Abstract
The review addresses issues pertinent to Mn accumulation and its mechanisms of transport, its neurotoxicity and mechanisms of neurodegeneration. The role of mitochondria and glia in this process is emphasized. We also discuss gene x environment interactions, focusing on the interplay between genes linked to Parkinson’s disease (PD) and sensitivity to Mn.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Abbreviations
- AD:
-
Alzheimer’s disease
- A-b:
-
amyloid-b
- BBB:
-
blood-brain barrier
- BH4 :
-
tetrahydrobiopterin
- CHOP:
-
C/EBP homologous protein
- CNS:
-
central nervous system
- DA:
-
dopamine
- DAergic:
-
dopaminergic
- DARPP-32:
-
dopamine- and cAMP-regulated neuronal phosphoprotein
- DAT:
-
dopamine transporter
- Dcytb:
-
duodenal cytochrome B
- DMT1:
-
divalent metal transporter 1
- ER:
-
endoplasmic reticulum
- ESADDI:
-
estimated safe and adequate dietary intake
- Fpn:
-
ferroportin
- GABA:
-
γ-aminobutyric acid
- GRP78:
-
glucose-regulated protein 78
- GSH:
-
glutathione
- HEK293:
-
human embryonic kidney cells 293
- HFE:
-
hemochromatosis protein
- HRE:
-
hypoxia response element
- IL-1β:
-
interleukin-1β
- IL-6:
-
interleukin-6
- iNOS:
-
inducible nitric oxide
- IRE:
-
iron response element
- IREG1:
-
iron-regulated protein 1
- IRP:
-
iron-responsive protein
- KRS:
-
Kufor-Rakeb syndrome
- l-dopa:
-
L-3,4-dihydroxyphenylalanine
- l-NOARG:
-
NG-nitro-l-arginine
- LPS:
-
lipopolysaccharide
- Maneb:
-
manganese ethylene-bis-dithiocarbamate
- MAO:
-
monoamine oxidase
- MAP2:
-
microtubule-associated protein
- MDA:
-
malondialdehyde
- MnSOD:
-
Mn superoxide dismutase
- MPTP:
-
1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine
- MTP1:
-
metal tolerance protein 1
- NADH:
-
nicotinamide adenine dinucleotide (reduced)
- NF:
-
necrosis factor
- NMDA:
-
N-methyl-D-aspartate
- NOS:
-
nitric oxide synthase
- NRC:
-
National Research Council
- OEC:
-
oxygen-evolving complex
- ORAI1:
-
calcium release-activated calcium channel protein 1
- PD:
-
Parkinson’s disease
- PKCd:
-
protein kinase Cd
- PQ:
-
paraquat
- QPCR:
-
real-time polymerase chain reaction
- RDA:
-
Recommended Dietary Allowance
- RNS:
-
reactive nitrogen species
- ROS:
-
reactive oxygen species
- SERCA:
-
sarcoplasmic reticulum Ca-ATPase
- SLC39:
-
solute-carrier-39
- SNpc:
-
substantia nigra pars compacta
- SOC:
-
store-operated Ca2+ channels
- SOD:
-
superoxide dismutase
- SOD2:
-
mitochondrial superoxide dismutase
- SSB:
-
single strand breaks
- STIM1:
-
Ca2+ sensor protein
- Tf:
-
transferrin
- TfR:
-
transferrin receptor
- TH:
-
tyrosine hydroxylase
- TNFα:
-
tumor necrosis factor α
- TRPM7:
-
transient receptor potential cation channel, subfamily M, member 7
- Ub:
-
ubiquitin
- UTR:
-
untranslated region
- ZIP:
-
zinc transporter
References
J. L. Greger, J. Nutr. 1998, 128, 368S–371S.
National Academy of Sciences (NAS). Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Panel on Micronutrients, Subcommittees on Upper Reference Levels of Nutrients and of Interpretation and Use of Dietary Reference Intakes, and the Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes. 2001, available from: <www.nap.edu/books/ 0309072794/html/>
P. Aisen, R. Aasa, A. G. Redfield, J. Biol. Chem. 1969, 244, 4628–4633.
J. W. Critchfield, C. L. Keen, Metabolism 1992, 41, 1087–1092.
C. L. Keen, J. G. Bell, B. Lonnerdal, J. Nutr. 1986, 116, 395–402.
C. L. Keen, S. Zidenberg-Cherr, Manganese Toxicity in Humans and Experimental Animals, in Manganese in Health and Disease, Ed D. J. Klimis-Tavantzis, CRC Press, Boca Raton, FL, 1994, pp 193–205.
C. L. Keen, B. Lonnerdal, M. Clegg, L. S. Hurley, J. Nutr. 1981, 111, 226–230.
C. L. Keen, J. L. Ensunsa, M. H. Watson, D. L. Baly, S. M. Donovan, M. H. Monaco, M. S. Clegg, Neurotoxicology 1999, 20, 213–223.
