Utilising inorganic nanocarriers for gene delivery

Biomaterials Science

Volumn 4, Issue 1, 2016, Pages 70-86

  Loh, Xian Jun ^a,b,c   Lee, Tung Chun ^d   Dou, Qingqing ^a   Deen, G Roshan ^e  

^a INSTITUTE OF MATERIALS RESEARCH AND ENGINEERING   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^c SINGAPORE EYE RESEARCH INSTITUTE   (Singapore)

^d UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^e NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GENE TRANSFER; NANOPARTICLES; VIRUSES;

CATIONIC POLYMERS; CELLULAR RESPONSE; GENETIC MATERIALS; INORGANIC NANOMATERIALS; INORGANIC NANOPARTICLE; MULTI-FUNCTIONAL NANOCARRIERS; NANO-CARRIERS; NEGATIVELY CHARGED;

BIOMATERIALS;

CARBON NANOTUBE; GOLD NANOPARTICLE; GRAPHENE; MAGNETIC NANOPARTICLE; NANOCARRIER; QUANTUM DOT; SILICA NANOPARTICLE; UPCONVERSION NANOPARTICLE; BIOMATERIAL; CATION; NANOMATERIAL; NANOPARTICLE;

CELL TRACKING; GENE TARGETING; HUMAN; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; REVIEW; CHEMISTRY; DRUG DELIVERY SYSTEM; GENE THERAPY; GENE TRANSFER; PROCEDURES;

BIOCOMPATIBLE MATERIALS; CATIONS; DRUG DELIVERY SYSTEMS; GENE TRANSFER TECHNIQUES; GENETIC THERAPY; HUMANS; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES;

EID: 84950335965     PISSN: 20474830     EISSN: 20474849     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5bm00277j     Document Type: Review

References (135)

