Effects of Nanoscale Spatial Arrangement of Arginine-Glycine-Aspartate Peptides on Dedifferentiation of Chondrocytes

Nano Letters

Volumn 15, Issue 11, 2015, Pages 7755-7765

  Li, Shiyu ^a   Wang, Xuan ^a   Cao, Bin ^a   Ye, Kai ^a   Li, Zhenhua ^a   Ding, Jiandong ^a  

^a FUDAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

cell dedifferentiation; cell spreading; chondrocyte; micro nanopattern; poly(ethylene glycol) hydrogel; RGD nanospacing

Indexed keywords

ADHESION; AMINO ACIDS; ARGININE; BODY FLUIDS; CELLS; CYTOLOGY; ETHYLENE GLYCOL; HYDROGELS; NANOTECHNOLOGY; ORGANIC POLYMERS; PEPTIDES; POLYETHYLENE GLYCOLS; POLYOLS; TISSUE ENGINEERING;

CELL DEDIFFERENTIATION; CELL SPREADING; CHONDROCYTES; MICRO/NANOPATTERN; POLY(ETHYLENE GLYCOL) HYDROGEL; RGD NANOSPACING;

CELL ENGINEERING;

ARGININE; ASPARTIC ACID; BIOMATERIAL; GLYCINE; HYDROGEL; MACROGOL DERIVATIVE; PEPTIDE;

CARTILAGE CELL; CELL ADHESION; CELL DEDIFFERENTIATION; CHEMISTRY; DRUG EFFECTS; HUMAN; HYDROGEL; NANOTECHNOLOGY; REGENERATIVE MEDICINE;

ARGININE; ASPARTIC ACID; BIOCOMPATIBLE MATERIALS; CELL ADHESION; CELL DEDIFFERENTIATION; CHONDROCYTES; GLYCINE; HUMANS; HYDROGELS; NANOTECHNOLOGY; PEPTIDES; POLYETHYLENE GLYCOLS; REGENERATIVE MEDICINE;

EID: 84946866162     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04043     Document Type: Article

References (83)