J. L. Greger, J. Nutr. 1998, 128, 368S–371S.
G. L. Rehnberg, J. F. Hein, S. D. Carter, R. S. Linko, J. W. Laskey, J. Toxicol. Environ. Health 1982, 6, 217–226.
P. S. Papavasiliou, S. T. Miller, G. C. Cotzias, Am. J. Physiol. 1966, 211, 211–216.
C. M. Lucaciu, C. Dragu, L. Copaescu, V. V. Morariu, Biochim. Biophys. Acta 1997, 1328, 90–98.
S. S. Kannurpatti, P. G. Joshi, N. B. Joshi, Neurochem. Res. 2000, 25, 1527–1536.
C. Grimm, R. Kraft, S. Sauerbruch, G. Schultz, C. Harteneck, J. Biol. Chem. 2003, 278, 21493–21501.
A. Riccio, C. Mattei, R. E. Kelsell, A. D. Medhurst, A. R. Calver, A. D. Randall, J. B. Davis, C. D. Benham, M. N. Pangalos, J. Biol. Chem. 2002, 277, 12302–12309.
R. A. Yokel, Neuromol. Med. 2009, 11, 297–310.
J. A. Roth, M. D. Garrick, Biochem. Pharmacol. 2003, 66, 1–13.
M. Aschner, D. C. Dorman, Toxicol. Rev. 2006, 25, 147–154.
M. D. Garrick, S. T. Singleton, F. Vargas, H. C. Kuo, L. Zhao, M. Knopfel, T. Davidson, M. Costa, P. Paradkar, J. A. Roth, L. M. Garrick, Biol. Res. 2006, 39, 79–85.
H. Fujishiro, K. Kubota, D. Inoue, A. Inoue, T. Yanagiya, S. Enomoto, S. Himeno, Toxicology 2011, 280, 118–125.
L. He, K. Girijashanker, T. P. Dalton, J. Reed, H. Li, M. Soleimani, D. W. Nebert, Mol. Pharmacol. 2006, 70, 171–180.
S. Himeno, T. Yanagiya, H. Fujishiro, Biochimie 2009, 91, 1218–1222.
K. Girijashanker, L. He, M. Soleimani, J. M. Reed, H. Li, Z. Liu, B. Wang, T. P. Dalton, D. W. Nebert, Mol. Pharmacol. 2008, 73, 1413–1423.
B. Mackenzie, H. Takanaga, N. Hubert, A. Rolfs, M. A. Hediger, Biochem. J. 2007, 403, 59–69.
H. Gunshin, B. Mackenzie, U. V. Berger, Y. Gunshin, M. F. Romero, W. F. Boron, S. Nussberger, J. L. Gollan, M. A. Hediger, Nature 1997, 388, 482–488.
J. A. Roth, Biol. Res. 2006, 39, 45–57.
M. Arredondo, P. Munoz, C. V. Mura, M. T. Nunez, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2003, 284, C1525–1530.
M. D. Garrick, S. T. Singleton, F. Vargas, H. C. Kuo, L. Zhao, M. Knopfel, T. Davidson, M. Costa, P. Paradkar, J. A. Roth, L. M. Garrick, Biol. Res. 2006, 39, 79–85.
B. Mackenzie, M. D. Garrick, Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2005, 289, G981–986.
J. F. Collins, Biol. Res. 2006, 39, 25–37.
L. Davidsson, A. Cederblad, B. Lonnerdal, B. Sandstrom, Am. J. Dis. Child. 1989, 143, 823–827.
L. Davidsson, A. Cederblad, B. Lonnerdal, B. Sandstrom, Am. J. Clin. Nutr. 1991, 54, 1065–1070.
R. A. Gibbons, S. N. Dixon, K. Hallis, A. M. Russell, B. F. Sansom, H. W. Symonds, Biochim. Biophys. Acta 1976, 444, 1–10.
P. E. Johnson, G. I. Lykken, E. D. Korynta, J. Nutr. 1991, 121, 711–717.
Z. Yin, H. Jiang, E.S. Lee, M. Ni, K. M. Erikson, D. Milatovic, A. B. Bowman, M. Aschner, J. Neurochem. 2010, 112, 1190–1198.
X. Wang, D. S. Miller, W. Zheng, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2008, 230, 167–174.
M. S. Madejczyk, N. Ballatori, Biochim. Biophys. Acta 2012, 1818, 651–657.
J. F. Collins, M. Wessling-Resnick, M. D. Knutson, J. Nutr. 2008, 138, 2284–2288.
T. Ganz, Blood 2011, 117, 4425–4433.
L. Davidsson, B. Lonnerdal, B. Sandstrom, C. Kunz, C. L. Keen, J. Nutr. 1989, 119, 1461–1464.
G.J. Anderson, D. M. Frazer, A. T. McKie, C. D. Vulpe, Blood Cells Mol. Dis. 2002, 29, 367–375.
S. Cherukuri, R. Potla, J. Sarkar, S. Nurko, Z. L. Harris, P. L. Fox, Cell Metab. 2005, 2, 309–319.
T. Jursa, D. R. Smith, Toxicol. Sci. 2009, 107, 182–193.
R. A. Gibbons, S. N. Dixon, A. M. Russell, B. F. Sansom, Biochim. Biophys. Acta 1976, 437, 301–304.
G. J. Anderson, C. D. Vulpe, Cell Mol. Life Sci. 2009, 66, 3241–3261.
T. Moos, E. H. Morgan, J. Neurosci. Res. 1998, 54, 486–494.
R. B. Hernández, M. Farina, B. P. Esposito, N. C. Souza-Pinto, F. Barbosa, Jr., C. Sunol, Toxicol. Sci. 2011, 124, 414–423.
