Spatiotemporal monitoring endocytic and cytosolic pH gradients with endosomal escaping pH-responsive micellar nanocarriers

Biomacromolecules

Volumn 15, Issue 11, 2014, Pages 4293-4301

  Hu, Jinming ^a   Liu, Guhuan ^a   Wang, Cheng ^a   Liu, Tao ^a   Zhang, Guoying ^a   Liu, Shiyong ^a  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BLOCK COPOLYMERS; FLUORESCENCE; GENE THERAPY; GENE TRANSFER; MOLECULAR BIOLOGY; NANOPARTICLES;

ACIDIC ORGANELLE; ENDOSOMAL ESCAPES; FLUORESCENT IMAGING; INTRACELLULAR PH; MICELLAR NANOPARTICLES; POLYMERIC NANOCARRIERS; THERAPEUTIC EFFICACY; TRANSPORT PATHWAYS;

MICELLES;

CHLOROQUINE; COPOLYMER; COUMARIN; ENZYME; FLUORESCENT DYE; METAL ION; NANOCARRIER; DRUG CARRIER; MICELLE; NANOPARTICLE;

ARTICLE; CELL MEMBRANE PERMEABILITY; CELL PH; CELL VIABILITY; CHEMICAL STRUCTURE; CYTOSOL; ENDOCYTOSIS; ENDOSOME; ENERGY TRANSFER; HEPG2 CELL LINE; INCUBATION TIME; INTRACELLULAR TRANSPORT; LIGHT SCATTERING; MOLECULE; MONITORING; POTENTIOMETRIC TITRATION; SENSOR; SYNTHESIS; DRUG EFFECTS; HELA CELL LINE; HUMAN; METABOLISM; MICELLE; PH; PHYSIOLOGY; TIME;

CYTOSOL; DRUG CARRIERS; ENDOCYTOSIS; ENDOSOMES; HELA CELLS; HEP G2 CELLS; HUMANS; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; MICELLES; NANOPARTICLES; TIME FACTORS;

EID: 84910068532     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bm501296d     Document Type: Article

References (78)