1. M. L. Drumm H. A. Pope W. H. Cliff J. M. Rommens S. A. Marvin L. C. Tsui F. S. Collins R. A. Frizzell J. M. Wilson Cell 1990 62 1227 1233
2. M. G. Kaplitt A. Feigin C. Tang H. L. Fitzsimons P. Mattis P. A. Lawlor R. J. Bland D. Young K. Strybing D. Eidelberg M. J. During Lancet 2007 369 2097 2105
3. T. J. McFarland Y. Zhang B. Appukuttan J. T. Stout Expert Opin. Biol. Ther. 2004 4 1053 1058
4. S. I. Pai Y. Y. Lin B. Macaes A. Meneshian C. F. Hung T. C. Wu Gene Ther. 2006 13 464 477
5. X. J. Loh S. J. Ong Y. T. Tung H. T. Choo Mater. Sci. Eng., C 2013 33 4545 4550
6. J. Dobson Gene Ther. 2006 13 283 287
7. P. Ghosh G. Han M. De C. K. Kim V. M. Rotello Adv. Drug Delivery Rev. 2008 60 1307 1315
8. J. Li X. J. Loh Adv. Drug Delivery Rev. 2008 60 1000 1017
9. G. Liu M. Swierczewska S. Lee X. Chen Nano Today 2010 5 524 539
10. W. S. Toh X. J. Loh Mater. Sci. Eng., C 2014 45 690 697
11. S. Jiang D. Kai Q. Q. Dou X. J. Loh J. Mater. Chem. B 2015 3 6897 6904
12. Z. B. Li X. J. Loh Chem. Soc. Rev. 2015 44 2865 2879
13. X. J. Loh J. Appl. Polym. Sci. 2013 127 992 1000
14. X. J. Loh S. J. Ong Y. T. Tung H. T. Choo Mater. Sci. Eng., C 2013 33 4545 4550
15. X. J. Loh S. J. Ong Y. T. Tung H. T. Choo Macromol. Biosci. 2013 13 1092 1099
16. X. J. Loh S. J. Ong Y. T. Tung H. T. Choo Polym. Chem. 2013 4 2564 2574
17. X. J. Loh Y. L. Wu Chem. Commun. 2015 51 10815 10818
18. X. J. Loh Z. X. Zhang K. Y. Mya Y. L. Wu C. B. He J. Li J. Mater. Chem. 2010 20 10634 10642
19. H. Y. Ye C. Owh X. J. Loh RSC Adv. 2015 5 48720 48728
20. M. Thomas A. M. Klibanov Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003 62 27 34
21. L. Brannon-Peppas J. O. Blanchette Adv. Drug Delivery Rev. 2004 56 1649 1659
22. I. Brigger C. Dubernet P. Couvreur Adv. Drug Delivery Rev. 2002 54 631 651
23. D. F. Baban L. W. Seymour Adv. Drug Delivery Rev. 1998 34 109 119
24. J. M. Bergen H. A. Von Recum T. T. Goodman A. P. Massey S. H. Pun Macromol. Biosci. 2006 6 506 516
25. G. Han C. C. You B. J. Kim R. S. Turingan N. S. Forbes C. T. Martin V. M. Rotello Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 3165 3169
26. R. Hong G. Han J. M. Fernandez B. J. Kim N. S. Forbes V. M. Rotello J. Am. Chem. Soc. 2006 128 1078 1079
27. M. A. Polizzi N. A. Stasko M. H. Schoenfisch Langmuir 2007 23 4938 4943
28. E. Y. Ye M. D. Regulacio S. Y. Zhang X. J. Loh M. Y. Han Chem. Soc. Rev. 2015 44 6001 6017
29. E. Y. Ye X. J. Loh Aust. J. Chem. 2013 66 997 1007
30. Y. Lee S. H. Lee J. S. Kim A. Maruyama X. Chen T. G. Park J. Controlled Release 2011 155 3 10
31. V. Cebrian F. Martin-Saavedra C. Yaguee M. Arruebo J. Santamaria N. Vilaboa Acta Biomater. 2011 7 3645 3655
32. C. Agbasi-Porter J. Ryman-Rasmussen S. Franzen D. Feldheim Bioconjugate Chem. 2006 17 1178 1183
33. N. L. Rosi D. A. Giljohann C. S. Thaxton A. K. R. Lytton-Jean M. S. Han C. A. Mirkin Science 2006 312 1027 1030
34. K. K. Sandhu C. M. McIntosh J. M. Simard S. W. Smith V. M. Rotello Bioconjugate Chem. 2002 13 3 6
35. M. Thomas A. M. Klibanov Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003 100 9138 9143
