Single-walled carbon nanotubes alleviate autophagic/lysosomal defects in primary glia from a mouse model of alzheimers disease

Nano Letters

Volumn 14, Issue 9, 2014, Pages 5110-5117

  Xue, Xue ^a,b   Wang, Li Rong ^a   Sato, Yutaka ^b,c   Jiang, Ying ^b,c   Berg, Martin ^b   Yang, Dun Sheng ^b,c   Nixon, Ralph A ^b,c,d   Liang, Xing Jie ^a  

^a NATIONAL CENTER FOR NANOSCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^b NATHAN S KLINE INSTITUTE FOR PSYCHIATRIC RESEARCH   (United States)

^c NEW YORK UNIVERSITY MEDICAL CENTER   (United States)

^d NEW YORK UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

Alzheimers disease; autophagy; primary glia; Single walled carbon nanotubes

Indexed keywords

CARBON; MAMMALS; NEURODEGENERATIVE DISEASES; YARN;

ALZHEIMERS DISEASE; AMYLOID PRECURSOR PROTEINS; AUTOPHAGY; DISEASE PROGRESSION; FUNCTIONALIZED; MOUSE MODELS; MTOR SIGNALING; PRIMARY GLIA;

SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN);

BIOMATERIAL; CARBON NANOTUBE; MTOR PROTEIN, MOUSE; TARGET OF RAPAMYCIN KINASE;

ALZHEIMER DISEASE; ANIMAL; AUTOPHAGY; CHEMISTRY; CYTOLOGY; DISEASE COURSE; DISEASE MODEL; GLIA; LYSOSOME; METABOLISM; MOUSE; NANOTECHNOLOGY; PATHOLOGY; PROCEDURES; SIGNAL TRANSDUCTION; TRANSGENIC MOUSE;

ALZHEIMER DISEASE; ANIMALS; AUTOPHAGY; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; DISEASE MODELS, ANIMAL; DISEASE PROGRESSION; LYSOSOMES; MICE; MICE, TRANSGENIC; NANOTECHNOLOGY; NANOTUBES, CARBON; NEUROGLIA; SIGNAL TRANSDUCTION; TOR SERINE-THREONINE KINASES;

EID: 84914160024     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl501839q     Document Type: Article

References (62)