G. W. Bates, C. Billups, P. Saltman, J. Biol. Chem. 1967, 242, 2816–2821.
K. Tulpule, S. R. Robinson, G. M. Bishop, R. Dringen, J. Neurosci. Res. 2010, 88, 563–571.
Y. Ke, Z. M. Qian, Prog. Neurobiol. 2007, 83, 149–173.
J. Henriksson, J. Tallkvist, H. Tjalve, Toxicol. Appl. Pharmacol. 1999, 156, 119–128.
D. Vitarella, B. A. Wong, O. R. Moss, D. C. Dorman, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2000, 163, 279–285.
L. D. Fechter, D. L. Johnson, R. A. Lynch, Neurotoxicology 2002, 23, 177–183.
A. W. Dobson, S. Weber, D. C. Dorman, L. K. Lash, K. M. Erikson, M. Aschner, Biol. Trace Elem. Res. 2003, 93, 113–126.
D. C. Dorman, B. E. McManus, C. U. Parkinson, C. A. Manuel, A. M. McElveen, J. I. Everitt, Inhal. Toxicol. 2004, 16, 481–488.
L. Normandin, L. Ann Beaupre, F. Salehi, A. St-Pierre, G. Kennedy, D. Mergler, R. F. Butterworth, S. Philippe, J. Zayed, Neurotoxicology 2004, 25, 433–441.
K. Thompson, R. M. Molina, T. Donaghey, J. E. Schwob, J. D. Brain, M. Wessling-Resnick, FASEB J. 2007, 21, 223–230.
D. C. Dorman, M. F. Struve, R. A. James, M. W. Marshall, C. U. Parkinson, B. A. Wong, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2001, 170, 79–87.
G. Oberdorster, Z. Sharp, V. Atudorei, A. Elder, R. Gelein, W. Kreyling, C. Cox, Inhal. Toxicol. 2004, 16, 437–445.
X. Wang, G. J. Li, W. Zheng, Brain Res. 2006, 1097, 1–10.
A. T. McKie, Biochem. Soc. Trans. 2008, 36, 1239–1241.
R. S. Ohgami, D. R. Campagna, E. L. Greer, B. Antiochos, A. McDonald, J. Chen, J. J. Sharp, Y. Fujiwara, J. E. Barker, M. D. Fleming, Nat. Genet. 2005, 37, 1264–1269.
R. S. Ohgami, D. R. Campagna, A. McDonald, M. D. Fleming, Blood 2006, 108, 1388–1394.
T. E. Gunter, C. E. Gavin, M. Aschner, K. K. Gunter, Neurotoxicology 2006, 27, 765–776.
M. D. Fleming, M. A. Romano, M. A. Su, L. M. Garrick, M. D. Garrick, N. C. Andrews, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 1148–1153.
N. Hubert, M. W. Hentze, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 12345–12350.
P. L. Lee, T. Gelbart, C. West, C. Halloran, E. Beutler, Blood Cells Mol. Dis. 1998, 24, 199–215.
J. Kato, M. Kobune, S. Ohkubo, K. Fujikawa, M. Tanaka, R. Takimoto, K. Takada, D. Takahari, Y. Kawano, Y. Kohgo, Y. Niitsu, Exp. Hematol. 2007, 35, 879–887.
J. A. Roth, C. Horbinski, D. Higgins, P. Lein, M. D. Garrick, Neurotoxicology 2002, 23, 147–157.
S. J. Garcia, K. Gellein, T. Syversen, M. Aschner, Toxicol. Sci. 2007, 95, 205–214.
V. A. Fitsanakis, N. Zhang, J. G. Anderson, K. M. Erikson, M. J. Avison, J. C. Gore, M. Aschner, Toxicol. Sci. 2008, 103, 116–124.
S. L. Hansen, N. Trakooljul, H. C. Liu, A. J. Moeser, J. W. Spears, J. Nutr. 2009, 139, 1474–1479.
M. T. Nunez, V. Tapia, A. Rojas, P. Aguirre, F. Gomez, F. Nualart, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2010, 298, C477–485.
C. Kwik-Uribe, D. R. Smith, J. Neurosci. Res. 2006, 83, 1601–1610.
E. C. Theil, J. Nutr. 2011, 141, 724S–728S.
J. A. Roth, L. Feng, K. G. Dolan, A. Lis, M. D. Garrick, J. Neurosci. Res. 2002, 68, 76–83.
K. M. Erikson, T. Syversen, E. Steinnes, M. Aschner, J. Nutr. Biochem. 2004, 15, 335–341.
K. M. Erikson, Z. K. Shihabi, J. L. Aschner, M. Aschner, Biol. Trace Elem. Res. 2002, 87, 143–156.
P. N. Paradkar, J. A. Roth, Biochem. J. 2006, 394, 173–183.
P. N. Paradkar, J. A. Roth, J. Neurochem. 2006, 96, 1768–1777.
P. N. Paradkar, J. A. Roth, J. Cell Physiol. 2007, 211, 183–188.
A. Lis, P. N. Paradkar, S. Singleton, H. C. Kuo, M. D. Garrick, J.A. Roth, Biochem. Pharmacol. 2005, 69, 1647–1655.
D. Wang, L. H. Wang, Y. Zhao, Y. P. Lu, L. Zhu, IUBMB Life 2010, 62, 629–636.
H. Fujishiro, M. Doi, S. Enomoto, S. Himeno, Metallomics 2011, 3, 710–718.
J. P. Liuzzi, F. Aydemir, H. Nam, M. D. Knutson, R. J. Cousins, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 13612–13617.
