A dendrimer-based platform for simultaneous dual fluorescence imaging of hydrogen peroxide and pH gradients produced in living cells

Chemical Science

Volumn 2, Issue 6, 2011, Pages 1156-1165

  Srikun, Duangkhae ^a   Albersa, Aaron E ^a   Chang, Christopher J ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMOSENSOR; DUAL FLUORESCENCE; FUNCTIONALIZED; IMAGING EXPERIMENTS; IMMUNE RESPONSE; LIVING CELL; LIVING SYSTEMS; MACROPHAGE CELLS; MOLECULAR PLATFORM; MULTICOLOR FLUORESCENCE; MULTIPLE ANALYTES; MULTIPLE COMPONENTS; NADPH OXIDASE; OXIDATIVE BURSTS; PAMAM DENDRIMER; PH CHANGE; PH GRADIENTS; PH REGULATION; PH SENSING; PHARMACOLOGICAL INHIBITION; REALTIME IMAGING; SINGLE PROBE; SPECTROSCOPIC MEASUREMENTS;

DENDRIMERS; FLUORESCENCE; FLUOROPHORES; HYDROGEN; HYDROGEN PEROXIDE; OXIDATION; REAL TIME SYSTEMS;

FUNCTIONAL POLYMERS;

EID: 79957833451     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1sc00064k     Document Type: Article

References (90)

