Organization
Institute of Integrated Research Laboratory for Chemistry and Life Science Associate Professor
Title
Associate Professor
External link
ASANUMA DAISUKE
Research Interests
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Chemical tag
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蛍光プローブ
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有機化学
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バイオイメージング
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Chemical biology
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Photochemistry
Research Areas
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Nanotechnology/Materials / Chemical biology
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Life Science / Applied biochemistry
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Nanotechnology/Materials / Bio chemistry
Education
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The University of Tokyo Graduate School of Pharmaceutical Sciences
2006.4 - 2011.3
Research History
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Institute of Science Tokyo Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Integrated Research Associate Professor
2025.7
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The University of Tokyo Graduate School of Medicine Lecturer
2020.10 - 2025.6
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Japan Science and Technology Agency PRESTO Researcher
2017.10 - 2021.3
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The University of Tokyo Graduate School of Medicine Assistant Professor
2011.4 - 2020.9
Papers
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Development of a Hybrid-Type Fluorescent GABA Sensor through Structure-Guided Efficient Screening. International journal
Kenji Takikawa, Shigeyuki Namiki, Keitaro Umezawa, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose, Hiroshi Nishimune
ACS sensors 10 ( 10 ) 7302 - 7312 2025.10
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Synchronization of the segmentation clock using synthetic cell-cell signaling. International journal
Akihiro Isomura, Daisuke Asanuma, Ryoichiro Kageyama
Genes & development 2025.10
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An orange fluorescent glutamate sensor for multicolor single-synapse imaging. International journal
Kenji Takikawa, Hirokazu Sakamoto, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose, Shigeyuki Namiki
Biochemical and biophysical research communications 779 152449 - 152449 2025.9
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[Life-oriented Chemistry in Pharmaceutical Sciences: Frontiers of Functional Molecule Development for Advanced Molecular Imaging].
Yuta Fujikawa, Daisuke Asanuma
Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan 144 ( 3 ) 273 - 274 2024
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Recent advances in cancer detection using dynamic, stimuli-responsive supramolecular chemosensors. a focus review. International journal
Kotaro Matsumoto, Keiichi Nakagawa, Daisuke Asanuma, Gaku Fukuhara
Frontiers in chemistry 12 1478034 - 1478034 2024
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Quantitative modeling of regular retinal microglia distribution. International journal
Yoshie Endo, Daisuke Asanuma, Shigeyuki Namiki, Kei Sugihara, Kenzo Hirose, Akiyoshi Uemura, Yoshiaki Kubota, Takashi Miura
Scientific reports 11 ( 1 ) 22671 - 22671 2021.11
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Discovery of an F-actin-binding small molecule serving as a fluorescent probe and a scaffold for functional probes. International journal
Takeru Takagi, Tasuku Ueno, Keisuke Ikawa, Daisuke Asanuma, Yusuke Nomura, Shin-Nosuke Uno, Toru Komatsu, Mako Kamiya, Kenjiro Hanaoka, Chika Okimura, Yoshiaki Iwadate, Kenzo Hirose, Tetsuo Nagano, Kaoru Sugimura, Yasuteru Urano