M. Chesler, Physiol. Rev. 2003, 83, 1183–1221.
C. Ma, S. N. Schneider, M. Miller, D. W. Nebert, C. Lind, S. M. Roda, S. E. Afton, J. A. Caruso, M. B. Genter, J. Biochem. Mol. Toxicol. 2008, 22, 305–310.
J. J. Pinilla-Tenas, B. K. Sparkman, A. Shawki, A. C. Illing, C. J. Mitchell, N. Zhao, J. P. Liuzzi, R. J. Cousins, M. D. Knutson, B. Mackenzie, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2011, 301, C862–871.
J. Gao, N. Zhao, M. D. Knutson, C. A. Enns, J. Biol. Chem. 2008, 283, 21462–21468.
N. Zhao, J. Gao, C. A. Enns, M. D. Knutson, J. Biol. Chem. 2010, 285, 32141–32150.
K. Loutzenhiser, R. Loutzenhiser, Circ. Res. 2000, 87, 551–557.
R. A. Yokel, J. S. Crossgrove, Res. Rep. Health Eff. Inst. 2004, 7–58; discussion 59–73.
J. S. Crossgrove, R. A. Yokel, Neurotoxicology 2005, 26, 297–307.
I. Jardin, L. J. Gomez, G. M. Salido, J. A. Rosado, Biochem. J. 2009, 420, 267–276.
A. Guilbert, M. Gautier, I. Dhennin-Duthille, N. Haren, H. Sevestre, H. Ouadid-Ahidouch, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2009, 297, C493–502.
D. Plenz, M. Herrera-Marschitz, S. T. Kitai, J. Comp. Neurol. 1998, 397, 437–457.
S. T. Rouse, M. J. Marino, S. R. Bradley, H. Awad, M. Wittmann, P. J. Conn, Pharmacol. Ther. 2000, 88, 427–435.
E. P. Brouillet, L. Shinobu, U. McGarvey, F. Hochberg, M. F. Beal, Exp. Neurol. 1993, 120, 89–94.
Z. Xu, K. Jia, B. Xu, A. He, J. Li, Y. Deng, F. Zhang, Toxicol. Ind. Health 2010, 26, 55–60.
Y. Deng, Z. Xu, B. Xu, Y. Tian, X. Xin, X. Deng, J. Gao, Brain Res. 2009, 1289, 106–117.
E. V. Stelmashook, E. R. Lozier, E. S. Goryacheva, P. Mergenthaler, S. V. Novikova, D. B. Zorov, N. K. Isaev, Neurosci. Lett. 2010, 482, 151–155.
C. E. Gavin, K. K. Gunter, T. E. Gunter, Neurotoxicology 1999, 20, 445–453.
A. Takeda, N. Sotogaku, N. Oku, Neuroscience 2002, 114, 669–674.
G. Meco, V. Bonifati, N. Vanacore, E. Fabrizio, Scand. J. Work Environ. Health 1994, 20, 301–305.
M. Parenti, L. Rusconi, V. Cappabianca, E. A. Parati, A. Groppetti, Brain Res. 1988, 473, 236–240.
J. J. Liccione, M. D. Maines, J. Pharmacol. Exp. Ther. 1988, 247, 156–161.
T. E. Gunter, B. Gerstner, T. Lester, A. P. Wojtovich, J. Malecki, S. G. Swarts, P. S. Brookes, C. E. Gavin, K. K. Gunter, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2010, 249, 65–75.
H. S. Chun, H. Lee, J. H. Son, Neurosci. Lett. 2001, 316, 5–8.
R. D. Snyder, M. B. Friedman, Mutat. Res. 1998, 405, 1–8.
J. Y. Chang, L. Z. Liu, Brain Res. Mol. Brain Res. 1999, 68, 22–28.
A. Barbeau, Neurotoxicology 1984, 5, 13–35.
D. G. Graham, Mol. Pharmacol. 1978, 14, 633–643.
F. S. Archibald, C. Tyree, Arch. Biochem. Biophys. 1987, 256, 638–650.
J. Donaldson, D. McGregor, F. LaBella, Can. J. Physiol. Pharmacol. 1982, 60, 1398–1405.
L. S. Maynard, G. C. Cotzias, J. Biol. Chem. 1955, 214, 489–495.
Y. Deng, Y. Luan, H. Qing, H. Xie, J. Lu, J. Zhou, Neurosci. Lett. 2008, 444, 122–126.
C. G. Worley, D. Bombick, J. W. Allen, R. L. Suber, M. Aschner, Neurotoxicology 2002, 23, 159–164.
D. L. Stredrick, A. H. Stokes, T. J. Worst, W. M. Freeman, E. A. Johnson, L. H. Lash, M. Aschner, K. E. Vrana, Neurotoxicology 2004, 25, 543–553.
