Casp3/7-Instructed Intracellular Aggregation of Fe3O4 Nanoparticles Enhances T2 MR Imaging of Tumor Apoptosis

Nano Letters

Volumn 16, Issue 4, 2016, Pages 2686-2691

  Yuan, Yue ^a   Ding, Zhanling ^a   Qian, Junchao ^b   Zhang, Jia ^a   Xu, Jinyong ^b   Dong, Xuejiao ^a   Han, Tao ^a   Ge, Shuchao ^a   Luo, Yufeng ^a   Wang, Yuwei ^a   Zhong, Kai ^b   Liang, Gaolin ^a  

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

^b HEFEI INSTITUTES OF PHYSICAL SCIENCE   (China)

Author keywords

aggregation; Caspase 3 7; magnetic resonance imaging; transverse relaxation; ultrasmall superparamagnetic iron oxide

Indexed keywords

AGGLOMERATION; CELL DEATH; CONDENSATION REACTIONS; ENZYMES; IRON OXIDES; MAGNETISM; NANOMAGNETICS; NANOPARTICLES; SUPERPARAMAGNETISM; TUMORS;

CASPASE-3/7; CONTROL GROUPS; MAGNETIC NANO-PARTICLES; NANOPARTICLE (NPS); NOVEL STRATEGIES; SMALL MOLECULES; TRANSVERSE RELAXATION; ULTRASMALL SUPERPARAMAGNETIC IRON OXIDE;

MAGNETIC RESONANCE IMAGING;

CASP3 PROTEIN, HUMAN; CASP7 PROTEIN, HUMAN; CASPASE 3; CASPASE 7; MAGNETITE NANOPARTICLE; TUMOR PROTEIN;

APOPTOSIS; CHEMISTRY; DIAGNOSTIC IMAGING; ENZYMOLOGY; HEP-G2 CELL LINE; HUMAN; METABOLISM; NEOPLASM; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE IMAGING;

APOPTOSIS; CASPASE 3; CASPASE 7; HEP G2 CELLS; HUMANS; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; MAGNETITE NANOPARTICLES; NEOPLASM PROTEINS; NEOPLASMS;

EID: 84964874114     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00331     Document Type: Article

References (40)