1. Rubinsztein, D. C.; Codogno, P.; Levine, B. Nat. Rev. Drug Discovery 2012, 11 (9) 709-730
2. Hochfeld, W. E.; Lee, S.; Rubinsztein, D. C. Acta Pharmacol. Sin. 2013, 34 (5) 600-604
3. Nixon, R. A. Nat. Med. 2013, 19 (8) 983-997
4. Keefer, E. W.; Botterman, B. R.; Romero, M. I.; Rossi, A. F.; Gross, G. W. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (7) 434-439
5. Skakalova, V.; Kaiser, A. B.; Dettlaff-Weglikowska, U.; Hrncarikova, K.; Roth, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109 (15) 7174-7181
6. Randeniya, L. K.; Bendavid, A.; Martin, P. J.; Tran, C. D. Small 2010, 6 (16) 1806-1811
7. Kim, P.; Shi, L.; Majumdar, A.; McEuen, P. L. Phys. Rev. Lett. 2001, 87 (21) 215502
8. Treacy, M. M.; Krishnan, A.; Yianilos, P. N. Microsc. Microanal. 2000, 6 (4) 317-323
9. Nardelli, M. B.; Y, B. I.; Bernholc, J. Phys. Rev. B 1997, 57, 4277-4280
10. Kyle, S.; Saha, S. Adv. Healthcare Mater. 2014, 10.1002/adhm.201400009
11. Akhter, S.; Ahmad, I.; Ahmad, M. Z.; Ramazani, F.; Singh, A.; Rahman, Z.; Ahmad, F. J.; Storm, G.; Kok, R. J. Curr. Cancer Drug Targets 2013, 13 (4) 362-378
12. Bokara, K. K.; Kim, J. Y.; Lee, Y. I.; Yun, K.; Webster, T. J.; Lee, J. E. Anat. Cell Biol. 2013, 46 (2) 85-92
13. Uo, M.; Akasaka, T.; Watari, F.; Sato, Y.; Tohji, K. Dent. Mater. J. 2011, 30 (3) 245-263
14. Vardharajula, S.; Ali, S. Z.; Tiwari, P. M.; Eroglu, E.; Vig, K.; Dennis, V. A.; Singh, S. R. Int. J. Nanomed. 2012, 7, 5361-5374
15. Liu, H. L.; Zhang, Y. L.; Yang, N.; Zhang, Y. X.; Liu, X. Q.; Li, C. G.; Zhao, Y.; Wang, Y. G.; Zhang, G. G.; Yang, P. Cell Death Dis. 2011, 2, e159
16. Park, E. J.; Zahari, N. E.; Lee, E. W.; Song, J.; Lee, J. H.; Cho, M. H.; Kim, J. H. Toxicol. In Vitro 2014, 10.1016/j.tiv.2013.12.012
17. Yu, K. N.; Kim, J. E.; Seo, H. W.; Chae, C.; Cho, M. H. J. Toxicol. Environ. Health, Part A 2013, 76 (23) 1282-1292
18. Tsukahara, T.; Matsuda, Y.; Usui, Y.; Haniu, H. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2013, 440 (2) 348-353
19. Bari, S.; Chu, P. P.; Lim, A.; Fan, X.; Gay, F. P.; Bunte, R. M.; Lim, T. K.; Li, S.; Chiu, G. N.; Hwang, W. Y. Nanomedicine 2013, 9 (8) 1304-1316
20. Lee, H. J.; Park, J.; Yoon, O. J.; Kim, H. W.; Lee do, Y.; Kim do, H.; Lee, W. B.; Lee, N. E.; Bonventre, J. V.; Kim, S. S. Nat. Nanotechnol 2011, 6 (2) 121-125
21. Boya, P.; Reggiori, F.; Codogno, P. Nat. Cell Biol. 2013, 15 (7) 713-720
22. Kundu, M.; Thompson, C. B. Annu. Rev. Pathol. 2008, 3, 427-455
23. Shacka, J. J.; Roth, K. A.; Zhang, J. Front Biosci. 2008, 13, 718-736
24. Klionsky, D. J.; Abeliovich, H.; Agostinis, P.; Agrawal, D. K.; Aliev, G.; Askew, D. S.; Baba, M.; Baehrecke, E. H.; Bahr, B. A.; Ballabio, A. Autophagy 2008, 4 (2) 151-175
25. Holtzman, D. M.; Morris, J. C.; Goate, A. M. Sci. Transl. Med. 2011, 3 (77) 77sr71
26. Zhu, Z.; Yan, J.; Jiang, W.; Yao, X. G.; Chen, J.; Chen, L.; Li, C.; Hu, L.; Jiang, H.; Shen, X. J. Neurosci. 2013, 33 (32) 13138-13149
27. Marambaud, P.; Zhao, H.; Davies, P. J. Biol. Chem. 2005, 280 (45) 37377-37382
28. Rubinsztein, D. C.; Marino, G.; Kroemer, G. Cell 2011, 146 (5) 682-695
29. Di Malta, C.; Fryer, J. D.; Settembre, C.; Ballabio, A. Autophagy 2012, 8 (12) 1871-1872
30. von Bernhardi, R. Neurotoxic. Res. 2007, 12 (4) 215-232
31. Mandrekar, S.; Jiang, Q.; Lee, C. Y.; Koenigsknecht-Talboo, J.; Holtzman, D. M.; Landreth, G. E. J. Neurosci. 2009, 29 (13) 4252-4262
32. Bolmont, T.; Haiss, F.; Eicke, D.; Radde, R.; Mathis, C. A.; Klunk, W. E.; Kohsaka, S.; Jucker, M.; Calhoun, M. E. J. Neurosci. 2008, 28 (16) 4283-4292
33. Kraft, A. W.; Hu, X.; Yoon, H.; Yan, P.; Xiao, Q.; Wang, Y.; Gil, S. C.; Brown, J.; Wilhelmsson, U.; Restivo, J. L. FASEB J. 2013, 27 (1) 187-198
34. Wang, L. R.; Xue, X.; Hu, X. M.; Wei, M. Y.; Zhang, C. Q.; Ge, G. L.; Liang, X. J. Small 2014, 10.1002/smll.201303342
35. Chen, G.; Ke, Z.; Xu, M.; Liao, M.; Wang, X.; Qi, Y.; Zhang, T.; Frank, J. A.; Bower, K. A.; Shi, X. Autophagy 2012, 8 (11) 1577-1589