M. N. Subhash, T. S. Padmashree, Food Chem. Toxicol. 1990, 28, 567–570.
W. N. Sloot, J. Korf, J. F. Koster, L. E. De Wit, J. B. Gramsbergen, Exp Neurol. 1996, 138, 236–245.
M. Morello, P. Zatta, P. Zambenedetti, A. Martorana, V. D’Angelo, G. Melchiorri, G. Bernardi, G. Sancesario, Brain Res. Bull. 2007, 74, 406–415.
M. S. Desole, G. Esposito, R. Migheli, L. Fresu, S. Sircana, D. Zangani, M. Miele, E. Miele, Neuropharmacology 1994, 34, 289–285.
M. Tomas-Camardiel, A. J. Herrera, J. L. Venero, M. Cruz Sanchez-Hidalgo, J. Cano, A. Machado, Brain Res. Mol. Brain Res. 2002, 103, 116–129.
M. Khalid, R. A. Aoun, T. A. Mathews, J. Neurosci. Methods 2011, 202, 182–191.
J. M. Gorell, C. C. Johnson, B. A. Rybicki, E. L. Peterson, G. X. Kortsha, G. G. Brown, R. J. Richardson, Neurology 1997, 48, 650–658.
M. Thiruchelvam, E. K. Richfield, B. M. Goodman, R. B. Baggs, D. A. Cory-Slechta, Neurotoxicology 2002, 23, 621–633.
J. A. Moreno, K. M. Streifel, K. A. Sullivan, M. E. Legare, R. B. Tjalkens, Toxicol. Sci. 2009, 112, 405–415.
J. A. Moreno, E. C. Yeomans, K. M. Streifel, B. L. Brattin, R. J. Taylor, R. B. Tjalkens, Toxicol. Sci. 2009, 112, 394–404.
M. S. Desole, L. Sciola, M. R. Delogu, S. Sircana, R. Migheli, Neurosci. Lett. 1996, 209, 193–196.
M. S. Desole, L. Sciola, M. R. Delogu, S. Sircana, R. Migheli, E. Miele, Neurochem. Int. 1997, 31, 169–176.
R. Migheli, C. Godani, L. Sciola, M. R. Delogu, P. A. Serra, D. Zangani, G. De Natale, E. Miele, M. S. Desole, J. Neurochem. 1999, 73, 1155–1163.
M. Kitazawa, V. Anantharam, Y. Yang, Y. Hirata, A. Kanthasamy, A. G. Kanthasamy, Biochem. Pharmacol. 2005, 69, 133–146.
B. Xu, Z. F. Xu, Y. Deng, Neurotoxicology 2009, 30, 941–949.
H. Yoon, G. H. Lee, D. S. Kim, K. W. Kim, H. R. Kim, H. J. Chae, Toxicol. In Vitro. 2011, 25, 1259–1268.
K. Prabhakaran, D. Ghosh, G. D. Chapman, P. G. Gunasekar, Brain Res. Bull. 2008, 76, 361–367.
C. Tamm, F. Sabri, S. Ceccatelli, Toxicol. Sci. 2008, 101, 310–320.
K. Prabhakaran, G. D. Chapman, P. G. Gunasekar, Neurotoxicology 2009, 30, 414–422.
A. Alaimo, R. M. Gorojod, M. L. Kotler, Neurochem. Int. 2011, 59, 297–308.
Y. Hirata, K. Adachi, K. Kiuchi, J. Neurochem. 1998, 71, 1607–1615.
E. A. Malecki, Brain Res. Bull. 2001, 55, 225–228.
S. Oikawa, I. Hirosawa, S. Tada-Oikawa, A. Furukawa, K. Nishiura, S. Kawanishi, Free Radic. Biol. Med. 2006, 41, 748–756.
J. Jiao, Y. Qi, J. Fu, Z. Zhou, Environ. Toxicol. Pharmacol. 2008, 26, 123–127.
M. Morello, A. Canini, P. Mattioli, R. P. Sorge, A. Alimonti, B. Bocca, G. Forte, A. Martorana, G. Bernardi, G. Sancesario, Neurotoxicology 2008, 29, 60–72.
K. Kalia, W. Jiang, W. Zheng, Neurotoxicology 2008, 29, 466–470.
D. Zhang, A. Kanthasamy, V. Anantharam, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2011, 254, 65–71.
E. Bonilla, Neurobehav. Toxicol. 1980, 2, 37–41.
S. V. Chandra, G. S. Shukla, J. Neurochem. 1981, 36, 683–687.
P. Calabresi, M. Ammassari-Teule, P. Gubellini, G. Sancesario, M. Morello, D. Centonze, G. A. Marfia, E. Saulle, E. Passino, B. Picconi, G. Bernardi, Neurobiol. Dis. 2001, 8, 419–432.