1. Geiger, B.; Spatz, J. P.; Bershadsky, A. D. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10 (1) 21-33 10.1038/nrm2593
2. Petrie, T. A.; Raynor, J. E.; Dumbauld, D. W.; Lee, T. T.; Jagtap, S.; Templeman, K. L.; Collard, D. M.; Garcia, A. J. Sci. Transl. Med. 2010, 2 (45) 45ra60 10.1126/scitranslmed.3001002
3. Murphy, W. L.; McDevitt, T. C.; Engler, A. J. Nat. Mater. 2014, 13 (6) 547-557 10.1038/nmat3937
4. Dalby, M. J.; Gadegaard, N.; Oreffo, R. O. C. Nat. Mater. 2014, 13 (6) 558-569 10.1038/nmat3980
5. Matic, J.; Deeg, J.; Scheffold, A.; Goldstein, I.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2013, 13 (11) 5090-5097 10.1021/nl4022623
6. Khetan, S.; Guvendiren, M.; Legant, W. R.; Cohen, D. M.; Chen, C. S.; Burdick, J. A. Nat. Mater. 2013, 12 (5) 458-465 10.1038/nmat3586
7. Chaudhuri, O.; Koshy, S. T.; Branco da Cunha, C.; Shin, J. W.; Verbeke, C. S.; Allison, K. H.; Mooney, D. J. Nat. Mater. 2014, 13 (10) 970-978 10.1038/nmat4009
8. Tran, H.; Killops, K. L.; Campos, L. M. Soft Matter 2013, 9 (29) 6578 10.1039/c3sm00149k
9. Pan, Z.; Yan, C.; Peng, R.; Zhao, Y. C.; He, Y.; Ding, J. D. Biomaterials 2012, 33 (6) 1730-1735 10.1016/j.biomaterials.2011.11.023
10. Pan, Z.; Qu, Z. H.; Zhang, Z.; Peng, R.; Yan, C.; Ding, J. D. Chin. J. Polym. Sci. 2013, 31 (5) 737-747 10.1007/s10118-013-1264-1
11. He, Y.; Wang, X.; Chen, L.; Ding, J. D. J. Mater. Chem. B 2014, 2 (16) 2220-2227 10.1039/c4tb00146j
12. Choi, C. K.; Xu, Y. J.; Wang, B.; Zhu, M. L.; Zhang, L.; Bian, L. M. Nano Lett. 2015, 15 (10) 6592-6600 10.1021/acs.nanolett.5b02323
13. Ranzinger, J.; Krippner-Heidenreich, A.; Haraszti, T.; Bock, E.; Tepperink, J.; Spatz, J. P.; Scheurich, P. Nano Lett. 2009, 9 (12) 4240-4245 10.1021/nl902429b
14. Perschmann, N.; Hellmann, J. K.; Frischknecht, F.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2011, 11 (10) 4468-4474 10.1021/nl202788r
15. Frith, J. E.; Mills, R. J.; Cooper-White, J. J. J. Cell Sci. 2012, 125 (2) 317-327 10.1242/jcs.087916
16. Liu, Y.; Medda, R.; Liu, Z.; Galior, K.; Yehl, K.; Spatz, J. P.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Salaita, K. Nano Lett. 2014, 14 (10) 5539-5546 10.1021/nl501912g
17. Tran, H.; Ronaldson, K.; Bailey, N. A.; Lynd, N. A.; Killops, K. L.; Vunjak-Novakovic, G.; Campos, L. M. ACS Nano 2014, 8 (11) 11846-11853 10.1021/nn505548n
18. Liu, P.; Sun, J. G.; Huang, J. H.; Peng, R.; Tang, J.; Ding, J. D. Nanoscale 2010, 2 (1) 122-127 10.1039/B9NR00124G
19. Huang, J. H.; Ding, J. D. Soft Matter 2010, 6 (15) 3395-3401 10.1039/b927168f
20. Yao, X.; Peng, R.; Ding, J. D. Adv. Mater. 2013, 25 (37) 5257-5286 10.1002/adma.201301762
21. Deeg, J. A.; Louban, I.; Aydin, D.; Selhuber-Unkel, C.; Kessler, H.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2011, 11 (4) 1469-1476 10.1021/nl104079r
22. Schvartzman, M.; Palma, M.; Sable, J.; Abramson, J.; Hu, X. A.; Sheetz, M. P.; Wind, S. J. Nano Lett. 2011, 11 (3) 1306-1312 10.1021/nl104378f
