Mechanistic Investigation of the Biological Effects of SiO2, TiO2, and ZnO Nanoparticles on Intestinal Cells

Small

Volumn 11, Issue 28, 2015, Pages 3458-3468

  Setyawati, Magdiel I ^a   Tay, Chor Yong ^a   Leong, David T ^a,b  

^a NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

cell cycle arrest; DNA damage; inflammatory response; nanoparticle toxicity; oxidative stress

Indexed keywords

CELL DEATH; II-VI SEMICONDUCTORS; NANOPARTICLES; OXIDATIVE STRESS; SILICA; SILICON OXIDES; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM OXIDES; TOXICITY; ZINC OXIDE;

CELL-CYCLE ARREST; DNA DAMAGES; GASTROINTESTINAL TRACT; INFLAMMATORY RESPONSE; INTRACELLULAR PRODUCTION; NANOPARTICLE TOXICITY; REACTIVE OXYGEN SPECIES; TITANIUM DIOXIDES (TIO2);

ZNO NANOPARTICLES;

CYTOKINE; FOOD ADDITIVE; METAL NANOPARTICLE; OXIDE; REACTIVE OXYGEN METABOLITE; SILICON DIOXIDE; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE; ZINC OXIDE;

APOPTOSIS; CELL CYCLE; CELL LINE; COMPARATIVE STUDY; DNA DAMAGE; DOSE RESPONSE; DRUG EFFECTS; HUMAN; IMMUNOLOGY; INTESTINE; MATERIALS TESTING; OXIDATIVE STRESS; PATHOLOGY;

APOPTOSIS; CELL CYCLE; CELL LINE; CYTOKINES; DNA DAMAGE; DOSE-RESPONSE RELATIONSHIP, DRUG; FOOD ADDITIVES; HUMANS; INTESTINES; MATERIALS TESTING; METAL NANOPARTICLES; OXIDATIVE STRESS; OXIDES; REACTIVE OXYGEN SPECIES; SILICON DIOXIDE; TITANIUM; ZINC OXIDE;

EID: 84937114814     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201403232     Document Type: Article

References (58)