J. Wang, M. F. Rahman, H. M. Duhart, G. D. Newport, T. A. Patterson, R. C. Murdock, S. M. Hussain, J. J. Schlager, S. F. Ali, Neurotoxicology 2009, 30, 926–933.
M. J. Han, T. Ozaki, J. Yu, J. Chem. Phys. 2005, 123, 34306.
H. Afeseh Ngwa, A. Kanthasamy, Y. Gu, N. Fang, V. Anantharam, A. G. Kanthasamy, Toxicol. Appl. Pharmacol. 2011, 256, 227–240.
A. Elder, R. Gelein, V. Silva, T. Feikert, L. Opanashuk, J. Carter, R. Potter, A. Maynard, Y. Ito, J. Finkelstein, G. Oberdorster, Environ. Health Perspect. 2006, 114, 1172–1178.
S. M. Hussain, A. K. Javorina, A. M. Schrand, H. M. Duhart, S. F. Ali, J. J. Schlager, Toxicol. Sci. 2006, 92, 456–463.
A. B. Bowman, G. F. Kwakye, E. Herrero Hernandez, M. Aschner, J. Trace Elem. Med. Biol. 2011, 25, 191–203.
J. Lotharius, P. Brundin, Nat. Rev. Neurosci. 2002, 3, 932–942.
J. P. Covy, B. I. Giasson, Neurotoxicology 2011, 32, 622–629.
V. N. Uversky, J. Li, K. Bower, A. L. Fink, Neurotoxicology 2002, 23, 527–536.
Y. Zhou, F. S. Shie, P. Piccardo, T. J. Montine, J. Zhang, Neuroscience 2004, 128, 281–291.
H. S. Boudreau, K. M. Krol, J. K. Eibl, L. D. Williams, J. P. Rossiter, V. P. Palace, G. M. Ross, Aquat. Toxicol. 2009, 92, 258–263.
C. Pifl, M. Khorchide, A. Kattinger, H. Reither, J. Hardy, O. Hornykiewicz, Neurosci. Lett. 2004, 354, 34–37.
T. Cai, T. Yao, G. Zheng, Y. Chen, K. Du, Y. Cao, X. Shen, J. Chen, W. Luo, Brain Res. 2010, 1359, 201–207.
Y. Li, L. Sun, T. Cai, Y. Zhang, S. Lv, Y. Wang, L. Ye, Brain Res Bull. 2010, 81, 428–433.
T. R. Guilarte, Neurotoxicology 2010, 31, 572–574.
K. Martin, T. Huggins, C. King, M. A. Carroll, E. J. Catapane, Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 2008, 148, 152–159.
M. Parenti, C. Flauto, E. Parati, A. Vescovi, A. Groppetti, Brain Res. 1986, 367, 8–13.
A. J. Daniels, J. Abarca, Neurotoxicol. Teratol. 1991, 13, 483–487.
G. Biagini, F. Ferraguti, S. Ponzoni, M. Zoli, L. Alboni, G. Toffano, K. Fuxe, L.F. Agnati, 1994.
S. Ponzoni, F. S. Guimaraes, E. A. Del Bel, N. Garcia-Cairasco, Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 2000, 24, 307–325.
S. Ponzoni, L. C. Gaziri, L. R. Britto, W. J. Barreto, D. Blum, Neurosci. Lett. 2002, 328, 170–174.
D. Centonze, P. Gubellini, G. Bernardi, P. Calabresi, Exp. Neurol. 2001, 172, 469–476.
E. Polazzi, B. Monti, Prog. Neurobiol. 2010, 92, 293–315.
F. Zhao, T. Cai, M. Liu, G. Zheng, W. Luo, J. Chen, Toxicol. Sci. 2009, 107, 156–164.
T. Verina, S. F. Kiihl, J. S. Schneider, T.R. Guilarte, Neurotoxicology 2011, 32, 215–226.
N. M. Filipov, R. F. Seegal, D. A. Lawrence, Toxicol. Sci. 2005, 84, 139–148.
J. H. Bae, B. C. Jang, S. I. Suh, E. Ha, H. H. Baik, S. S. Kim, M. Y. Lee, D. H. Shin, Neurosci. Lett. 2006, 398, 151–154.
P. Zhang, K. M. Lokuta, D. E. Turner, B. Liu, J. Neurochem. 2010, 112, 434–443.
A. H. Sadek, R. Rauch, P. E. Schulz, Int. J. Toxicol. 2003, 22, 393–401.
P. K. Pal, A. Samii, D. B. Calne, Neurotoxicology 1999, 20, 227–238.
J. M. Gorell, C. C. Johnson, B. A. Rybicki, E. L. Peterson, G. X. Kortsha, G. G. Brown, R. J. Richardson, Neurotoxicology 1999, 20, 239–247.
H. K. Hudnell, Neurotoxicology 1999, 20, 379–397.
Y. Kim, J. M. Kim, J. W. Kim, C. I. Yoo, C. R. Lee, J. H. Lee, H. K. Kim, S. O. Yang, H. K. Chung, D. S. Lee, B. Jeon, Mov. Disord. 2002, 17, 568–575.
