Photothermal Excitation of Neurons Using MXene: Cellular Stress and Phototoxicity Evaluation.
Ti3C2Tx MXene
biosafety
dorsal root ganglion
neurons
photothermal modulation
phototoxicity
Journal
Advanced healthcare materials
ISSN: 2192-2659
Titre abrégé: Adv Healthc Mater
Pays: Germany
ID NLM: 101581613
Informations de publication
Date de publication:
26 Sep 2023
26 Sep 2023
Historique:
revised:
17
09
2023
received:
21
07
2023
pubmed:
27
9
2023
medline:
27
9
2023
entrez:
27
9
2023
Statut:
aheadofprint
Résumé
Understanding the communication of individual neurons necessitates precise control of neural activity. Photothermal modulation is a remote and non-genetic technique to control neural activity with high spatiotemporal resolution. The local heat release by photothermally active nanomaterial will change the membrane properties of the interfaced neurons during light illumination. Recently, it is demonstrated that the two-dimensional Ti
Identifiants
pubmed: 37755313
doi: 10.1002/adhm.202302330
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2302330Subventions
Organisme : NINDS NIH HHS
ID : R01NS121219
Pays : United States
Organisme : NIH HHS
ID : R21EB029164
Pays : United States
Organisme : NIH HHS
ID : R01 NS122784
Pays : United States
Informations de copyright
© 2023 The Authors. Advanced Healthcare Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
a) A. Garcia-Etxarri, R. Yuste, Nat. Methods 2021, 18, 1287;
b) R. Garg, D. S. Roman, Y. Wang, D. Cohen-Karni, T. Cohen-Karni, Biophys. Rev. 2021, 2, 041304.
a) J. L. Carvalho-De-Souza, J. S. Treger, B. Dang, S. B. H. Kent, D. R. Pepperberg, F. Bezanilla, Neuron 2015, 86, 207;
b) Y. Wang, R. Garg, J. E. Hartung, A. Goad, D. A. Patel, F. Vitale, M. S. Gold, Y. Gogotsi, T. Cohen-Karni, ACS Nano 2021, 15, 14662;
c) A. Prominski, J. Shi, P. Li, J. Yue, Y. Lin, J. Park, B. Tian, M. Y. Rotenberg, Nat. Mater. 2022, 21, 647;
d) S. K. Rastogi, R. Garg, M. G. Scopelliti, B. I. Pinto, J. E. Hartung, S. Kim, C. G. E. Murphey, N. Johnson, D. San Roman, F. Bezanilla, J. F. Cahoon, M. S. Gold, M. Chamanzar, T. Cohen-Karni, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020, 117, 13339;
e) D. Ghezzi, M. R. Antognazza, M. Dal Maschio, E. Lanzarini, F. Benfenati, G. Lanzani, Nat. Commun. 2011, 2, 166;
f) Y. Huang, Y. Cui, H. Deng, J. Wang, R. Hong, S. Hu, H. Hou, Y. Dong, H. Wang, J. Chen, Nat. Biomed. Eng. 2022, 7, 486;
g) S. Yoo, S. Hong, Y. Choi, J. i.-H. o. Park, Y. Nam, ACS Nano 2014, 8, 8040;
h) J. K. Carrow, K. A. Singh, M. K. Jaiswal, A. Ramirez, G. Lokhande, A. T. Yeh, T. R. Sarkar, I. Singh, A. K. Gaharwar, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020, 117, 13329;
i) I. Abdel Aziz, M. Malferrari, F. Roggiani, G. Tullii, S. Rapino, M. R. Antognazza, iScience 2020, 23, 101091.
Y. Wang, R. Garg, D. Cohen-Karni, T. Cohen-Karni, Nat. Rev. Bioeng. 2023, 1, 193.
a) K. Eom, J. Kim, J. M. Choi, T. Kang, J. W. Chang, K. M. Byun, S. B. Jun, S. J. Kim, Small 2014, 10, 3853;
b) M. Tang, X. Zhang, A. Yang, Y. Liu, K. Xie, Y. Zhou, C. Wang, J. Liu, P. Shi, X. Lin, Small 2022, 18, 2105388;
c) X. Wu, Y. Jiang, N. J. Rommelfanger, F. Yang, Q. Zhou, R. Yin, J. Liu, S. Cai, W. Ren, A. Shin, K. S. Ong, K. Pu, G. Hong, Nat. Biomed. Eng. 2022, 6, 754.
A. Umapathi, M. Kumawat, H. K. Daima, Environ. Chem. Lett. 2022, 20, 445.
C. N. Ramirez, C. Antczak, H. Djaballah, Expert Opin. Drug Discovery 2010, 5, 223.
a) M. Battaglini, A. Marino, A. Carmignani, C. Tapeinos, V. Cauda, A. Ancona, N. Garino, V. Vighetto, G. La Rosa, E. Sinibaldi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 35782;
b) S. Johannsmeier, P. Heeger, M. Terakawa, S. Kalies, A. Heisterkamp, T. Ripken, D. Heinemann, Sci. Rep. 2018, 8, 6533.