36. C. Y. Tsai A. L. Shiau P. C. Cheng D. B. Shieh D. H. Chen C. H. Chou C. S. Yeh C. L. Wu Nano Lett. 2004 4 1209 1212
37. M. S. Han, K. Lee and D.-E. Kim, U.S. Pat, 20110229966, 2011
38. K. Inandik, JP Pat, 2005287507, 2005
39. L. V. Bhagavatula Prasad, S. V. Periyasamy, U. A. Othalathara and M. K. Bashir, WO 2011016053, 2011
40. J. H. Byeon Y.-W. Kim J. Mater. Chem. B 2014 2 3185 3189
41. Y. B. Shan T. Luo C. Peng R. L. Sheng A. M. Cao X. Y. Cao M. W. Shen R. Guo H. Tomas X. Y. Shi Biomaterials 2012 33 3025 3035
42. L. D. Kong C. S. Alves W. X. Hou J. R. Qiu H. Mohwald H. Tomas X. Y. Shi ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 7 4833 4843
43. T. Y. Xiao W. X. Hou X. Y. Cao S. H. Wen M. W. Shen X. Y. Shi Biomater. Sci. 2013 1 1172 1180
44. P. Yan R. R. Wang N. N. Zhao H. Zhao D. F. Chen F. J. Xu Nanoscale 2015 7 5281 5291
45. X. H. Yan J. Blacklock J. B. Li H. Mohwald ACS Nano 2012 6 111 117
46. G. Bao, S. Nie, N. Nitin and L. Leslie, US 20050130167, 2005
47. L. Josephson, R. Weissleder and P. J. Manuel, US 20030092029, 2003
48. H.-J. Cho, S.-M. Shih, Y.-J. Lin, H.-D. Lin and K.-P. Lin, US 20050025971, 2005
49. E. Carpenter and V. Carpenter, US 20040208825, 2004
50. H. K. Allison and C. E. Dunbar, US 20040109824, 2004
51. P. N. Prasad, E. J. Bergey, C. Liebow and L. Levy, US 6514481, 2003
52. M. Bahr, D. Berkov, N. Buske, J. Clement, P. Görnert, K. Höffken, K.-O. Kliche, T. Kober, M. Schnabelrauch, S. Vogt, K. Wagner and C. Gansau, US 6767635, 2004
53. C. Liu B. S. Zou A. J. Rondinone J. Zhang J. Am. Chem. Soc. 2000 122 6263 6267
54. H. Zeng J. Li J. P. Liu Z. L. Wang S. H. Sun Nature 2002 420 395 398
55. L. Babes B. Denizot G. Tanguy J. J. Le Jeune P. Jallet J. Colloid Interface Sci. 1999 212 474 482
56. J. M. Perez L. Josephson T. O'Loughlin D. Hogemann R. Weissleder Nat. Biotechnol. 2002 20 816 820
57. J. M. Perez T. O'Loughin F. J. Simeone R. Weissleder L. Josephson J. Am. Chem. Soc. 2002 124 2856 2857
58. T. J. Yoon W. Lee Y. S. Oh J. K. Lee New J. Chem. 2003 27 227 229
59. P. S. Doyle J. Bibette A. Bancaud J. L. Viovy Science 2002 295 2237 2237
60. H. W. Gu P. L. Ho K. W. T. Tsang L. Wang B. Xu J. Am. Chem. Soc. 2003 125 15702 15703
61. D. F. Cao P. L. He N. F. Hu Analyst 2003 128 1268 1274
62. E. X. Wu H. Y. Tang K. K. Wong J. Wang J. Magn. Reson. Imaging 2004 19 50 58
63. M. A. Correa-Duarte M. Giersig N. A. Kotov L. M. Liz-Marzan Langmuir 1998 14 6430 6435
64. Y. Lu Y. D. Yin B. T. Mayers Y. N. Xia Nano Lett. 2002 2 183 186
65. J.-K. Lee, M.-H. Cho, S.-B. Park and T.-J. Yoon, US 20100081130, 2010
66. M. Bikram, US 20100003197, 2010
67. O. Mykhaylyk Y. Sanchez-Antequera N. Tresilwised M. Doeblinger S. Thalhammer P. S. Holm C. Plank J. Controlled Release 2010 148 E63 E64
68. G. Liu J. Xie F. Zhang Z. Wang K. Luo L. Zhu Q. Quan G. Niu S. Lee H. Ai X. Chen Small 2011 7 2742 2749
69. S. C. McBain U. Griesenbach S. Xenariou A. Keramane C. D. Batich E. Alton J. Dobson Nanotechnology 2008 19
70. A. Fouriki J. Dobson Nanomedicine 2014 9 989 997
71. M. Subramanian J. Lim J. Dobson PLoS One 2013 8 8