B. A. Racette, L. McGee-Minnich, S. M. Moerlein, J. W. Mink, T. O. Videen, J. S. Perlmutter, Neurology 2001, 56, 8–13.
T. R. Guilarte, Environ. Health Perspect. 2010, 118, 1071–1080.
T. R. Guilarte, N. C. Burton, J. L. McGlothan, T. Verina, Y. Zhou, M. Alexander, L. Pham, M. Griswold, D. F. Wong, T. Syversen, J. S. Schneider, J. Neurochem. 2008, 107, 1236–1247.
T. R. Guilarte, M. K. Chen, J. L. McGlothan, T. Verina, D. F. Wong, Y. Zhou, M. Alexander, C. A. Rohde, T. Syversen, E. Decamp, A. J. Koser, S. Fritz, H. Gonczi, D. W. Anderson, J. S. Schneider, Exp. Neurol. 2006, 202, 381–390.
T. M. Peneder, P. Scholze, M. L. Berger, H. Reither, G. Heinze, J. Bertl, J. Bauer, E. K. Richfield, O. Hornykiewicz, C. Pifl, Neuroscience 2011, 180, 280–292.
K. Sriram, G. X. Lin, A. M. Jefferson, J. R. Roberts, R. S. Chapman, B. T. Chen, J. M. Soukup, A. J. Ghio, J. M. Antonini, Arch. Toxicol. 2010, 84, 521–540.
C. Wider, Z. K. Wszolek, Parkinsonism Relat. Disord. 2007, 13, Suppl 3, S229–232.
Y. X. Yang, N. W. Wood, D. S. Latchman, Neuroreport 2009, 20, 150–156.
S. Lesage, A. Brice, Hum. Mol. Genet. 2009, 18, R48–59.
J. A. Roth, S. Singleton, J. Feng, M. Garrick, P. N. Paradkar, J. Neurochem. 2010, 113, 454–464.
J. A. Roth, Neuromol. Med. 2009, 11, 281–296.
A. D. Gitler, A. Chesi, M. L. Geddie, K. E. Strathearn, S. Hamamichi, K. J. Hill, K. A. Caldwell, G. A. Caldwell, A. A. Cooper, J. C. Rochet, S. Lindquist, Nat. Genet. 2009, 41, 308–315.
J. Tan, T. Zhang, L. Jiang, J. Chi, D. Hu, Q. Pan, D. Wang, Z. Zhang, J. Biol. Chem. 2011, 286, 29654–29662.
T. Pan, S. Kondo, W. Le, J. Jankovic, Brain 2008, 131, 1969–1978.
A. Ramirez, A. Heimbach, J. Grundemann, B. Stiller, D. Hampshire, L. P. Cid, I. Goebel, A. F. Mubaidin, A. L. Wriekat, J. Roeper, A. Al-Din, A. M. Hillmer, M. Karsak, B. Liss, C. G. Woods, M. I. Behrens, C. Kubisch, Nat. Genet. 2006, 38, 1184–1191.
J. B. Schulz, J. Neurol. 2008, 255, Suppl 5, 3–7.
K. K. Dev, H. van der Putten, B. Sommer, G. Rovelli, Neuropharmacology 2003, 45, 1–13.
K. L. Lim, K. C. Chew, J. M. Tan, C. Wang, K. K. Chung, Y. Zhang, Y. Tanaka, W. Smith, S. Engelender, C. A. Ross, V. L. Dawson, T. M. Dawson, J. Neurosci. 2005, 25, 2002–2009.
Y. Mizuno, N. Hattori, H. Mori, T. Suzuki, K. Tanaka, Curr. Opin. Neurol. 2001, 14, 477–482.
A. B. West, D. Maraganore, J. Crook, T. Lesnick, P. J. Lockhart, K. M. Wilkes, G. Kapatos, J. A. Hardy, M. J. Farrer, Hum. Mol. Genet. 2002, 11, 2787–2792.
R. Hilker, C. Klein, M. Ghaemi, B. Kis, T. Strotmann, L. J. Ozelius, O. Lenz, P. Vieregge, K. Herholz, W. D. Heiss, P. P. Pramstaller, Ann. Neurol. 2001, 49, 367–376.
S. A. Oliveira, W. K. Scott, M. A. Nance, R. L. Watts, J. P. Hubble, W. C. Koller, K. E. Lyons, R. Pahwa, M. B. Stern, B. C. Hiner, J. Jankovic, W. G. Ondo, F. H. Allen, Jr., B. L. Scott, C. G. Goetz, G. W. Small, F. L. Mastaglia, J. M. Stajich, F. Zhang, M. W. Booze, J. A. Reaves, L.T. Middleton, J. L. Haines, M. A. Pericak-Vance, J. M. Vance, E. R. Martin, Arch. Neurol. 2003, 60, 975–980.
M. Periquet, M. Latouche, E. Lohmann, N. Rawal, G. De Michele, S. Ricard, H. Teive, V. Fraix, M. Vidailhet, D. Nicholl, P. Barone, N. W. Wood, S. Raskin, J. F. Deleuze, Y. Agid, A. Durr, A. Brice, Brain 2003, 126, 1271–1278.