Science advances 7 ( 47 ) eabg8585 2021.11
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Fast and robust multiplane single-molecule localization microscopy using a deep neural network
Toshimitsu Aritake, Hideitsu Hino, Shigeyuki Namiki, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose, Noboru Murata
Neurocomputing 451 279 - 289 2021.9
-
In vivo Fluorescence Imaging of Extracellular ATP in the Mouse Cerebral Cortex with a Hybrid-type Optical Sensor International journal
Nami Kitajima, Kenji Takikawa, Hiroshi Sekiya, Daisuke Asanuma, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki, Masamitsu Lino, Kenzo Hirose
BIO-PROTOCOL 11 ( 11 ) e4046 2021
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Single-molecule localization by voxel-wise regression using convolutional neural network
Toshimitsu Aritake, Hideitsu Hino, Shigeyuki Namiki, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose, Noboru Murata
Results in Optics 1 100019 - 100019 2020.11
-
Real-time in vivo imaging of extracellular ATP in the brain with a hybrid-type fluorescent sensor. International journal
Nami Kitajima, Kenji Takikawa, Hiroshi Sekiya, Kaname Satoh, Daisuke Asanuma, Hirokazu Sakamoto, Shodai Takahashi, Kenjiro Hanaoka, Yasuteru Urano, Shigeyuki Namiki, Masamitsu Iino, Kenzo Hirose
eLife 9 2020.7
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Visualization and Manipulation of Actin Cytoskeleton with Small-Molecular Probes
Takeru Takagi, Tasuku Ueno, Keisuke Ikawa, Daisuke Asanuma, Yusuke Nomura, Shin-nosuke Uno, Toru Komatsu, Mako Kamiya, Kenjiro Hanaoka, Chika Okimura, Yoshiaki Iwadate, Kenzo Hirose, Tetsuo Nagano, Kaoru Sugimura, Yasuteru Urano
2020.5
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光線免疫療法によるがん細胞死誘発過程における細胞膜の変化に関する検討
中島 孝平, 高倉 栄男, 志水 陽一, 浅沼 大祐, 上野 匡, 浦野 泰照, 小川 美香子
日本薬学会年会要旨集 138年会 ( 4 ) 66 - 66 2018.3
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Synaptic weight set by Munc13-1 supramolecular assemblies Reviewed
Hirokazu Sakamoto, Tetsuroh Ariyoshi, Naoya Kimpara, Kohtaroh Sugao, Isamu Taiko, Kenji Takikawa, Daisuke Asanuma, Shigeyuki Namiki, Kenzo Hirose
Nature Neuroscience 21 ( 1 ) 41 - 55 2018.1
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Protease-resistant modified human β-hexosaminidase B ameliorates symptoms in GM2 gangliosidosis model Reviewed
Keisuke Kitakaze, Yasumichi Mizutani, Eiji Sugiyama, Chikako Tasaki, Daisuke Tsuji, Nobuo Maita, Takatsugu Hirokawa, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Kohei Sato, Mitsutoshi Setou, Yasuteru Urano, Tadayasu Togawa, Akira Otaka, Hitoshi Sakuraba, Kohji Itoh
Journal of Clinical Investigation 126 ( 5 ) 1691 - 1703 2016.5
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Novel Hexosaminidase-Targeting Fluorescence Probe for Visualizing Human Colorectal Cancer Reviewed
Hiroyuki Matsuzaki, Mako Kamiya, Ryu J. Iwatate, Daisuke Asanuma, Toshiaki Watanabe, Yasuteru Urano
Bioconjugate Chemistry 27 ( 4 ) 973 - 981 2016.4
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High affinity receptor labeling based on basic leucine zipper domain peptides conjugated with pH-sensitive fluorescent dye: Visualization of AMPA-type glutamate receptor endocytosis in living neurons Reviewed
Ayako Hayashi, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Yasuteru Urano, Shigeo Okabe
Neuropharmacology 100 66 - 75 2016.1
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Sensitive β-galactosidase-targeting fluorescence probe for visualizing small peritoneal metastatic tumours in vivo Reviewed
Daisuke Asanuma, Masayo Sakabe, Mako Kamiya, Kyoko Yamamoto, Jun Hiratake, Mikako Ogawa, Nobuyuki Kosaka, Peter L. Choyke, Tetsuo Nagano, Hisataka Kobayashi, Yasuteru Urano