1. D. Harman, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1981, 78, 7124-7128.
2. R. A. Floyd, Science, 1991, 254, 1597-1597.
3. T. Finkel and N. J. Holbrook, Nature, 2000, 408, 239-247.
4. E. R. Stadtman, Free Radical Res., 2006, 40, 1250-1258.
5. T. Finkel, M. Serrano and M. A. Blasco, Nature, 2007, 448, 767-774.
6. R. A. Floyd and K. Hensley, Neurobiol. Aging, 2002, 23, 795-807.
7. J. K. Andersen, Nat. Rev. Neurosci., 2004, 10, S18-S25.
8. K. J. Barnham, C. L. Masters and A. I. Bush, Nat. Rev. Drug Discovery, 2004, 3, 205-214.
9. K. Bedard and K. H. Krause, Physiol. Rev., 2007, 87, 245-313.
10. J. M. May and C. D. Haen, J. Biol. Chem., 1979, 254, 2214-2220.
11. D. B. Muchmore, S. A. Little and C. Dehaen, Biochemistry, 1982, 21, 3886-3892.
12. S. P. Mukherjee, R. H. Lane and W. S. Lynn, Biochem. Pharmacol., 1978, 27, 2589-2594.
13. B. J. Goldstein, M. Kalyankar and X. D. Wu, Diabetes, 2004, 54, 311-321.
14. Y. Song, N. Driessens, M. Costa, X. De Deken, V. Detours, B. Corvilain, C. Maenhaut, F. Miot, J. Van Sande, M. C. Many and J. E. Dumont, J. Clin. Endocrinol. Metab., 2007, 92, 3764-3773.
15. M. Sundaresan, Z. X. Yu, V. J. Ferrans, K. Irani and T. Finkel, Science, 1995, 270, 296-299.
16. Y. A. Suh, R. S. Arnold, B. Lassegue, J. Shi, X. X. Xu, D. Sorescu, A. B. Chung, K. K. Griendling and J. D. Lambeth, Nature, 1999, 401, 79-82.
17. M. Geiszt, J. B. Kopp, P. Varnai and T. L. Leto, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2000, 97, 8010-8014.
18. J. D. Lambeth, Nat. Rev. Immunol., 2004, 4, 181-189.
19. S. G. Rhee, Science, 2006, 312, 1882-1883.
20. J. R. Stone and S. Yang, Antioxid. Redox Signaling, 2006, 8, 243-270.
21. B. D'AutrEaux and M. B. Toledano, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2007, 8, 813-824.
22. M. Valko, D. Leibfritz, J. Moncol, M. T. D. Cronin, M. Mazur and J. Telser, Int. J. Biochem. Cell Biol., 2007, 39, 44-84.
23. E. A. Veal, A. M. Day and B. A. Morgan, Mol. Cell, 2007, 26, 1-14.
24. L. B. Poole and K. J. Nelson, Curr. Opin. Chem. Biol., 2008, 12, 18-24.
25. P. Niethammer, C. Grabher, A. T. Look and T. J. Mitchison, Nature, 2009, 459, 996-U123.
26. C. E. Paulsen and K. S. Carroll, ACS Chem. Biol., 2010, 5, 47-62.
27. E. W. Miller, B. C. Dickinson and C. J. Chang, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2010, 107, 15681-15686.
28. H. A. Woo, S. H. Yim, D. H. Shin, D. Kang, D. Y. Yu and S. G. Rhee, Cell, 2010, 140, 517-528.
29. B. C. Dickinson, J. Peltier, D. Stone, D. V. Schaffer and C. J. Chang, Nat. Chem. Biol., 2010, 7, 106-112.
30. M. Djaldetti, H. Salman, M. Bergman, R. Djaldetti and H. Bessler, Microsc. Res. Tech., 2002, 57, 421-431.
31. A. W. Segal, Annu. Rev. Immunol., 2005, 23, 197-223.
32. M. Geiszt, A. Kapus and E. Ligeti, J. Leukoc. Biol., 2001, 69, 191-196.
33. P. G. Heyworth, A. R. Cross and J. T. Curnutte, Curr. Opin. Immunol., 2003, 15, 578-584.
34. S. M. Holland, Clin. Rev. Allergy Immunol., 2009, 38, 3-10.
35. Forman and M. Torres, Am. J. Respir. Crit. Care Med., 2002, 166, 4S-S8.
36. M. T. Quinn and K. A. Gauss, J. Leukocyte Biol., 2004, 76, 760-781.
37. W. M. Nauseef, J. Biol. Chem., 2008, 283, 16961-16965.
38. D. I. Brown and K. K. Griendling, Free Radical Biol. Med., 2009, 47, 1239-1253.
39. A. Savina and S. Amigorena, Immunol. Rev., 2007, 219, 143-156.
40. R. D. Michalek, K. J. Nelson, B. C. Holbrook, J. S. Yi, D. Stridiron, L. W. Daniel, J. S. Fetrow, S. B. King, L. B. Poole and J. M. Grayson, J. Immunol., 2007, 179, 6456-6467.
41. Z. H. Yan, S. K. Garg, J. Kipnis and R. Banerjee, Nat. Chem. Biol., 2009, 5, 721-723.
42. M. Yan, R. F. Collins, S. Grinstein and W. S. Trimble, Mol. Biol. Cell, 2005, 16, 3077-3087.
43. W. Tian, X. J. Li, N. D. Stull, W. Ming, C. I. Suh, S. A. Bissonnette, M. B. Yaffe, S. Grinstein, S. J. Atkinson and M. C. Dinauer, Blood, 2008, 112, 3867-3877.
44. K. K. Huynh and S. Grinstein, Curr. Biol., 2008, 18, R563-R565.
45. T. Yeung and S. Grinstein, Immunol. Rev., 2007, 219, 17-36.
46. G. D. Fairn, K. Ogata, R. J. Botelho, P. D. Stahl, R. A. Anderson, P. De Camilli, T. Meyer, S. Wodak and S. Grinstein, J. Cell Biol., 2009, 187, 701-714.
47. J. Han and K. Burgess, Chem. Rev., 2009, 110, 2709-2728.
48. K. Setsukinai, Y. Urano, K. Kakinuma, H. J. Majima and T. Nagano, J. Biol. Chem., 2003, 278, 3170-3175.