Y. Higashi, M. Asanuma, I. Miyazaki, N. Hattori, Y. Mizuno, N. Ogawa, J. Neurochem. 2004, 89, 1490–1497.
P. Haeger, A. Alvarez, N. Leal, T. Adasme, M. T. Nunez, C. Hidalgo, Neurotox. Res. 2010, 17, 238–247.
I. Pelizzoni, D. Zacchetti, C. P. Smith, F. Grohovaz, F. Codazzi, J. Neurochem. 2012, 120, 269–278.
M. I. Behrens, N. Bruggemann, P. Chana, P. Venegas, M. Kagi, T. Parrao, P. Orellana, C. Garrido, C. V. Rojas, J. Hauke, E. Hahnen, R. Gonzalez, N. Seleme, V. Fernandez, A. Schmidt, F. Binkofski, D. Kompf, C. Kubisch, J. Hagenah, C. Klein, A. Ramirez, Mov. Disord. 2010, 25, 1929–1937.
F. Kamp, N. Exner, A. K. Lutz, N. Wender, J. Hegermann, B. Brunner, B. Nuscher, T. Bartels, A. Giese, K. Beyer, S. Eimer, K. F. Winklhofer, C. Haass, EMBO J. 2010, 29, 3571–3589.
S. J. Chung, S. M. Armasu, J. M. Biernacka, T. G. Lesnick, D. N. Rider, S. J. Lincoln, A. I. Ortolaza, M. J. Farrer, J. M. Cunningham, W. A. Rocca, D. M. Maraganore, Mov. Disord. 2010, 26, 280–288.
S. Lesage, C. Condroyer, A. Lannuzel, E. Lohmann, A. Troiano, F. Tison, P. Damier, S. Thobois, A. M. Ouvrard-Hernandez, S. Rivaud-Pechoux, C. Brefel-Courbon, A. Destee, C. Tranchant, M. Romana, L. Leclere, A. Durr, A. Brice, J. Med. Genet. 2009, 46, 458–464.
S. Saha, M. D. Guillily, A. Ferree, J. Lanceta, D. Chan, J. Ghosh, C. H. Hsu, L. Segal, K. Raghavan, K. Matsumoto, N. Hisamoto, T. Kuwahara, T. Iwatsubo, L. Moore, L. Goldstein, M. Cookson, B. Wolozin, J. Neurosci. 2009, 29, 9210–9218.
J. R. Adams, H. van Netten, M. Schulzer, E. Mak, J. McKenzie, A. Strongosky, V. Sossi, T. J. Ruth, C. S. Lee, M. Farrer, T. Gasser, R. J. Uitti, D. B. Calne, Z. K. Wszolek, A. J. Stoessl, Brain 2005, 128, 2777–2785.
R. Nandhagopal, E. Mak, M. Schulzer, J. McKenzie, S. McCormick, V. Sossi, T.J. Ruth, A. Strongosky, M. J. Farrer, Z. K. Wszolek, A.J. Stoessl, Neurology 2008, 71, 1790–1795.
Y. Tong, A. Pisani, G. Martella, M. Karouani, H. Yamaguchi, E. N. Pothos, J. Shen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 14622–14627.
B. Lovitt, E. C. Vanderporten, Z. Sheng, H. Zhu, J. Drummond, Y. Liu, Biochemistry 2010, 49, 3092–3100.
J. P. Covy, B. I. Giasson, J. Neurochem. 2010, 115, 36–46.
J. Salazar, N. Mena, S. Hunot, A. Prigent, D. Alvarez-Fischer, M. Arredondo, C. Duyckaerts, V. Sazdovitch, L. Zhao, L. M. Garrick, M. T. Nunez, M. D. Garrick, R. Raisman-Vozari, E. C. Hirsch, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 18578–18583.
Q. He, T. Du, X. Yu, A. Xie, N. Song, Q. Kang, J. Yu, L. Tan, J. Xie, H. Jiang, Neurosci. Lett. 2011, 501, 128–131.
S. J. Lippard, J. M. Berg, Principles of Bioinorganic Chemistry, University Science Books, Mill Valley, Ca, 1995.
The Biological Chemistry of Magnesium, VCH Publishers, Inc., New York, 1995.
T. Pan, D. M. Long, O. C. Uhlenbeck, Divalent Metal Ions in RNA Folding and Catalysis, in The RNA World, Eds R. Gesteland, J. Atkins, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, 1993, pp. 271–302.
L. A. Finney, T. V. O’Halloran, Science 2003, 300, 931–936.
M. Pechlaner, R. K. O. Sigel, Met. Ions. Life Sci. 2012, 10, 1–42.
Acknowledgment
This review was supported in part by grants from NIH, ES R01 10563 and ES P32 000267.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht
About this chapter
Cite this chapter
Roth, J., Ponzoni, S., Aschner, M. (2013). Manganese Homeostasis and Transport. In: Banci, L. (eds) Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences, vol 12. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5561-1_6
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-5561-1_6
Published:
Publisher Name: Springer, Dordrecht
Print ISBN: 978-94-007-5560-4
Online ISBN: 978-94-007-5561-1
eBook Packages: Chemistry and Materials ScienceChemistry and Material Science (R0)