1. Bulte, J. W. M.; Kraitchman, D. L. NMR Biomed. 2004, 17, 484-499 10.1002/nbm.924
2. Shapiro, M. G.; Ramirez, R. M.; Sperling, L. J.; Sun, G.; Sun, J.; Pines, A.; Schaffer, D. V.; Bajaj, V. S. Nat. Chem. 2014, 6, 629-634 10.1038/nchem.1934
3. Kircher, M. F.; de la Zerda, A.; Jokerst, J. V.; Zavaleta, C. L.; Kempen, P. J.; Mittra, E.; Pitter, K.; Huang, R.; Campos, C.; Habte, F.; Sinclair, R.; Brennan, C. W.; Mellinghoff, I. K.; Holland, E. C.; Gambhir, S. S. Nat. Med. 2012, 18, 829-834 10.1038/nm.2721
4. Cheng, K.; Yang, M.; Zhang, R.; Qin, C.; Su, X.; Cheng, Z. ACS Nano 2014, 8, 9884-9896 10.1021/nn500188y
5. Chakravarty, R.; Valdovinos, H. F.; Chen, F.; Lewis, C. M.; Ellison, P. A.; Luo, H.; Meyerand, M. E.; Nickles, R. J.; Cai, W. Adv. Mater. 2014, 26, 5119-5123 10.1002/adma.201401372
6. Klippel, S.; Freund, C.; Schröder, L. Nano Lett. 2014, 14, 5721-5726 10.1021/nl502498w
7. Billotey, C.; Aspord, C.; Beuf, O.; Piaggio, E.; Gazeau, F.; Janier, M. F.; Thivolet, C. Radiology 2005, 236, 579-587 10.1148/radiol.2362040603
8. Nasongkla, N.; Bey, E.; Ren, J.; Ai, H.; Khemtong, C.; Guthi, J. S.; Chin, S. F.; Sherry, A. D.; Boothman, D. A.; Gao, J. Nano Lett. 2006, 6, 2427-2430 10.1021/nl061412u
9. Smirnov, P.; Lavergne, E.; Gazeau, F.; Lewin, M.; Boissonnas, A.; Doan, B. T.; Gillet, B.; Combadière, C.; Combadière, B.; Clément, O. Magn. Reson. Med. 2006, 56, 498-508 10.1002/mrm.20996
10. Bourrinet, P.; Bengele, H. H.; Bonnemain, B.; Dencausse, A.; Idee, J. M.; Jacobs, P. M.; Lewis, J. M. Invest. Radiol. 2006, 41, 313-324 10.1097/01.rli.0000197669.80475.dd
11. Larsson, E. M.; Sunden, P.; Olsson, C. G.; Debatin, J.; Duerinckx, A. J.; Baum, R.; Hahn, D.; Ebner, F. AJR, Am. J. Roentgenol. 2003, 180, 227-232 10.2214/ajr.180.1.1800227
12. Muller, K.; Skepper, J. N.; Posfai, M.; Trivedi, R.; Howarth, S.; Corot, C.; Lancelot, E.; Thompson, P. W.; Brown, A. P.; Gillard, J. H. Biomaterials 2007, 28, 1629-1642 10.1016/j.biomaterials.2006.12.003
13. Wiart, M.; Davoust, N.; Pialat, J. B.; Desestret, V.; Moucharrafie, S.; Cho, T. H.; Mutin, M.; Langlois, J. B.; Beuf, O.; Honnorat, J.; Nighoghossian, N.; Berthezène, Y. Stroke 2007, 38, 131-137 10.1161/01.STR.0000252159.05702.00
14. Saleh, A.; Schroeter, M.; Ringelstein, A.; Hartung, H. P.; Siebler, M.; Modder, U.; Jander, S. Stroke 2007, 38, 2733-2737 10.1161/STROKEAHA.107.481788
15. Jun, Y. W.; Huh, Y. M.; Choi, J. S.; Lee, J. H.; Song, H. T.; Kim, S.; Yoon, S.; Kim, K. S.; Shin, J. S.; Suh, J. S.; Cheon, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5732-5733 10.1021/ja0422155
16. Zhao, Z.; Zhou, Z.; Bao, J.; Wang, Z.; Hu, J.; Chi, X.; Ni, K.; Wang, R.; Chen, X.; Chen, Z.; Gao, J. Nat. Commun. 2013, 4, 2266 10.1038/ncomms3266
17. Zhou, Z.; Zhao, Z.; Zhang, H.; Wang, Z.; Chen, X.; Wang, R.; Chen, Z.; Gao, J. ACS Nano 2014, 8, 7976-7985 10.1021/nn5038652
18. Lewis, C. M.; Graves, S. A.; Hernandez, R.; Valdovinos, H. F.; Barnhart, T. E.; Cai, W.; Meyerand, M. E.; Nickles, R. J.; Suzuki, M. Theranostics 2015, 5, 227-239 10.7150/thno.10185