1. a) X. Yuan, M. Setyawati, D. Leong, J. Xie, Nano Res. 2014, 7, 301
2. b) R. V. Kutty, C. Y. Tay, C. S. Lim, S.-S. Feng, D. T. Leong, Nano Res. DOI: 10.1007/s12274-015-0760-8
3. c) S. Goel, F. Chen, W. Cai, Small 2014, 10, 631
4. d) W. Gao, D. Kagan, O. S. Pak, C. Clawson, S. Campuzano, E. Chuluun-Erdene, E. Shipton, E. E. Fullerton, L. Zhang, E. Lauga, J. Wang, Small 2012, 8, 460
5. e) X.-D. Zhang, Z. Luo, J. Chen, H. Wang, S.-S. Song, X. Shen, W. Long, Y.-M. Sun, S. Fan, K. Zheng, D. T. Leong, J. Xie, Small DOI: 10.1002/smll.201402233
6. f) M. I. Setyawati, R. V. Kutty, C. Y. Tay, X. Yuan, J. Xie, D. T. Leong, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 21822
7. g) J. Meng, B. Xiao, Y. Zhang, J. Liu, H. Xue, J. Lei, H. Kong, Y. Huang, Z. Jin, N. Gu, H. Xu, Sci. Rep. 2013, 3, 2655
8. h) Z. Luo, K. Zheng, J. Xie, Chem. Commun. 2014, 50, 5143.
9. a) M. I. Setyawati, W. Fang, S. L. Chia, D. T. Leong, Asia-Pac. J. Chem. Eng. 2013, 8, 205
10. b) A. Weir, P. Westerhoff, L. Fabricius, K. Hristovski, N. von Goetz, Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 2242.
11. Woodrow Wilson Center, Project on Emerging Nanotechnologies, http://www.nanotechproject.org/, accessed: July, 2014.
12. a) S. Dekkers, P. Krystek, R. J. B. Peters, D. P. K. Lankveld, B. G. H. Bokkers, P. H. van Hoeven-Arentzen, H. Bouwmeester, A. G. Oomen, Nanotoxicology 2011, 5, 393
13. b) R. Peters, E. Kramer, A. G. Oomen, Z. E. Herrera Rivera, G. Oegema, P. C. Tromp, R. Fokkink, A. Rietveld, H. J. P. Marvin, S. Weigel, A. A. C. M. Peijnenburg, H. Bouwmeester, ACS Nano 2012, 6, 2441
14. c) Q. Chaudhry, M. Scotter, J. Blackburn, B. Ross, A. Boxall, L. Castle, R. Aitken, R. Watkins, Food. Addit. Contam. A 2008, 25, 241.
15. E. Brun, F. Barreau, G. Veronesi, B. Fayard, S. Sorieul, C. Chaneac, C. Carapito, T. Rabilloud, A. Mabondzo, N. Herlin-Boime, M. Carriere, Part. Fibre Toxicol. 2014, 11, 13.
16. M. C. E. Lomer, R. P. H. Thompson, J. Commisso, C. L. Keen, J. J. Powell, Analyst 2000, 125, 2339.
17. a) M. Giovanni, C. Y. Tay, M. I. Setyawati, J. Xie, C. N. Ong, R. Fan, J. Yue, L. Zhang, D. T. Leong, Environ. Toxicol. DOI: 10.1002/tox.22015
18. b) G. Bystrzejewska-Piotrowska, J. Golimowski, P. L. Urban, Waste Manage. 2009, 29, 2587
19. c) A. B. A. Boxall, K. Tiede, Q. Chaudhry, Nanomedicine 2007, 2, 919.
20. a) E. Frohlich, E. Roblegg, Toxicology 2012, 291, 10
21. b) J. H. Priester, Y. Ge, R. E. Mielke, A. M. Horst, S. C. Moritz, K. Espinosa, J. Gelb, S. L. Walker, R. M. Nisbet, Y.-J. An, J. P. Schimel, R. G. Palmer, J. A. Hernandez-Viezcas, L. Zhao, J. L. Gardea-Torresdey, P. A. Holden, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 14734
22. c) W. Du, Y. Sun, R. Ji, J. Zhu, J. Wu, H. Guo, J. Environ. Monit. 2011, 13, 822.
23. a) C. Y. Tay, W. Fang, M. I. Setyawati, S. L. Chia, K. S. Tan, C. H. L. Hong, D. T. Leong, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 6248
24. b) C. Y. Tay, W. Fang, M. I. Setyawati, C. P. Sum, J. Xie, K. W. Ng, X. Chen, C. H. L. Hong, D. T. Leong, Part. Part. Syst. Charact. 2013, 30, 784.
25. C. Y. Tay, P. Cai, M. I. Setyawati, W. Fang, L. P. Tan, C. H. L. Hong, X. Chen, D. T. Leong, Nano Lett. 2013, 14, 83.
26. a) Y. Wang, Z. Chen, T. Ba, J. Pu, T. Chen, Y. Song, Y. Gu, Q. Qian, Y. Xu, K. Xiang, H. Wang, G. Jia, Small 2013, 9, 1742
27. b) C. M. Lee, H. J. Jeong, K. N. Yun, D. W. Kim, M. H. Sohn, J. K. Lee, J. Jeong, S. T. Lim, Int. J. Nanomed. 2012, 7, 3203
