Toxicity of ZnO nanoparticles to macrophages due to cell uptake and intracellular release of zinc ions

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 14, Issue 8, 2014, Pages 5688-5696

  Wang, Bing ^a   Zhang, Yuying ^a   Mao, Zhengwei ^a   Yu, Dahai ^a   Gao, Changyou ^a  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Cell uptake; Ion release; Macrophage; Toxicity; Zinc oxide nanoparticles

Indexed keywords

CELL CULTURE; CELL DEATH; CELL MEMBRANES; CYTOTOXICITY; INDUSTRIAL RESEARCH; MACROPHAGES; METAL NANOPARTICLES; MITOCHONDRIA; TOXICITY; ZINC;

CELL UPTAKE; INTRA-CELLULAR DISSOLUTIONS; ION RELEASE; LACTATE DEHYDROGENASE ACTIVITIES; MITOCHONDRIAL MEMBRANE POTENTIAL; NEGATIVE SURFACE CHARGES; PHYSIOLOGICAL CONDITION; ZINC OXIDE NANOPARTICLES;

ZINC OXIDE;

METAL NANOPARTICLE; ZINC OXIDE;

ANIMAL; CELL LINE; DRUG EFFECTS; MACROPHAGE; METABOLISM; MITOCHONDRIAL MEMBRANE POTENTIAL; MOUSE; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

ANIMALS; CELL LINE; MACROPHAGES; MEMBRANE POTENTIAL, MITOCHONDRIAL; METAL NANOPARTICLES; MICE; MICROSCOPY, ELECTRON, TRANSMISSION; ZINC OXIDE;

EID: 84906533586     PISSN: 15334880     EISSN: 15334899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2014.8876     Document Type: Article

References (46)