19. Lee, J. H.; Huh, Y. M.; Jun, Y.; Seo, J.; Jang, J.; Song, H. T.; Kim, S.; Cho, E. J.; Yoon, H. G.; Suh, J. S.; Cheon, J. Nat. Med. 2007, 13, 95-99 10.1038/nm1467
20. Lin, Y.; Wang, S.; Zhang, Y.; Gao, J.; Hong, L.; Wang, X.; Wu, W.; Jiang, X. J. Mater. Chem. B 2015, 3, 5702-5710 10.1039/C5TB00593K
21. Chen, D.; Li, N.; Gu, H.; Xia, X.; Xu, Q.; Ge, J.; Lu, J.; Li, Y. Chem. Commun. 2010, 46, 6708-6710 10.1039/c0cc01857k
22. Laurent, S.; Forge, D.; Port, M.; Roch, A.; Robic, C.; Vander Elst, L.; Muller, R. N. Chem. Rev. 2008, 108, 2064-2110 10.1021/cr068445e
23. Huang, J.; Bu, L.; Xie, J.; Chen, K.; Cheng, Z.; Li, X.; Chen, X. ACS Nano 2010, 4, 7151-7160 10.1021/nn101643u
24. Gallo, J.; Kamaly, N.; Lavdas, I.; Stevens, E.; Nguyen, Q. D.; Wylezinska-Arridge, M.; Aboagye, E. O.; Long, N. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9550-9554 10.1002/anie.201405442
25. Li, Y.; Liu, Z.; Yu, G.; Jiang, W.; Mao, C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4320-4323 10.1021/jacs.5b01196
26. Gu, H.; Ho, P. L.; Tong, E.; Wang, L.; Xu, B. Nano Lett. 2003, 3, 1261-1263 10.1021/nl034396z
27. Yoo, B.; Pagel, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14032-14033 10.1021/ja063874f
28. Yuan, Y.; Sun, H.; Ge, S.; Wang, M.; Zhao, H.; Wang, L.; An, L.; Zhang, J.; Zhang, H.; Hu, B.; Wang, J.; Liang, G. ACS Nano 2015, 9, 761-768 10.1021/nn5062657
29. Mizukami, S.; Takikawa, R.; Sugihara, F.; Hori, Y.; Tochio, H.; Wälchli, M.; Shirakawa, M.; Kikuchi, K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 794-795 10.1021/ja077058z
30. Mizukami, S.; Takikawa, R.; Sugihara, F.; Shirakawa, M.; Kikuchi, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3641-3643 10.1002/anie.200806328
31. Ye, D. J.; Shuhendler, A. J.; Pandit, P.; Brewer, K. D.; Tee, S. S.; Cui, L. N.; Tikhomirov, G.; Rutt, B.; Rao, J. H. Chem. Sci. 2014, 5, 3845-3852 10.1039/C4SC01392A
32. Dash, R.; Chung, J.; Chan, T.; Yamada, M.; Barral, J.; Nishimura, D.; Yang, P. C.; Simpson, P. C. Magn. Reson. Med. 2011, 66, 1152-1162 10.1002/mrm.22876
33. Hakumaki, J. M.; Liimatainen, T. Eur. J. Radiol. 2005, 56, 143-153 10.1016/j.ejrad.2005.03.016
34. Liang, G. L.; Ren, H. J.; Rao, J. H. Nat. Chem. 2010, 2, 54-60 10.1038/nchem.480
35. Liu, S.; Tang, A.; Xie, M.; Zhao, Y.; Jiang, J.; Liang, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 3639-3642 10.1002/anie.201409952
36. Yuan, Y.; Ge, S.; Sun, H.; Dong, X.; Zhao, H.; An, L.; Zhang, J.; Wang, J.; Hu, B.; Liang, G. ACS Nano 2015, 9, 5117-5124 10.1021/acsnano.5b00287
37. Yuan, Y.; Wang, L.; Du, W.; Ding, Z.; Zhang, J.; Han, T.; An, L.; Zhang, H.; Liang, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 9700-9704 10.1002/anie.201504329
38. Xu, X.; Gerard, A. L. V.; Huang, B. C. B.; Anderson, D. C.; Payan, D. G.; Luo, Y. Nucleic Acids Res. 1998, 26, 2034-2035 10.1093/nar/26.8.2034
39. Billecke, C. A.; Ljungman, M. E.; McKay, B. C.; Rehemtulla, A.; Taneja, N.; Ethier, S. P. Oncogene 2002, 21, 4481-4489 10.1038/sj.onc.1205546
40. Ye, D. J.; Shuhendler, A. J.; Cui, L. N.; Tong, L.; Tee, S. S.; Tikhomirov, G.; Felsher, D. W.; Rao, J. H. Nat. Chem. 2014, 6, 519-526 10.1038/nchem.1920