Nature Communications 6 6463 2015
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Spatiotemporal control of receptor tyrosine kinase activity by caged ligands Reviewed
Masayuki Isa, Shigeyuki Namiki, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose
Chemistry Letters 44 ( 2 ) 150 - 151 2015
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Kenji Takikawa, Daisuke Asanuma, Shigeyuki Namiki, Hirokazu Sakamoto, Tetsuro Ariyoshi, Naoya Kimpara, Kenzo Hirose
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 53 ( 49 ) 13439 - 13443 2014.12
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High-throughput screening system to identify small molecules that induce internalization and degradation of HER2 Reviewed
Masayuki Isa, Daisuke Asanuma, Shigeyuki Namiki, Kazuo Kumagai, Hirotatsu Kojima, Takayoshi Okabe, Tetsuo Nagano, Kenzo Hirose
ACS Chemical Biology 9 ( 10 ) 2237 - 2241 2014.10
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Arrayed lipid bilayer chambers allow single-molecule analysis of membrane transporter activity Reviewed
Rikiya Watanabe, Naoki Soga, Daishi Fujita, Kazuhito V. Tabata, Lisa Yamauchi, Soo Hyeon Kim, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Yasuteru Urano, Hiroaki Suga, Hiroyuki Noji
Nature Communications 5 4519 2014.7
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Acidic-pH-activatable fluorescence probes for visualizing exocytosis dynamics Reviewed
Daisuke Asanuma, Yousuke Takaoka, Shigeyuki Namiki, Kenji Takikawa, Mako Kamiya, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano, Kenzo Hirose
Angewandte Chemie - International Edition 53 ( 24 ) 6085 - 6089 2014.6
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Fluorescence endoscopic detection of murine colitis-associated colon cancer by topically applied enzymatically rapid-activatable probe Reviewed
Makoto Mitsunaga, Nobuyuki Kosaka, Peter L. Choyke, Matthew R. Young, Christopher R. Dextras, Shakir M. Saud, Nancy H. Colburn, Masayo Sakabe, Tetsuo Nagano, Daisuke Asanuma, Yasuteru Urano, Hisataka Kobayashi
GUT 62 ( 8 ) 1179 - 1186 2013.8
-
Rational design of highly sensitive fluorescence probes for protease and glycosidase based on precisely controlled spirocyclization Reviewed
Masayo Sakabe, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Ryu J. Iwatate, Kenjiro Hanaoka, Takuya Terai, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
Journal of the American Chemical Society 135 ( 1 ) 409 - 414 2013.1
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Intraperitoneal photodynamic therapy mediated by a fullerene in a mouse model of abdominal dissemination of colon adenocarcinoma Reviewed
Pawel Mroz, Yumin Xia, Daisuke Asanuma, Aaron Konopko, Timur Zhiyentayev, Ying-Ying Huang, Sulbha K. Sharma, Tianhong Dai, Usman J. Khan, Tim Wharton, Michael R. Hamblin
NANOMEDICINE-NANOTECHNOLOGY BIOLOGY AND MEDICINE 7 ( 6 ) 965 - 974 2011.12
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Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a gamma-Glutamyltranspeptidase-Activated Fluorescent Probe Reviewed
Yasuteru Urano, Masayo Sakabe, Nobuyuki Kosaka, Mikako Ogawa, Makoto Mitsunaga, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Matthew R. Young, Tetsuo Nagano, Peter L. Choyke, Hisataka Kobayashi
SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE 3 ( 110 ) 110ra119 2011.11
-
beta-Galactosidase Fluorescence Probe with Improved Cellular Accumulation Based on a Spirocyclized Rhodol Scaffold Reviewed
Mako Kamiya, Daisuke Asanuma, Erina Kuranaga, Asuka Takeishi, Masayo Sakabe, Masayuki Miura, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 133 ( 33 ) 12960 - 12963 2011.8
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Selective molecular imaging of viable cancer cells with pH-activatable fluorescence probes Reviewed