1. Y. L. Zhao and H. S. Nalwa, Nanotoxicology: Interactions of Nanomaterials with Biological Systems, American Scientific Publishers Los Angeles (2007).
2. A. B. Djurišic and Y. H. Leung, Small 2, 944 (2006).
3. M. A. Garcia, J. M. Merino, E. F. Pinel, A. Quesada, J. D. L. Venta, M. L. R. Gonzalez, G. R. Castro, P. Crespo, J. Llopis, J. M. Gonzalez-Calbet, and A. Hernando, Nano Lett. 7, 1489 (2007).
4. S. Ji and C. Ye, J. Mater. Sci. Technol. 24, 457 (2008).
5. S. Singh and H. S. Nalwa, J. Nanosci. Nanotech. 7, 3048 (2007).
6. V. Sharma, D. Anderson, and A. Dhawan, J. Biomed. Nanotech. 7, 98 (2011).
7. X. Y. Zhou, B. Wang, Y. Q. Chen, Z. W. Mao, and C. Y. Gao, J. Nanosci. Nanotech. 13, 204 (2013).
8. V. Sharma, S. K. Singh, D. Anderson, D. J. Tobin, and A. Dhawan, J. Nanosci. Nanotech. 11, 3782 (2011).
9. S. Hackenberg, A. Scherzed, A. Technau, M. Kessler, K. Froelich, C. Ginzkey, C. Koehler, M. Burghartz, R. Hagen, and N. Kleinsasser, Toxicol. In Vitro 25, 657 (2011).
10. B. Wang, W. Feng, M. Wang, T. Wang, Y. Gu, M. Zhu, H. Ouyang, J. Shi, F. Zhang, Y. Zhao, Z. Chai, H. Wang, and J. Wang, J. Nanopart. Res. 10, 263 (2008).
11. C. M. Sayes, K. L. Reed, S. Subramoney, L. Abrams, and D. B. Warheit, J. Nanopart. Res. 11, 421 (2009).
12. Y. H. Kim, F. Fazlollahi, I. M. Kennedy, N. R. Yacobi, S. F. Hamm-Alvarez, Z. Borok, K.-J. Kim, and E. D. Crandall, Am. J. Resp. Crit. Care 182, 1398 (2010).
13. T. Xia, M. Kovochich, M. Liong, L. Madler, B. Gilbert, H. Shi, J. I. Yeh, J. I. Zink, and A. E. Nel, ACS Nano 2, 2121 (2008).
14. V. Sharma, D. Anderson, and A. Dhawan, J. Biomed. Nanotechnol. 7, 98 (2011).
15. V. Sharma, R. K. Shukla, N. Saxena, D. Parmar, M. Das, and A. Dhawan, Toxicol. Lett. 185, 211 (2009).
16. G. Colon, B. C. Ward, and T. J. Webster, J. Biomed. Mater. Res. A 78 A, 595 (2006).
17. D. Guo, C. Wu, H. Jiang, Q. Li, X. Wang, and B. Chen, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 93, 119 (2008).
18. S. Nair, A. Sasidharan, V. V. D. Rani, D. Menon, S. Nair, K. Manzoor, and S. Raina, J. Mater. Sci. Mater. Med. 20, 235 (2009).
19. H. C. Bae, H. J. Ryu, S. H. Jeong, E. Y. Lee, Y.-H. Park, K. G. Lee, B. H. Choi, E. H. Maeng, M.-K. Kim, and S. W. Son, Mol. Cell. Toxicol. 7, 333 (2011).
20. W. Song, J. Zhang, J. Guo, J. Zhang, F. Ding, L. Li, and Z. Sun, Toxicol. Lett. 199, 389 (2010).
21. P. J. Moos, K. Chung, D. Woessner, M. Honeggar, N. S. Cutler, and J. M. Veranth, Chem. Res. Toxicol. 23, 733 (2010).
22. B. M. Acton, A. Jurisicova, I. Jurisica, and R. F. Casper, Mol. Hum. Reprod. 10, 23 (2004).
23. V. Frazzini, E. Rockabrand, E. Mocchegiani, and S. L. Sensi, Biogerontology 7, 307 (2006).
24. A. M. Brown, B. S. Kristal, M. S. Effron, A. I. Shestopalov, P. A. Ullucci, K.-F. R. Sheu, J. P. Blass, and A. J. L. Cooper, J. Biol. Chem. 275, 13441 (2000).
25. S. L. Sensi, H. Z. Yin, S. G. Carriedo, S. S. Rao, and A. J. H. Weiss, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 2424 (1999).
26. J. Wudarczyk, G. Dȩbska, and E. Lenartowicz, Arch. Biochem. Biophys. 363, 1 (1999).
27. D. Jiang, P. G. Sullivan, S. L. Sensi, O. Steward, and J. H. Weiss, J. Biol. Chem. 276, 47524 (2001).
28. A. Nel, T. Xia, L. Mädler, and N. Li, Science 311, 622 (2006).
29. K. E. Dineley, T. V. Votyakova, and I. J. Reynolds, J. Neurochem. 85, 563 (2003).
30. I. G. Gazaryan, I. P. Krasinskaya, B. S. Kristal, and A. M. Brown, J. Biol. Chem. 282, 24373 (2007).
31. M. D. Chavanpatil, A. Khdair, and J. Panyam, J. Nanosci. Nanotechno. 6, 2651 (2006).
32. S. D. Conner and S. L. Schmid, Nature 422, 37 (2003).
33. G. Sahay, D. Y. Alakhova, and A. V. Kabanov, J. Control. Release 145, 182 (2010).
34. J. Mercer and A. Helenius, Nat. Cell. Biol. 11, 510 (2009).
35. H. Y. Nam, S. M. Kwon, H. Chung, S. Y. Lee, S. H. Kwon, H. Jeon, Y. Kim, J. H. Park, J. Kim, S. Her, Y. K. Oh, I. C. Kwon, K. Kim, and S. Y. Jeong, J. Control. Release 135, 259 (2009).
36. L. J. Hewlett, A. R. Prescott, and C. Watts, J. Cell. Biol. 124, 689 (1994).
37. D. G. Perry, G. L. Daugherty, and W. J. Martin, J. Immunol. 162, 380 (1999).
38. R. G. Parton, B. Joggerst, and K. Simons, J. Cell. Biol. 127, 1199 (1994).
39. Y. W. Huang, C. H. Wu, and R. S. Aronstam, Materials 3, 4842 (2010).
40. A. E. Nel, L. Mädler, D. Velegol, T. Xia, E. M. V. Hoek, P. Somasundaran, F. Klaessig, V. Castranova, and M. Thompson, Nat. Mater. 8, 543 (2009).
41. M. Horie, K. Nishio, K. Fujita, S. Endoh, A. Miyauchi, Y. Saito, H. Iwahashi, K. Yamamoto, H. Murayama, H. Nakano, N. Nanashima, E. Niki, and Y. Yoshida, Chem. Res. Toxicol. 22, 543 (2009).
42. H. Meng, T. Xia, S. George, and A. E. Nel, ACS Nano 3, 1620 (2009).
43. T. X. Li and Y. Li, Biomed. Environ. Sci. 20, 131 (2007).
44. S. George, S. Pokhrel, T. Xia, B. Gilbert, Z. Ji, M. Schowalter, A. Rosenauer, R. Damoiseaux, K. A. Bradley, L. Madler, and A. E. Nel, ACS Nano 4, 15 (2010).
45. T. Xia, Y. Zhao, T. Sager, S. George, S. Pokhrel, N. Li, D. Schoenfeld, H. Meng, S. Lin, X. Wang, M. Wang, Z. Ji, J. I. Zink, L. Mädler, V. Castranova, S. Lin, and A. E. Nel, ACS Nano 5, 1223 (2011).
46. K. H. Müller, J. Kulkarni, M. Motskin, A. Goode, P. Winship, J. N. Skepper, M. P. Ryan, and A. E. Porter, ACS Nano 4, 6767 (2010).