49. B. C. Dickinson, C. Huynh and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 5906-5915.
50. J. F. KukowskaLatallo, A. U. Bielinska, J. Johnson, R. Spindler, D. A. Tomalia and J. R. Baker, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 1996, 93, 4897-4902.
51. Hecht and J. M. J. Frechet, Angew. Chem., Int. Ed., 2001, 40, 74-91.
52. R. Esfand and D. A. Tomalia, Drug Discovery Today, 2001, 6, 427-436.
53. C. C. Lee, J. A. MacKay, J. M. J. Frechet and F. C. Szoka, Nat. Biotechnol., 2005, 23, 1517-1526.
54. C. Dufès, I. F. Uchegbu and A. G. Schätzlein, Adv. Drug Delivery Rev., 2005, 57, 2177-2202.
55. S. Svenson and D. A. Tomalia, Adv. Drug Delivery Rev., 2005, 57, 2106-2129.
56. M. A. Mintzer and E. E. Simanek, Chem. Rev., 2009, 109, 259-302.
57. R. K. Tekade, P. V. Kumar and N. K. Jain, Chem. Rev., 2009, 109, 49-87.
58. D. Astruc, E. Boisselier and C. Ornelas, Chem. Rev., 2010, 110, 1857-1959.
59. I. J. Majoros, B. Keszler, S. Woehler, T. Bull and J. R. Baker, Macromolecules, 2003, 36, 5526-5529.
60. R. B. Kolhatkar, K. M. Kitchens, P. W. Swaan and H. Ghandehari, Bioconjugate Chem., 2007, 18, 2054-2060.
61. M. Labieniec and C. Watala, Cent. Eur. J. Biol., 2009, 4, 434-451.
62. L. Albertazzi, B. Storti, L. Marchetti and F. Beltram, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 18158-18167.
63. I. J. Majoros, C. R. Williams, A. Becker and J. R. Baker, Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol., 2009, 1, 502-510.
64. S. K. Choi, T. Thomas, M. H. Li, A. Kotlyar, A. Desai and J. R. Baker, Chem. Commun., 2010, 46, 2632-2634.
65. M. C. Y. Chang, A. Pralle, E. Y. Isacoff and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 15392-15393.
66. E. W. Miller, A. E. Albers, A. Pralle, E. Y. Isacoff and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 16652-16659.
67. A. E. Albers, V. S. Okreglak and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 9640-9641.
68. A. E. Albers, B. C. Dickinson, E. W. Miller and C. J. Chang, Bioorg. Med. Chem. Lett., 2008, 18, 5948-5950.
69. E. W. Miller, O. Tulyanthan, E. Y. Isacoff and C. J. Chang, Nat. Chem. Biol., 2007, 3, 263-267.
70. B. C. Dickinson and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 11561-11562.
71. D. Srikun, E. W. Miller, D. W. Domaille and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 4596-4597.
72. J. E. Whitaker, R. P. Haugland and F. G. Prendergast, Anal. Biochem., 1991, 194, 330-344.
73. R. Sjoback, J. Nygren and M. Kubista, Spectrochim. Acta, Part A, 1995, 51, L7-L21.
74. Y. L. Wang and M. B. Goren, J. Cell Biol., 1987, 104, 1749-1754.
75. M. Desjardins, Trends Cell Biol., 1995, 5, 183-186.
76. O. V. Vieira, R. J. Botelho and S. Grinstein, Biochem. J., 2002, 366, 689-704.
77. A. W. Segal and A. Abo, Trends Biochem. Sci., 1993, 18, 43-47.
78. B. K. Rada, M. Geiszt, K. Kaldi, C. Timar and E. Ligeti, Blood, 2004, 104, 2947-2953.
79. N. Demaurex and G. L. Petheo, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B, 2005, 360, 2315-2325.
80. P. Cech and R. I. Lehrer, Blood, 1984, 63, 88-95.
81. D. Morgan, M. Capasso, B. Musset, V. V. Cherny, E. Rios, M. J. S. Dyer and T. E. DeCoursey, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2009, 106, 18022-18027.
82. A. Jankowski, C. C. Scott and S. Grinstein, J. Biol. Chem., 2001, 277, 6059-6066.
83. A. van der Goes, W. Boorsma, K. Hoekstra, L. Montagne, C. J. A. de Groot and C. D. Dijkstra, J. Neuroimmunol., 2005, 161, 12-20.
84. D. Sanmun, E. Witasp, S. Jitkaew, Y. Y. Tyurina, V. E. Kagan, A. Ahlin, J. Palmblad and B. Fadeel, Am. J. Physiol.: Cell Physiol., 2009, 297, C621-C631.
85. L. Stephens, C. Ellson and P. Hawkins, Curr. Opin. Cell Biol., 2002, 14, 203-213.
86. D. Cox, J. S. Berg, M. Cammer, J. O. Chinegwundoh, B. M. Dale, R. E. Cheney and S. Greenberg, Nat. Cell Biol., 2002, 4, 469-477.
87. J. A. Deane and D. A. Fruman, Annu. Rev. Immunol., 2004, 22, 563-598.
88. S. R. Lee, K. S. Yang, J. Kwon, C. Lee, W. Jeong and S. G. Rhee, J. Biol. Chem., 2002, 277, 20336-20342.
89. J. Kwon, S. R. Lee, K. S. Yang, Y. Ahn, Y. J. Kim, E. R. Stadtman and S. G. Rhee, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2004, 101, 16419-16424.
90. M. Huss and H. Wieczorek, J. Exp. Biol., 2009, 212, 341-346.