72. A. Fouriki M. A. Clements N. Farrow J. Dobson J. Tissue Eng. Regener. Med. 2014 8 169 175
73. A. Fouriki J. Dobson Materials 2013 6 255 264
74. S. Iijima Nature 1991 354 56 58
75. N. W. S. Kam Z. Liu H. J. Dai J. Am. Chem. Soc. 2005 127 12492 12493
76. Z. Liu W. Cai L. He N. Nakayama K. Chen X. Sun X. Chen H. Dai Nat. Nanotechnol. 2007 2 47 52
77. Z. Liu J. T. Robinson X. Sun H. Dai J. Am. Chem. Soc. 2008 130 33 10876 10877
78. Z. Liu X. Sun N. Nakayama-Ratchford H. Dai ACS Nano 2007 1 50 56
79. D. Pantarotto R. Singh D. McCarthy M. Erhardt J. P. Briand M. Prato K. Kostarelos A. Bianco Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 5242 5246
80. M. Ahmed X. Jiang Z. Deng R. Narain Bioconjugate Chem. 2009 20 2017 2022
81. Y. Liu D. C. Wu W. D. Zhang X. Jiang C. B. He T. S. Chung S. H. Goh K. W. Leong Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 4782 4785
82. R. Singh D. Pantarotto D. McCarthy O. Chaloin J. Hoebeke C. D. Partidos J. P. Briand M. Prato A. Bianco K. Kostarelos J. Am. Chem. Soc. 2005 127 4388 4396
83. M. Prato K. Kostarelos A. Bianco Acc. Chem. Res. 2008 41 60 68
84. L. M. Hollanda A. O. Lobo M. Lancellotti E. Berni E. J. Corat H. Zanin Mater. Sci. Eng., C 2014 39 288 298
85. H. Q. Bao Y. Z. Pan Y. Ping N. G. Sahoo T. F. Wu L. Li J. Li L. H. Gan Small 2011 7 1569 1578
86. L. Z. Feng S. A. Zhang Z. A. Liu Nanoscale 2011 3 1252 1257
87. H. Kim R. Namgung K. Singha I. K. Oh W. J. Kim Bioconjugate Chem. 2011 22 2558 2567
88. H. Kim W. J. Kim Small 2014 10 117 126
89. B. A. Chen M. Liu L. M. Zhang J. Huang J. L. Yao Z. J. Zhang J. Mater. Chem. 2011 21 7736 7741
90. X. Liu D. Ma H. Tang L. Tan Q. Xie Y. Zhang M. Ma S. Yao ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 8173 8183
91. K. Li L. Feng J. Shen Q. Zhang Z. Liu S.-T. Lee J. Liu ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 6 5900 5907
92. A. B. Seabra A. J. Paula R. de Lima O. L. Alves N. Duran Chem. Res. Toxicol. 2014 27 159 168
93. T. H. D. Nguyen M. S. Lin A. Mustapha J. Food Prot. 2015 78 996 1002
94. B. Q. Luan T. Huynh L. Zhao R. H. Zhou ACS Nano 2015 9 663 669
95. O. J. Yoon I. Kim I. Y. Sohn T. T. Kieu N. E. Lee J. Biomed. Mater. Res., Part A 2014 102 2288 2294
96. Y. Chong Y. F. Ma H. Shen X. L. Tu X. Zhou J. Y. Xu J. W. Dai S. J. Fan Z. J. Zhang Biomaterials 2014 35 5041 5048
97. X. H. Gao Y. Y. Cui R. M. Levenson L. W. K. Chung S. M. Nie Nat. Biotechnol. 2004 22 969 976
98. X. H. Gao L. L. Yang J. A. Petros F. F. Marshal J. W. Simons S. M. Nie Curr. Opin. Biotechnol. 2005 16 63 72
99. T. Jamieson R. Bakhshi D. Petrova R. Pocock M. Imani A. M. Seifalian Biomaterials 2007 28 4717 4732
100. I. L. Medintz H. T. Uyeda E. R. Goldman H. Mattoussi Nat. Mater. 2005 4 435 446
101. X. Michalet F. F. Pinaud L. A. Bentolila J. M. Tsay S. Doose J. J. Li G. Sundaresan A. M. Wu S. S. Gambhir S. Weiss Science 2005 307 538 544
102. H. N. Yang J. S. Park S. Y. Jeon W. Park K. Na K. H. Park Biomaterials 2014 35 8439 8449
103. Q. Q. Dou X. T. Fang S. Jiang P. L. Chee T. C. Lee X. J. Loh RSC Adv. 2015 5 46817 46822
104. A. M. Derfus A. A. Chen D.-H. Min E. Ruoslahti S. N. Bhatia Bioconjugate Chem. 2007 18 1391 1396