23. Cavalcanti-Adam, E. A.; Volberg, T.; Micoulet, A.; Kessler, H.; Geiger, B.; Spatz, J. P. Biophys. J. 2007, 92 (8) 2964-2974 10.1529/biophysj.106.089730
24. Abdul Kafi, M.; El-Said, W. A.; Kim, T. H.; Choi, J. W. Biomaterials 2012, 33 (3) 731-739 10.1016/j.biomaterials.2011.10.003
25. Wang, X.; Ye, K.; Li, Z. H.; Yan, C.; Ding, J. D. Organogenesis 2013, 9 (4) 280-286 10.4161/org.26080
26. Arnold, M.; Hirschfeld-Warneken, V. C.; Lohmuller, T.; Heil, P.; Blummel, J.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Lopez-Garcia, M.; Walther, P.; Kessler, H.; Geiger, B.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2008, 8 (7) 2063-2069 10.1021/nl801483w
27. Shimizu, Y.; Boehm, H.; Yamaguchi, K.; Spatz, J. P.; Nakanishi, J. PLoS One 2014, 9 (3) e91875 10.1371/journal.pone.0091875
28. Ye, K.; Wang, X.; Cao, L. P.; Li, S. Y.; Li, Z. H.; Yu, L.; Ding, J. D. Nano Lett. 2015, 15 (7) 4720-4729 10.1021/acs.nanolett.5b01619
29. Wang, X.; Li, S. Y.; Yan, C.; Liu, P.; Ding, J. D. Nano Lett. 2015, 15 (3) 1457-1467 10.1021/nl5049862
30. Dalby, M. J.; Gadegaard, N.; Tare, R.; Andar, A.; Riehle, M. O.; Herzyk, P.; Wilkinson, C. D.; Oreffo, R. O. Nat. Mater. 2007, 6 (12) 997-1003 10.1038/nmat2013
31. Wang, X.; Yan, C.; Ye, K.; He, Y.; Li, Z. H.; Ding, J. D. Biomaterials 2013, 34 (12) 2865-2874 10.1016/j.biomaterials.2013.01.021
32. Friedmann-Morvinski, D.; Verma, I. M. EMBO Rep. 2014, 15 (3) 244-253 10.1002/embr.201338254
33. Jopling, C.; Sleep, E.; Raya, M.; Marti, M.; Raya, A.; Belmonte, J. C. I. Nature 2010, 464 (7288) 606-U168 10.1038/nature08899
34. Tata, P. R.; Mou, H. M.; Pardo-Saganta, A.; Zhao, R.; Prabhu, M.; Law, B. M.; Vinarsky, V.; Cho, J. L.; Breton, S.; Sahay, A.; Medoff, B. D.; Rajagopal, J. Nature 2013, 503 (7475) 218 10.1038/nature12777
35. Talchai, C.; Xuan, S. H.; Lin, H. V.; Sussel, L.; Accili, D. Cell 2012, 150 (6) 1223-1234 10.1016/j.cell.2012.07.029
36. Jopling, C.; Boue, S.; Belmonte, J. C. I. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2011, 12 (2) 79-89 10.1038/nrm3043
37. Schulze-Tanzil, G. Ann. Anat. 2009, 191 (4) 325-338 10.1016/j.aanat.2009.05.003
38. Hunziker, E. B. Osteoarthritis Cartilage 2002, 10 (6) 432-463 10.1053/joca.2002.0801
39. Feng, Q.; Zhu, M. L.; Wei, K. C.; Bian, L. M. PLoS One 2014, 9 (6) e99587 10.1371/journal.pone.0099587
40. Duan, P. G.; Pan, Z.; Cao, L.; He, Y.; Wang, H. R.; Qu, Z. H.; Dong, J.; Ding, J. D. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2014, 102 (1) 180-192 10.1002/jbm.a.34683
41. Pan, Z.; Duan, P. G.; Liu, X. N.; Wang, H. R.; Cao, L.; He, Y.; Dong, J.; Ding, J. D. Regen. Biomater. 2015, 2 (1) 9-19 10.1093/rb/rbv001
42. Brittberg, M.; Lindahl, A.; Nilsson, A.; Ohlsson, C.; Isaksson, O.; Peterson, L. N. Engl. J. Med. 1994, 331 (14) 889-895 10.1056/NEJM199410063311401
43. Ducheyne, P.; Mauck, R. L.; Smith, D. H. Nat. Mater. 2012, 11 (8) 652-654 10.1038/nmat3392