28. c) A. Kermanizadeh, S. Vranic, S. Boland, K. Moreau, A. Baeza-Squiban, B. K. Gaiser, L. A. Andrzejczuk, V. Stone, BMC Nephrol. 2013, 14, 96.
29. a) M. I. Setyawati, C. Y. Tay, S. L. Chia, S. L. Goh, W. Fang, M. J. Neo, H. C. Chong, S. M. Tan, S. C. Loo, K. W. Ng, J. P. Xie, C. N. Ong, N. S. Tan, D. T. Leong, Nat. Commun. 2013, 4, 1673
30. b) M. I. Setyawati, P. K. S. Khoo, B. H. Eng, S. Xiong, X. Zhao, G. K. Das, T. T.-Y. Tan, J. S. C. Loo, D. T. Leong, K. W. Ng, J. Biomed. Mater. Res. A 2013, 101A, 633
31. c) K. W. Ng, S. P. K. Khoo, B. C. Heng, M. I. Setyawati, E. C. Tan, X. Zhao, S. Xiong, W. Fang, D. T. Leong, J. S. C. Loo, Biomaterials 2011, 32, 8218.
32. T. Kang, R. Guan, X. Chen, Y. Song, H. Jiang, J. Zhao, Nanoscale Res. Lett. 2013, 8, 1.
33. a) S. Sohaebuddin, P. Thevenot, D. Baker, J. Eaton, L. Tang, Part. Fibre Toxicol. 2010, 7, 22
34. b) M. I. Setyawati, C. Y. Tay, D. T. Leong, Biomaterials 2013, 34, 10133.
35. a) C. Y. Tay, M. I. Setyawati, J. Xie, W. J. Parak, D. T. Leong, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 5936
36. b) M. H. Kathawala, S. Xiong, M. Richards, K. W. Ng, S. George, S. C. J. Loo, Small 2013, 9, 1504
37. c) Y. Xiong, M. Brunson, J. Huh, A. Huang, A. Coster, K. Wendt, J. Fay, D. Qin, Small 2013, 9, 2628.
38. M. Lundqvist, J. Stigler, G. Elia, I. Lynch, T. Cedervall, K. A. Dawson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 14265.
39. Z. Ji, X. Jin, S. George, T. Xia, H. Meng, X. Wang, E. Suarez, H. Zhang, E. M. V. Hoek, H. Godwin, A. E. Nel, J. I. Zink, Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 7309.
40. S.-F. Hsieh, D. Bello, D. F. Schmidt, A. K. Pal, A. Stella, J. A. Isaacs, E. J. Rogers, Small 2013, 9, 1853.
41. S. Lee, H.-S. Yun, S.-H. Kim, Biomaterials 2011, 32, 9434.
42. H. Ma, P. L. Williams, S. A. Diamond, Environ. Pollut. 2013, 172, 76.
43. a) S. J. Kang, B. M. Kim, Y. J. Lee, H. W. Chung, Environ. Mol. Mutagen. 2008, 49, 399
44. b) Y. Ye, J. Liu, J. Xu, L. Sun, M. Chen, M. Lan, Toxicol. In Vitro 2010, 24, 751.
45. N. R. Rodrigues, A. Rowan, M. E. Smith, I. B. Kerr, W. F. Bodmer, J. V. Gannon, D. P. Lane, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1990, 87, 7555.
46. H. Kim, E. Kokkotou, X. Na, S. H. Rhee, M. P. Moyer, C. Pothoulakis, J. T. Lamont, Gastroenterology 2005, 129, 1875.
47. A. A. Sablina, A. V. Budanov, G. V. Ilyinskaya, L. S. Agapova, J. E. Kravchenko, P. M. Chumakov, Nat. Med. 2005, 11, 1306.
48. C. Bubici, S. Papa, K. Dean, G. Franzoso, Oncogene 2006, 25, 6731.
49. S. Reuter, S. C. Gupta, M. M. Chaturvedi, B. B. Aggarwal, Free Radicals Biol. Med. 2010, 49, 1603.
50. P. V. AshaRani, G. Low Kah Mun, M. P. Hande, S. Valiyaveettil, ACS Nano 2008, 3, 279.
51. J. Wu, J. Sun, Y. Xue, Toxicol. Lett. 2010, 199, 269.
52. X. Zhao, S. Ng, B. Heng, J. Guo, L. Ma, T. Tan, K. Ng, S. Loo, Arch. Toxicol. 2013, 87, 1037.
53. A. Sharma, K. Singh, A. Almasan, Methods Mol. Biol. 2012, 920, 613.
54. A. J. Massey, J. Borgognoni, C. Bentley, N. Foloppe, A. Fiumana, L. Walmsley, PLoS One 2010, 5, e13123.
55. A. L. Gartel, S. K. Radhakrishnan, Cancer Res. 2005, 65, 3980.
56. W. Wu, I. Jaspers, W. Zhang, L. M. Graves, J. M. Samet, Am. J. Physiol.: Lung Cell. Mol. Physiol. 2002, 282, L1040.
57. C. Ciccarelli, F. Marampon, A. Scoglio, A. Mauro, C. Giacinti, P. De Cesaris, B. M. Zani, Mol. Cancer 2005, 4, 41.
58. M. Kimura, T. Yoshioka, M. Saio, Y. Banno, H. Nagaoka, Y. Okano, Cell Death Dis. 2013, 4, e603.