448 (2005).
34. C. M. Cardona, A. Kitaygorodskiy, A. Ortiz, M. A. Herranz, and L. Echegoyen, J. Org. Chem. 70, 5092 (2005).
35. M. Yamada, T. Wakahara, T. Nakahodo, T. Tsuchiya, Y. Maeda, T. Akasaka, K. Yoza, E. Horn, N. Mizorogi, and S. Nagase, J. Am. Chem. Soc. 128, 1402 (2006).
36. T. Cai, L. Xu, M. R. Anderson, Z. Ge, T. Zuo, X. Wang, M. M. Olmstead, A. L. Balch, H. W. Gibson, and H. C. Dorn, J. Am. Chem. Soc. 128, 8581 (2006).
37. N. Chen, E. y Zhang, K. Tan, C. R. Wang, and X. Lu, Org. Lett. 9, 2011 (2007).
38. V. L. Colvin, Nat. Biotechnol. 21, 1166 (2003).
39. X. Lu, J. X. Xu, Z. J. Shi, B. y Sun, Z. N. Gu, H. D. Liu, and H. B. Han, Chem. J. Chinese U. 25, 697 (2004).
40. S. B. Brown, E. A. Brown, and I. Walker, Lancet Oncol. 5, 497 (2004).
41. J. J. Yin, F. Lao, P. Fu, W G. Warner, Y L. Zhao, P. C. Wang, Y. Qiu, B. y Sun, G. M. Xing, J. Q. Dong, X. J. Liang, and C. y Chen, Biomaterials 30, 611 (2009).
42. J. X. Wang, C. y Chen, B. Li, H. W. Yu, Y L. Zhao, J. Sun, Y. F. Li, G. M. Xing, H. Yuan, J. Tang, Z. Chen, H. Meng, Y. Gao, C. Ye, Z. Chai, C. F. Zhu, B. C. Ma, X. H. Fang, and L. J. Wan, Biochem. Pharmacol. 71, 872 (2006).
43. P. Mroz, G. P. Tegos, H. Gali, T. Wharton, T. Sarna, and M. R. Hamblin, Photodynamic therapy with fullerenes. Photochem. Photobiol. Sci. 6, 1139 (2007).
44. M. G. Alvarez, C. Prucca, M. E. Milanesio, E. N. Durantini, and V. Rivarola, Int. J. Biochem. Cell Biol. 38, 2092 (2006).
45. P. Mroz, A. Pawlak, M. Satti, H. Lee, T. Wharton, and H. Gali, Free Radic. Biol. Med. 43, 711 (2007).
46. B. Wang, W. y Feng, M. Wang, T. C. Wang, T. Q. Gu, M. T. Zhu, H. yang, J. W. Shi, F. Zhang, Y L. Zhao, Z. F. Chai, H. F. Wang, and J. Wang, J. Nanopart. Res. 10, 263 (2008).
47. A. L. Edinger and C. B. Thompson, Curr. Opin. Cell Biol. 16, 663 (2004).
48. A. Isakovic, Z. Markovic, B. Todorovic-Markovic, N. Nikolic, S. Vranjes-Djuric, and M. Mirkovic, Toxicol. Sci. 91, 173 (2006).
49. Y. W Chen, K. C. Hwang, C. C. Yen, and Y L. Lai, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 287, 21 (2004).
50. H. Hashizume, P. Baluk, S. Morikawa, J. W. McLean, G. Thurston, and S. Roberge, Am. J. Pathol. 156, 1363 (2000).
51. J. D. Former, D. y Lyon, C. M. Sayes, A. M. Boyd, J. C. Falkner, and E. M. Hotze, Environ. Sci. Technol. 39, 4307 (2005).
52. B. S. Rayner, T. T. H. Duong, S. J. Myers, and P. K. Witting, J. Neurochem. 97, 211 (2006).
53. S. S. Huang, S. K. Tsai, C. L. Chih, L. y Chiang, H. M. Hsieh, and C. M. Teng, Free Radic. Biol. Med. 30, 643 (2001).
54. M. Bisaglia, B. Natalini, R. Pellicciari, E. Straface, W. Malorni, D. Monti, C. Franceschi, and G. Schettini, J. Neurochem. 1 A, 1197 (2000).
55. Y L. Huang, C. K. Shen, T. y Luh, H. C. Yang, K. C. Hwang, and C. K. Chou, Eur. J. Biochem. 254, 38 (1998).
56. D. Monti, L. Moretti, S. Salvioli, E. Straface, W. Malorni, R. Pellicciari, G. Schettini, M. Bisaglia, C. Pincelli, C. Fumelli, M. Bonafe, and C. Franceschi, Biochem. Biophys. Res. Commun. 277, 711 (2000).