44. Mayne, R.; Vail, M. S.; Mayne, P. M.; Miller, E. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1976, 73 (5) 1674-1678 10.1073/pnas.73.5.1674
45. DellAccio, F.; De Bari, C.; Luyten, F. P. Arthritis Rheum. 2001, 44 (7) 1608-1619
46. Park, H.; Temenoff, J. S.; Holland, T. A.; Tabata, Y.; Mikos, A. G. Biomaterials 2005, 26 (34) 7095-7103 10.1016/j.biomaterials.2005.05.083
47. Zhang, F.; Yao, Y. C.; Su, K.; Pang, P. X. T.; Zhou, R. J.; Wang, Y. J.; Wang, D. A. Ann. Biomed. Eng. 2011, 39 (12) 3042-3054 10.1007/s10439-011-0398-y
48. Appelman, T. P.; Mizrahi, J.; Elisseeff, J. H.; Seliktar, D. Biomaterials 2009, 30 (4) 518-525 10.1016/j.biomaterials.2008.09.063
49. Caron, M. M.; Emans, P. J.; Coolsen, M. M.; Voss, L.; Surtel, D. A.; Cremers, A.; van Rhijn, L. W.; Welting, T. J. Osteoarthritis Cartilage 2012, 20 (10) 1170-1178 10.1016/j.joca.2012.06.016
50. Cao, L. P.; Cao, B.; Lu, C. J.; Wang, G. W.; Yu, L.; Ding, J. D. J. Mater. Chem. B 2015, 3 (7) 1268-1280 10.1039/C4TB01705F
51. Kantlehner, M.; Finsinger, D.; Meyer, J.; Schaffner, P.; Jonczyk, A.; Diefenbach, B.; Nies, B.; Kessler, H. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38 (4) 560-562 10.1002/(SICI)1521-3773(19990215)38:4<560::AID-ANIE560>3.0.CO;2-F
52. Zhang, Z.; Lai, Y. X.; Yu, L.; Ding, J. D. Biomaterials 2010, 31 (31) 7873-7882 10.1016/j.biomaterials.2010.07.014
53. Lai, Y. X.; Xie, C.; Zhang, Z.; Lu, W. Y.; Ding, J. D. Biomaterials 2010, 31 (18) 4809-4817 10.1016/j.biomaterials.2010.02.064
54. Yan, C.; Sun, J. G.; Ding, J. D. Biomaterials 2011, 32 (16) 3931-3938 10.1016/j.biomaterials.2011.01.078
55. Jeschke, B.; Meyer, J.; Jonczyk, A.; Kessler, H.; Adamietz, P.; Meenen, N. M.; Kantlehner, M.; Goepfert, C.; Nies, B. Biomaterials 2002, 23 (16) 3455-3463 10.1016/S0142-9612(02)00052-2
56. Zhang, J. J.; Mujeeb, A.; Du, Y. N.; Lin, J. H.; Ge, Z. G. Biomed. Mater. 2015, 10 (3) 035016 10.1088/1748-6041/10/3/035016
57. Xiong, J. P.; Stehle, T.; Zhang, R. G.; Joachimiak, A.; Frech, M.; Goodman, S. L.; Arnaout, M. A. Science 2002, 296 (5565) 151-155 10.1126/science.1069040
58. Graeter, S. V.; Huang, J. H.; Perschmann, N.; Lopez-Garcia, M.; Kessler, H.; Ding, J. D.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2007, 7 (5) 1413-1418 10.1021/nl070098g
59. Huang, J. H.; Grater, S. V.; Corbellini, F.; Rinck, S.; Bock, E.; Kemkemer, R.; Kessler, H.; Ding, J. D.; Spatz, J. P. Nano Lett. 2009, 9 (3) 1111-1116 10.1021/nl803548b
60. Arnold, M.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Glass, R.; Blummel, J.; Eck, W.; Kantlehner, M.; Kessler, H.; Spatz, J. P. ChemPhysChem 2004, 5 (3) 383-388 10.1002/cphc.200301014
61. Cavalcanti-Adam, E. A.; Micoulet, A.; Blummel, J.; Auernheimer, J.; Kessler, H.; Spatz, J. P. Eur. J. Cell Biol. 2006, 85 (3-4) 219-224 10.1016/j.ejcb.2005.09.011
