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Remote Induction of Cell Autophagy by 2D MoS2 Nanosheets via Perturbing Cell Surface Receptors and mTOR Pathway from Outside of Cells

内化 纳米片 材料科学 纳米颗粒 自噬 PI3K/AKT/mTOR通路 生物物理学 细胞 细胞生物学 纳米技术 受体 信号转导 生物 生物化学 细胞凋亡
作者
Xiaofei Zhou,Jianbo Jia,Zhen Luo,Gaoxing Su,Tongtao Yue,Bing Yan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (7): 6829-6839 被引量:32
标识
DOI:10.1021/acsami.8b21886
摘要

The ability of nanoparticles to induce adverse consequences in human cells relies on their physical shapes. In this aspect, how two-dimensional nanoparticles differ from three-dimensional nanoparticles is not well-known. To elucidate this difference, combined experimental and theoretical approaches are employed to compare MoS2 nanosheets with 5-layer and 40-layer thicknesses for their cellular effects and the associated molecular events. At a concentration as defined by the nanosheet surface areas (10 cm2/mL), 40-layer nanosheets are internalized by cells, whereas 5-layer nanosheets mostly bind to the cell surface without internalization. Although they alter different autophagy-related genes, a common mechanism is that they both perturb cell surface protein amyloid precursor proteins and activate the mTOR signaling pathway. Our findings prove that the perturbation of cellular function without nanoparticle internalization has significant nanomedicinal and nanotoxicological significances.
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