57. E. Straface, B. Natalini, D. Monti, C. Franceschi, G. Schettini, M. Bisaglia, C. Fumelli, C. Pincelli, R. Pellicciari, and W Malorni, FEBS Lett. 454, 335 (1999).
58. Z. Hu, H. P. Xing, Z. Zhu, W. Wang, and W. C. Guan, Chin. Chem. Lett. 18, 145 (2007).
59. W. Droge, Physiol. Rev. 82, 47 (2002).
60. G. Gloire, S. Legrand-Poels, and J. Piette, Biochem. Pharmacol. 72, 1493 (2006).
61. Y. Liu, F. Jiao, Y. Qiu, W. Li, F. Lao, G. Q. Zhou, Y. L. Zhao, B. y Sun, G. M. Xing, J. Q. Dong, Z. F Chai, and C. y Chen, Biomaterials 30, 3934 (2009).
62. Z. Markovic and V. Trajkovic, Biomaterials 29, 1 (2008).
63. V. Goossens, K. de Vos, D. Vercammen, M. Steemans, K. Vancompernolle, W. Fiers, P. Vandenabeele, and J. Grooten, BioFactors 10, 145 (1999).
64. M. T. Zhu, W. y Feng, Y. Wang, B. Wang, M. Wang, H. yang, Y L. Zhao, and Z. F. Chai, Toxicol. Sci. 107, 342 (2009).
65. L. Harhaji, A. Isakovic, L. Vucicevic, K. Janjetovic, M. Misirkic, Z. Markovic, B. Todorovic-Markovic, N. Nikolic, S. Vranjes-Djuric, Z. Nikolic, and V. Trajkovic, Pharmacol. Res. 25, 1365 (2008).
66. C. C. Wei, Y H. Hsu, H. H. Li, Y C. Wang, M. y Hsieh, W. y Chen, C. H. Hsing, and M. S. Chang, J. Biomed. Sci. 13, 601 (2006).
67. S. Q. Zhu, E. Oberdorster, and M. L. Haasch, Mar. Environ. Res. 62, S5 (2006).
68. G. Jia, H. F. Wang, L. Yan, X. Wang, R. J. Pei, T. Yan, Y L. Zhao, and X. B. Guo, Environ. Sci. and Technol. 39, 1378 (2005).
69. E. Oberdorster, Environ. Health Perspect. 112, 1058 (2004).
70. B. Wang, W. y Feng, T. C. Wang, G. Jia, J. W. Shi, F. Zhang, Y L. Zhao, and Z. F. Chai, Toxicol. Lett. 161, 115 (2006).
71. H. Meng, Z. Chen, G. M. Xing, H. Yuan, C. y Cheng, F. Zhao, C. C. Zhang, and Y L. Zhao, Toxicol. Lett. 175, 102 (2007).
72. W. Li, F. Zhao, C. y Chen, and Y L. Zhao, Prog. Chem. 21, 430 (2009).
73. B. Han and M. N. Karim, Scanning 30, 213 (2008).
74. D. Y. Lyon, K. Adams, J. C. Falkner, and P. J. Alvarez, Environ. Sci. Technol. 40, 4360 (2006).
75. J. A. Brant, J. Labille, J. Y. Bottero, and M. R. Wiesner, Langmuir 22, 3878 (2006).
76. W. Li, C. Y. Chen, C. Ye, T. T. Wei, Y. L. Zhao, F. Lao, Z. Chen, H. Meng, Y X. Gao, H. Yuan, G. M. Xing, F. Zhao, Z. F. Chai, X. J. Zhang, F. Y. Yang, D. Han, X. H. Tang, and Y G. Zhang, Nanotechnology 19, 145102 (2008).
77. S. Deguchi, T. Yamazaki, S. Mukai, R. Usami, and K. Horikoshi, Chem. Res. Toxicol. 20, 854 (2007).
78. Z. Chen, H. Meng, G. M. Xing, C. Y. Chen, and Y L. Zhao, Int. J. Nanotechnol. 4, 179 (2007).
79. X. J. Liang, C. y Chen, Y L. Zhao, L. Jia, and P. C. Wang, Curr. Drug. Metab. 9, 697 (2008).
80. C. Ye, C. y Chen, Z. Chen, H. Meng, L. Xing, H. Yuan, G. M. Xing, F. Zhao, Y L. Zhao, Z. F. Chai, Y X. Jiang, X. H. Fang, D. Han, L. Chen, C. Wang, and T. T. Wei, Chin. Sci. Bull. 51, 1 (2006).
81. J. J. Yin, F. Lao, J. Meng, P. P. Fu, Y L. Zhao, G. M. Xing, X. Gao, B. Sun, X. Li, P. C. Wang, C. Chen, and X. J. Liang, Mol. Pharmacol. 74, 1132 (2008).