36. Chishti, M. A.; Yang, D. S.; Janus, C.; Phinney, A. L.; Horne, P.; Pearson, J.; Strome, R.; Zuker, N.; Loukides, J.; French, J. J. Biol. Chem. 2001, 276 (24) 21562-21570
37. Yang, D. S.; Stavrides, P.; Mohan, P. S.; Kaushik, S.; Kumar, A.; Ohno, M.; Schmidt, S. D.; Wesson, D.; Bandyopadhyay, U.; Jiang, Y. Brain 2011, 134 (Pt 1) 258-277
38. Hyde, L. A.; Kazdoba, T. M.; Grilli, M.; Lozza, G.; Brusa, R.; Zhang, Q.; Wong, G. T.; McCool, M. F.; Zhang, L.; Parker, E. M. Behav. Brain Res. 2005, 160 (2) 344-355
39. Wang, L.; Zhang, L.; Xue, X.; Ge, G.; Liang, X. Nanoscale 2012, 4 (13) 3983-3989
40. Berger, Z.; Ravikumar, B.; Menzies, F. M.; Oroz, L. G.; Underwood, B. R.; Pangalos, M. N.; Schmitt, I.; Wullner, U.; Evert, B. O.; OKane, C. J. Hum. Mol. Genet. 2006, 15 (3) 433-442
41. Tanida, I.; Minematsu-Ikeguchi, N.; Ueno, T.; Kominami, E. Autophagy 2005, 1 (2) 84-91
42. Klionsky, D. J.; Abdalla, F. C.; Abeliovich, H.; Abraham, R. T.; Acevedo-Arozena, A.; Adeli, K.; Agholme, L.; Agnello, M.; Agostinis, P.; Aguirre-Ghiso, J. A. Autophagy 2012, 8 (4) 445-544
43. Wolfe, D. M.; Lee, J. H.; Kumar, A.; Lee, S.; Orenstein, S. J.; Nixon, R. A. Eur. J. Neurosci 2013, 37 (12) 1949-1961
44. Rong, Y.; Liu, M.; Ma, L.; Du, W.; Zhang, H.; Tian, Y.; Cao, Z.; Li, Y.; Ren, H.; Zhang, C. Nat. Cell Biol. 2012, 14 (9) 924-934
45. Rubinsztein, D. C.; Nixon, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107 (49) E181 author reply E182
46. Caccamo, A.; Majumder, S.; Richardson, A.; Strong, R.; Oddo, S. J. Biol. Chem. 2010, 285 (17) 13107-13120
47. Lee, C. M.; Huang, S. T.; Huang, S. H.; Lin, H. W.; Tsai, H. P.; Wu, J. Y.; Lin, C. M.; Chen, C. T. Nanomedicine 2011, 7 (1) 107-114
48. Seleverstov, O.; Zabirnyk, O.; Zscharnack, M.; Bulavina, L.; Nowicki, M.; Heinrich, J. M.; Yezhelyev, M.; Emmrich, F.; ORegan, R.; Bader, A. Nano Lett. 2006, 6 (12) 2826-2832
49. Zhang, Y.; Zheng, F.; Yang, T.; Zhou, W.; Liu, Y.; Man, N.; Zhang, L.; Jin, N.; Dou, Q.; Zhang, Y. Nat. Mater. 2012, 11 (9) 817-826
50. Yu, L.; Lu, Y.; Man, N.; Yu, S. H.; Wen, L. P. Small 2009, 5 (24) 2784-2787
51. Fabbro, A.; Villari, A.; Laishram, J.; Scaini, D.; Toma, F. M.; Turco, A.; Prato, M.; Ballerini, L. ACS Nano 2012, 6 (3) 2041-2055
52. Cellot, G.; Cilia, E.; Cipollone, S.; Rancic, V.; Sucapane, A.; Giordani, S.; Gambazzi, L.; Markram, H.; Grandolfo, M.; Scaini, D. Nat. Nanotechnol 2009, 4 (2) 126-133
53. Fan, L.; Feng, C.; Zhao, W.; Qian, L.; Wang, Y.; Li, Y. Nano Lett. 2012, 12 (7) 3668-3673
54. Yang, D. S.; Stavrides, P.; Mohan, P. S.; Kaushik, S.; Kumar, A.; Ohno, M.; Schmidt, S. D.; Wesson, D. W.; Bandyopadhyay, U.; Jiang, Y. Autophagy 2011, 7 (7) 788-789
55. Sardiello, M.; Palmieri, M.; di Ronza, A.; Medina, D. L.; Valenza, M.; Gennarino, V. A.; Di Malta, C.; Donaudy, F.; Embrione, V.; Polishchuk, R. S. Science 2009, 325 (5939) 473-477
56. Settembre, C.; Di Malta, C.; Polito, V. A.; Garcia Arencibia, M.; Vetrini, F.; Erdin, S.; Erdin, S. U.; Huynh, T.; Medina, D.; Colella, P. Science 2011, 332 (6036) 1429-1433
57. Meng, L.; Chen, R.; Jiang, A.; Wang, L.; Wang, P.; Li, C. Z.; Bai, R.; Zhao, Y.; Autrup, H.; Chen, C. Small 2013, 9 (9-10) 1786-1798
58. Lee, J. H.; Yu, W. H.; Kumar, A.; Lee, S.; Mohan, P. S.; Peterhoff, C. M.; Wolfe, D. M.; Martinez-Vicente, M.; Massey, A. C.; Sovak, G. Cell 2010, 141 (7) 1146-1158
59. Nixon, R. A.; Yang, D. S. Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 2012, 4, 10
60. Shvedova, A. A.; Kapralov, A. A.; Feng, W. H.; Kisin, E. R.; Murray, A. R.; Mercer, R. R.; St Croix, C. M.; Lang, M. A.; Watkins, S. C.; Konduru, N. V. PLoS One 2012, 7 (3) e30923
61. Ali-Boucetta, H.; Kostarelos, K. Adv. Drug Delivery Rev. 2013, 65 (15) 2111-2119
62. Al-Jamal, K. T.; Gherardini, L.; Bardi, G.; Nunes, A.; Guo, C.; Bussy, C.; Herrero, M. A.; Bianco, A.; Prato, M.; Kostarelos, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108 (27) 10952-10957