105. D. Li G. Li W. Guo P. Li E. Wang J. Wang Biomaterials 2008 29 2776 2782
106. J.-M. Li M.-X. Zhao H. Su Y.-Y. Wang C.-P. Tan L.-N. Ji Z.-W. Mao Biomaterials 2011 32 7978 7987
107. M.-X. Zhao J.-M. Li L. Du C.-P. Tan Q. Xia Z.-W. Mao L.-N. Ji Chem.-Eur. J. 2011 17 5171 5179
108. J. Park J. Lee J. Kwag Y. Baek B. Kim C. J. Yoon S. Bok S. H. Cho K. H. Kim G. O. Ahn S. Kim ACS Nano 2015 9 6511 6521
109. D. Shao J. Li Y. Pan X. Zhang X. Zheng Z. Wang M. Zhang H. Zhang L. Chen Biomater. Sci. 2015 3 833 841
110. M. Z. Zhang C. Li B. Y. Fang M. H. Yao Q. Q. Ren L. Zhang Y. D. Zhao Nanotechnology 2014 25
111. Q. Q. Dou C. P. Teng E. Y. Ye X. J. Loh Int. J. Nanomed. 2015 10 419 432
112. J. Shan Z. Yong L. Kian Meng K. W. S. Eugene Y. Lei Nanotechnology 2009 20 155101
113. S. Jiang Y. Zhang Langmuir 2010 26 6689 6694
114. H. Guo N. M. Idris Y. Zhang Langmuir 2011 27 2854 2860
115. M. K. G. Jayakumar N. M. Idris Y. Zhang Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 8483 8488
116. Y. Yang F. Liu X. Liu B. Xing Nanoscale 2013 5 231 238
117. L. He L. Feng L. Cheng Y. Liu Z. Li R. Peng Y. Li L. Guo Z. Liu ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 5 10381 10388
118. L. Wang J. Liu Y. Dai Q. Yang Y. Zhang P. Yang Z. Cheng H. Lian C. Li Z. Hou P. a. Ma J. Lin Langmuir 2014 30 13042 13051
119. X. Bai S. Xu J. Liu L. Wang Talanta 2015 10.1016/j.talanta.2015.08.038
120. D. J. Bharali I. Klejbor E. K. Stachowiak P. Dutta I. Roy N. Kaur E. J. Bergey P. N. Prasad M. K. Stachowiak Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 11539 11544
121. T. Xia M. Kovochich M. Liong H. Meng S. Kabehie S. George J. I. Zink A. E. Nel ACS Nano 2009 3 3273 3286
122. D. R. Radu C. Y. Lai K. Jeftinija E. W. Rowe S. Jeftinija V. S. Y. Lin J. Am. Chem. Soc. 2004 126 13216 13217
123. J. Liu A. Stace-Naughton C. J. Brinker Chem. Commun. 2009 5100 5102 10.1039/b911472f
124. F. Kienberger L. T. Costa R. Zhu G. Kada M. Reithmayer L. Chtcheglova C. Rankl A. B. F. Pacheco S. Thalhammer V. Pastushenko W. M. Heckl D. Blaas P. Hinterdorfer Biomaterials 2007 28 2403 2411
125. R. J. Lewis J. H. Huang R. Pecora Macromolecules 1985 18 944 948
126. P. Tam M. Monck D. Lee O. Ludkovski E. C. Leng K. Clow H. Stark P. Scherrer R. W. Graham P. R. Cullis Gene Ther. 2000 7 1867 1874
127. M.-H. Kim H.-K. Na Y.-K. Kim S.-R. Ryoo H. S. Cho K. E. Lee H. Jeon R. Ryoo D.-H. Min ACS Nano 2011 5 3568 3576
128. C. Kneuer M. Sameti U. Bakowsky T. Schiestel H. Schirra H. Schmidt C.-M. Lehr Bioconjugate Chem. 2000 11 926 932
129. X. Du B. Shi J. Liang J. Bi S. Dai S. Z. Qiao Adv. Mater. 2013 25 5981 5985
130. X. Lin N. Zhao P. Yan H. Hu F.-J. Xu Acta Biomater. 2015 11 381 392
131. D. Kai S. S. Liow X. J. Loh Mater. Sci. Eng., C 2014 45 659 670
132. Q. Q. Dou S. S. Liow E. Y. Ye R. Lakshminarayanan X. J. Loh Adv. Healthcare Mater. 2014 3 977 988
133. X. J. Loh Mater. Horiz. 2014 1 185 195
134. E. Y. Ye P. L. Chee A. Prasad X. T. Fang C. Owh V. J. J. Yeo X. J. Loh Mater. Today 2014 17 194 202
135. H. Y. Ye A. A. Karim X. J. Loh Mater. Sci. Eng., C 2014 45 609 619