1. Peer, D.; Karp, J. M.; Hong, S.; FarokHzad, O. C.; Margalit, R.; Langer, R. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 751-760
2. Ge, Z. S.; Liu, S. Y. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 7289-7325
3. Cheng, W.; Yang, C.; Hedrick, J. L.; Williams, D. F.; Yang, Y. Y.; Ashton-Rickardt, P. G. Biomaterials 2013, 34, 3697-3705
4. Aliabadi, H. M.; Landry, B.; Sun, C.; Tang, T.; Uludag, H. Biomaterials 2012, 33, 2546-2569
5. Cheng, R.; Meng, F. H.; Deng, C.; Klok, H. A.; Zhong, Z. Y. Biomaterials 2013, 34, 3647-3657
6. Liu, J. Q.; Liu, H. Y.; Boyer, C.; Bulmus, V.; Davis, T. P. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2009, 47, 899-912
7. Huang, S. L. Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 1167-1176
8. Torchilin, V. P. Nat. Rev. Drug Discovery 2005, 4, 145-160
9. Kwon, G. S.; Okano, T. Adv. Drug Delivery Rev. 1996, 21, 107-116
10. Venkataraman, S.; Hedrick, J. L.; Ong, Z. Y.; Yang, C.; Ee, P. L. R.; Hammond, P. T.; Yang, Y. Y. Adv. Drug Delivery Rev. 2011, 63, 1228-1246
11. Duong, H. T. T.; Marquis, C. P.; Whittaker, M.; Davis, T. P.; Boyer, C. Macromolecules 2011, 44, 8008-8019
12. Huang, H. C.; Barua, S.; Sharma, G.; Dey, S. K.; Rege, K. J. Controlled Release 2011, 155, 344-357
13. Barreto, J. A.; O'Malley, W.; Kubeil, M.; Graham, B.; Stephan, H.; Spiccia, L. Adv. Mater. 2011, 23, H18-H40
14. Xie, J.; Lee, S.; Chen, X. Y. Adv. Drug Delivery Rev. 2010, 62, 1064-1079
15. Boyer, C.; Whittaker, M. R.; Bulmus, V.; Liu, J. Q.; Davis, T. P. NPG Asia Mater. 2010, 2, 23-30
16. Soppimath, K. S.; Aminabhavi, T. M.; Kulkarni, A. R.; Rudzinski, W. E. J. Controlled Release 2001, 70, 1-20
17. Owens, D. E.; Peppas, N. A. Int. J. Pharm. 2006, 307, 93-102
18. Wang, D.; Yin, J.; Zhu, Z. Y.; Ge, Z. S.; Liu, H. W.; Armes, S. P.; Liu, S. Y. Macromolecules 2006, 39, 7378-7385
19. Jiang, X. Z.; Zhang, G. Y.; Narain, R.; Liu, S. Y. Langmuir 2009, 25, 2046-2054
20. Xu, J.; Liu, S. Y. Soft Matter 2008, 4, 1745-1749
21. Hu, J. M.; Liu, S. Y. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2084-2095
22. Wang, Y. H.; Huang, L. Nat. Biotechnol. 2013, 31, 610-611
23. Wagner, E. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1005-1013
24. Akinc, A.; Thomas, M.; Klibanov, A. M.; Langer, R. J. Gene Med. 2005, 7, 657-663
25. von Gersdorff, K.; Sanders, N. N.; Vandenbroucke, R.; De Smedt, S. C.; Wagner, E.; Ogris, M. Mol. Ther. 2006, 14, 745-753
26. Miyata, K.; Oba, M.; Nakanishi, M.; Fukushima, S.; Yamasaki, Y.; Koyama, H.; Nishiyama, N.; Kataoka, K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16287-16294
27. Merdan, T.; Kunath, K.; Fischer, D.; Kopecek, J.; Kissel, T. Pharm. Res. 2002, 19, 140-146
28. Benjaminsen, R. V.; Mattebjerg, M. A.; Henriksen, J. R.; Moghimi, S. M.; Andresen, T. L. Mol. Ther. 2013, 21, 149-157
29. Urano, Y.; Asanuma, D.; Hama, Y.; Koyama, Y.; Barrett, T.; Kamiya, M.; Nagano, T.; Watanabe, T.; Hasegawa, A.; Choyke, P. L.; Kobayashi, H. Nat. Med. 2009, 15, 104-109
30. Lee, M. H.; Han, J. H.; Lee, J. H.; Park, N.; Kumar, R.; Kang, C.; Kim, J. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 6206-6209
31. Schreml, S.; Meier, R. J.; Wolfbeis, O. S.; Landthaler, M.; Szeimies, R. M.; Babilas, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 2432-2437
32. Han, J. Y.; Burgess, K. Chem. Rev. 2010, 110, 2709-2728
33. Hu, J. M.; Liu, T.; Zhang, G. Y.; Jin, F.; Liu, S. Y. Macromol. Rapid Commun. 2013, 34, 749-758
34. Uchiyama, S.; Makino, Y. Chem. Commun. 2009, 2646-2648
35. Albertazzi, L.; Storti, B.; Marchetti, L.; Beltram, F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18158-18167
36. Sun, G. R.; Cui, H. G.; Lin, L. Y.; Lee, N. S.; Yang, C.; Neumann, W. L.; Freskos, J. N.; Shieh, J. J.; Dorshow, R. B.; Wooley, K. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8534-8543
37. Liu, T.; Hu, J. M.; Jin, Z. Y.; Jin, F.; Liu, S. Y. Adv. Healthcare Mater. 2013, 2, 1576-1581
38. Lee, Y. J.; Kang, H. C.; Hu, J.; Nichols, J. W.; Jeon, Y. S.; Bae, Y. H. Biomacromolecules 2012, 13, 2945-2951
39. Hu, J. M.; Zhang, X. Z.; Wang, D.; Hu, X. L.; Liu, T.; Zhang, G. Y.; Liu, S. Y. J. Mater. Chem. 2011, 21, 19030-19038
40. Li, C. H.; Zhang, Y. X.; Hu, J. M.; Cheng, J. J.; Liu, S. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5120-5124