H. Lin, X. Wang, L. Yu, Y. Chen, J. Shi, Nano Lett. 2017, 17, 384.
R. Li, L. Zhang, L. Shi, P. Wang, ACS Nano 2017, 11, 3752.
D. Zhang, D. Shah, A. Boltasseva, Y. Gogotsi, ACS Photonics 2022, 9, 1108.
a) J. Wu, Y. Yu, G. Su, Nanomaterials 2022, 12, 828;
b) A. M. Jastrzebska, A. Szuplewska, T. Wojciechowski, M. Chudy, W. Ziemkowska, L. Chlubny, A. Rozmyslowska, A. Olszyna, J. Hazard. Mater. 2017, 339, 1;
c) G. P. Lim, C. F. Soon, N. L. Ma, M. Morsin, N. Nayan, M. K. Ahmad, K. S. Tee, Environ. Res. 2021, 201, 111592.
Y. Jiang, R. Parameswaran, X. Li, J. L. Carvalho-De-Souza, X. Gao, L. Meng, F. Bezanilla, G. M. G. Shepherd, B. Tian, Nat. Protoc. 2019, 14, 1339.
J. L. Carvalho-De-Souza, B. I. Pinto, D. R. Pepperberg, F. Bezanilla, Biophys. J. 2018, 114, 283.
C. Grienberger, A. Konnerth, Neuron 2012, 73, 862.
S.-G. Lu, X. Zhang, M. S. Gold, J. Physiol. 2006, 577, 169.
D. Bratosin, L. Mitrofan, C. Palii, J. Estaquier, J. Montreuil, Cytometry A 2005, 66, 78.
a) S. W. Perry, J. P. Norman, J. Barbieri, E. B. Brown, H. A. Gelbard, BioTechniques 2011, 50, 98;
b) D. G. Nicholls, M. W. Ward, Trends Neurosci. 2000, 23, 166;
c) A. P. Leonard, R. B. Cameron, J. L. Speiser, B. J. Wolf, Y. K. Peterson, R. G. Schnellmann, C. C. Beeson, B. Rohrer, Biochim. Biophys. Acta 2015, 1853, 348;
d) P. M. Herst, M. R. Rowe, G. M. Carson, M. V. Berridge, Front. Endocrinol. 2017, 8, 296.
a) G. Szabadkai, M. R. Duchen, Physiology 2008, 23, 84;
b) N. B. Pivovarova, S. B. Andrews, FEBS J. 2010, 277, 3622.
A. Szewczyk, W. Jarmuszkiewicz, W. S. Kunz, IUBMB Life 2009, 61, 134.
S. K. Rastogi, G. Raghavan, G. Yang, T. Cohen-Karni, Nano Lett. 2017, 17, 3297.
L. Matino, S. K. Rastogi, L. D. Garma, T. Cohen-Karni, F. Santoro, Adv. Mater. Interfaces 2020, 7, 2000699.
H. Sies, D. P. Jones, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2020, 21, 363.
a) R. Dixit, R. Cyr, Plant J. 2003, 36, 280;
b) K. L. Tosheva, Y. Yuan, P. Matos Pereira, S. Culley, R. Henriques, J. Phys. D: Appl. Phys. 2020, 53, 163001.
M. L. Cunningham, J. S. Johnson, S. M. Giovanazzi, M. J. Peak, Photochem. Photobiol. 1985, 42, 125.
J. Wojsiat, K. M. Zoltowska, K. Laskowska-Kaszub, U. Wojda, Oxid. Med. Cell. Longevity 2018, 2018, 435861.
M. Oparka, J. Walczak, D. Malinska, L. M. P. E. Van Oppen, J. Szczepanowska, W. J. H. Koopman, M. R. Wieckowski, Methods 2016, 109, 3.
C. Ransy, C. Vaz, A. Lombès, F. Bouillaud, Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 9149.
X. Wu, F. Yang, S. Cai, K. Pu, G. Hong, ACS Nano 2023, 17, 7941.
T. S. Mathis, K. Maleski, A. Goad, A. Sarycheva, M. Anayee, A. C. Foucher, K. Hantanasirisakul, C. E. Shuck, E. A. Stach, Y. Gogotsi, ACS Nano 2021, 15, 6420.
J. Yao, B. Liu, F. Qin, Biophys. J. 2009, 96, 3611.
M. Allen, D. Poggiali, K. Whitaker, T. R. Marshall, R. A. Kievit, Wellcome Open Res. 2019, 4, 63.