62. Aydin, D.; Louban, I.; Perschmann, N.; Blummel, J.; Lohmuller, T.; Cavalcanti-Adam, E. A.; Haas, T. L.; Walczak, H.; Kessler, H.; Fiammengo, R.; Spatz, J. P. Langmuir 2010, 26 (19) 15472-15480 10.1021/la103065x
63. Glass, R.; Arnold, M.; Blummel, J.; Kuller, A.; Moller, M.; Spatz, J. P. Adv. Funct. Mater. 2003, 13 (7) 569-575 10.1002/adfm.200304331
64. Li, Z. H.; Cao, B.; Wang, X.; Ye, K.; Li, S. Y.; Ding, J. D. J. Mater. Chem. B 2015, 3 (26) 5197-5209 10.1039/C5TB00455A
65. Sun, J. G.; Graeter, S. V.; Yu, L.; Duan, S. F.; Spatz, J. P.; Ding, J. D. Biomacromolecules 2008, 9 (10) 2569-2572 10.1021/bm800477s
66. Sun, J. G.; Graeter, S. V.; Tang, J.; Huang, J. H.; Liu, P.; Lai, Y. X.; Yu, L.; Majer, G.; Spatz, J. P.; Ding, J. D. Sci. China: Chem. 2014, 57 (4) 645-653 10.1007/s11426-013-5057-8
67. Spatz, J. P.; Mossmer, S.; Hartmann, C.; Moller, M.; Herzog, T.; Krieger, M.; Boyen, H. G.; Ziemann, P.; Kabius, B. Langmuir 2000, 16 (2) 407-415 10.1021/la990070n
68. Cao, B.; Peng, R.; Li, Z. H.; Ding, J. D. Biomaterials 2014, 35 (25) 6871-6881 10.1016/j.biomaterials.2014.04.107
69. Platzman, I.; Muth, C. A.; Lee-Thedieck, C.; Pallarola, D.; Atanasova, R.; Louban, I.; Altrock, E.; Spatz, J. P. RSC Adv. 2013, 3 (32) 13293-13303 10.1039/c3ra41579a
70. Peng, R.; Yao, X.; Ding, J. D. Biomaterials 2011, 32 (32) 8048-8057 10.1016/j.biomaterials.2011.07.035
71. Yao, X.; Peng, R.; Ding, J. D. Biomaterials 2013, 34 (4) 930-939 10.1016/j.biomaterials.2012.10.052
72. Tang, J.; Peng, R.; Ding, J. D. Biomaterials 2010, 31 (9) 2470-2476 10.1016/j.biomaterials.2009.12.006
73. Peng, R.; Yao, X.; Cao, B.; Tang, J.; Ding, J. D. Biomaterials 2012, 33 (26) 6008-6019 10.1016/j.biomaterials.2012.05.010
74. Cao, B.; Li, Z. H.; Peng, R.; Ding, J. D. Biomaterials 2015, 64, 21-32 10.1016/j.biomaterials.2015.06.018
75. Cao, B.; Li, Z. H.; Peng, R.; Ding, J. D. Data Brief 2015, 4, 437-439 10.1016/j.dib.2015.06.020
76. Kloxin, A. M.; Kasko, A. M.; Salinas, C. N.; Anseth, K. S. Science 2009, 324 (5923) 59-63 10.1126/science.1169494
77. Connelly, J. T.; Garcia, A. J.; Levenston, M. E. Biomaterials 2007, 28 (6) 1071-1083 10.1016/j.biomaterials.2006.10.006
78. Connelly, J. T.; Garcia, A. J.; Levenston, M. E. J. Cell. Physiol. 2008, 217 (1) 145-154 10.1002/jcp.21484
79. Schuh, E.; Hofmann, S.; Stok, K.; Notbohm, H.; Muller, R.; Rotter, N. J. Biomed. Mater. Res., Part A 2012, 100A (1) 38-47 10.1002/jbm.a.33226
80. Brodkin, K. R.; Garcia, A. J.; Levenston, M. E. Biomaterials 2004, 25 (28) 5929-5938 10.1016/j.biomaterials.2004.01.044
81. Sasazaki, Y.; Seedhom, B. B.; Shore, R. Rheumatology 2008, 47 (11) 1641-1646 10.1093/rheumatology/ken341
82. Langelier, E.; Suetterlin, R.; Hoemann, C. D.; Aebi, U.; Buschmann, M. D. J. Histochem. Cytochem. 2000, 48 (10) 1307-1320 10.1177/002215540004801002
83. Schuh, E.; Kramer, J.; Rohwedel, J.; Notbohm, H.; Muller, R.; Gutsmann, T.; Rotter, N. Tissue Eng., Part A 2010, 16 (4) 1281-1290 10.1089/ten.tea.2009.0614