41. Berguig, G. Y.; Convertine, A. J.; Shi, J.; Palanca-Wessels, M. C.; Duvall, C. L.; Pun, S. H.; Press, O. W.; Stayton, P. S. Mol. Pharmaceutics 2012, 9, 3506-3514
42. Ma, X. P.; Wang, Y. G.; Zhao, T.; Li, Y.; Sun, L. C.; Wang, Z. H.; Huang, G.; Sumer, B. D.; Gao, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11085-11092
43. Modi, S.; Swetha, M. G.; Goswami, D.; Gupta, G. D.; Mayor, S.; Krishnan, Y. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 325-330
44. Llopis, J.; McCaffery, J. M.; Miyawaki, A.; Farquhar, M. G.; Tsien, R. Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998, 95, 6803-6808
45. Marin, M. J.; Galindo, F.; Thomas, P.; Russell, D. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9657-9661
46. Lee, C. H.; Cheng, S. H.; Huang, I. P.; Souris, J. S.; Yang, C. S.; Mou, C. Y.; Lo, L. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8214-8219
47. Doussineau, T.; Smaihi, M.; Mohr, G. J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 117-122
48. Benjaminsen, R. V.; Sun, H. H.; Henriksen, J. R.; Christensen, N. M.; Almdal, K.; Andresen, T. L. ACS Nano 2011, 5, 5864-5873
49. Guo, J. H.; Xiong, S. J.; Wu, X. L.; Shen, J. C.; Chu, P. K. Biomaterials 2013, 34, 9183-9189
50. Varkouhi, A. K.; Scholte, M.; Storm, G.; Haisma, H. J. J. Controlled Release 2011, 151, 220-228
51. Murthy, N.; Campbell, J.; Fausto, N.; Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. J. Controlled Release 2003, 89, 365-374
52. Convertine, A. J.; Benoit, D. S. W.; Duvall, C. L.; Hoffman, A. S.; Stayton, P. S. J. Controlled Release 2009, 133, 221-229
53. Manganiello, M. J.; Cheng, C.; Convertine, A. J.; Bryers, J. D.; Stayton, P. S. Biomaterials 2012, 33, 2301-2309
54. Nelson, C. E.; Kintzing, J. R.; Hanna, A.; Shannon, J. M.; Gupta, M. K.; Duvall, C. L. ACS Nano 2013, 7, 8870-8880
55. Funhoff, A. M.; van Nostrum, C. F.; Koning, G. A.; Schuurmans-Nieuwenbroek, N. M. E.; Crommelin, D. J. A.; Hennink, W. E. Biomacromolecules 2004, 5, 32-39
56. Convertine, A. J.; Diab, C.; Prieve, M.; Paschal, A.; Hoffman, A. S.; Johnson, P. H.; Stayton, P. S. Biomacromolecules 2010, 11, 2904-2911
57. An, Z. S.; Tang, W.; Wu, M. H.; Jiao, Z.; Stucky, G. D. Chem. Commun. 2008, 6501-6503
58. Liu, T.; Liu, S. Y. Anal. Chem. 2011, 83, 2775-2785
59. Reschel, T.; Konak, C.; Oupicky, D.; Seymour, L. W.; Ulbrich, K. J. Controlled Release 2002, 81, 201-217
60. Palermo, E. F.; Kuroda, K. Biomacromolecules 2009, 10, 1416-1428
61. Li, Y. M.; Hu, X. L.; Tian, S. D.; Li, Y.; Zhang, G. Y.; Liu, S. Y. Biomaterials 2014, 35, 1618-1626
62. Nakata, E.; Yukimachi, Y.; Nazumi, Y.; Uto, Y.; Maezawa, H.; Hashimoto, T.; Okamoto, Y.; Hori, H. Chem. Commun. 2010, 46, 3526-3528
63. Thomas, J. A.; Buchsbaum, R. N.; Zimniak, A.; Racker, E. Biochemistry 1979, 18, 2210-2218
64. Lee, M.; Gubernator, N. G.; Sulzer, D.; Sames, D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8828-8830
65. Fink, D. W.; Koehler, W. R. Anal. Chem. 1970, 42, 990-993
66. Hu, J. M.; Zhang, G. Y.; Ge, Z. S.; Liu, S. Y. Prog. Polym. Sci. 2014, 39, 1096-1143
67. Lynn, D. M.; Amiji, M. M.; Langer, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1707-1710
68. Hong, S. W.; Ahn, C. H.; Huh, J.; Jo, W. H. Macromolecules 2006, 39, 7694-7700
69. Chan, Y. H.; Wu, C. F.; Ye, F. M.; Jin, Y. H.; Smith, P. B.; Chiu, D. T. Anal. Chem. 2011, 83, 1448-1455
70. Kumar, E. K. P.; Fedborg, L. N.; Almdal, K.; Andresen, T. L. Chem. Mater. 2013, 25, 1496-1501
71. Mellman, I.; Fuchs, R.; Helenius, A. Annu. Rev. Biochem. 1986, 55, 663-700
72. Jehn, B. M.; Dittert, I.; Beyer, S.; von der Mark, K.; Bielke, W. J. Biol. Chem. 2002, 277, 8033-8040
73. Bayles, A. R.; Chahal, H. S.; Chahal, D. S.; Goldbeck, C. P.; Cohen, B. E.; Helms, B. A. Nano Lett. 2010, 10, 4086-4092
74. Zhou, K. J.; Wang, Y. G.; Huang, X. N.; Luby-Phelps, K.; Sumer, B. D.; Gao, J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6109-6114
75. Lin, W. Y.; Yuan, L.; Cao, Z. M.; Feng, Y. M.; Song, J. Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 375-379
76. Matsuyama, S.; Llopis, J.; Deveraux, Q. L.; Tsien, R. Y.; Reed, J. C. Nat. Cell Biol. 2000, 2, 318-325
77. Tantama, M.; Hung, Y. P.; Yellen, G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10034-10037
78. Chen, S. J.; Hong, Y. N.; Liu, Y.; Liu, J. Z.; Leung, C. W. T.; Li, M.; Kwok, R. T. K.; Zhao, E. G.; Lam, J. W. Y.; Yu, Y.; Tang, B. Z. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4926-4929