Yasuteru Urano, Daisuke Asanuma, Yukihiro Hama, Yoshinori Koyama, Tristan Barrett, Mako Kamiya, Tetsuo Nagano, Toshiaki Watanabe, Akira Hasegawa, Peter L. Choyke, Hisataka Kobayashi
NATURE MEDICINE 15 ( 1 ) 104 - 109 2009.1
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Fluorescence imaging of tumors with smart ph-activatable targeted probes Reviewed
Daisuke Asanuma, Hisataka Kobayashi, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
Methods in Molecular Biology 574 47 - 62 2009
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Fluorescence in vivo imaging of live tumor cells with pH-activatable targeted probes via receptor-mediated endocytosis Reviewed
Daisuke Asanuma, Yasuteru Urano, Tetsuo Nagano, Yukihiro Hama, Yoshinori Koyama, Hisataka Kobayashi
REPORTERS, MARKERS, DYES, NANOPARTICLES, AND MOLECULAR PROBES FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS 7190 2009
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Fluorescence in vivo imaging of live tumor cells with pH-activatable targeted probes via Reviewed
Daisuke Asanuma, Yasuteru Urano, Tetsuo Nagano, Yukihiro Hama, Yoshinori Koyama, Hisataka Kobayashi
Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE 7190 2009
Books
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Optical Alliance
Daisuke Asanuma（ Role： Contributor）
Japan Industrial Publishing Co., Ltd. 2022
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光技術コンタクト
（ Role： Contributor高精細な蛍光イメージングのための色素分子の開発）
日本オプトメカトロニクス協会 2020
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生体の科学
浅沼大祐, 瀧川健司, 並木繁行, 廣瀬謙造（ Role： Contributor神経伝達物質を高精細に可視化するハイブリッド型蛍光プローブの開発）
公益財団法人金原一郎記念医学医療振興財団／医学書院 2017
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Cancer Frontier Vol.11
浅沼 大祐, 小林 久隆, 長野 哲雄, 浦野 泰照（ Role： Contributor１．新しいがん細胞in vivo イメージング法の開発）
医薬ジャーナル社 2009.8
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がん分子標的治療研究マニュアル
浅沼 大祐, 小林 久隆, 長野 哲雄, 浦野 泰照（ Role： Contributor分子標的蛍光プローブを利用したがんの特異的なイメージング法）
金芳堂 2009.6 （ ISBN:4765313808 ）
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生命科学のための機器分析実験ハンドブック
上野 匡, 浅沼 大祐, 長野 哲雄（ Role： Contributor•３．蛍光標識法 〜蛍光で生体分子を光らせる〜）
羊土社 2007.7
MISC
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ナノスケールの視点から脳の分子ダイナミクスの再考を目指す蛍光再生型分子標識技術開発
並木繁行, 浅沼大祐, 大久保洋平, 廣瀬謙造
日本解剖学会総会・全国学術集会抄録集(CD-ROM) 128th 2023
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新規蛍光スイッチングプローブによるライブセル超解像イメージング法の開発
並木繁行, 浅沼大祐, 大久保洋平, 廣瀬謙造
日本薬理学雑誌 155 ( Supplement ) 2020
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Replacement effects of human modified lysosomal beta-hexosaminidase B on Tay-Sachs disease and Sandhoff disease models and imaging with novel pH-activatable fluorescent probes Reviewed
Keisuke Kitakaze, Daisuke Asanuma, Mako Kamiya, Daisuke Tsuji, Mariko Ikuo, Yasuteru Urano, Hitoshi Sakuraba, Kohji Itoh
Molecular Genetics and Metabolism 111 ( 2 ) S61 - S62 2014.2
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Identification of genes associated with autism through cell-based screening
Daisuke Takei, Shigeyuki Namiki, Isamu Taikou, Daisuke Asanuma, Masayuki Isa, Kohtaroh Sugao, Miyuki Takeshima, Yoshimi Iwayama, Kazuo Yamada, Takeo Yoshikawa, Hiroshi Takeshima, Kenzo Hirose
JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES 124 128P - 128P 2014
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Development of a glutamate optical sensor for visualizing synaptic transmission
Kenji Takikawa, Shigeyuki Namiki, Hirokazu Sakamoto, Testuro Ariyoshi, Naoya Kinpara, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose
JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES 124 178P - 178P 2014
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新規蛍光プローブおよびイメージングマススペクトロメトリーによるリソソーム酵素補充効果のイメージング
北風圭介, 幾尾真理子, 杉山栄二, 浅沼大祐, 神谷真子, 瀬藤光利, 浦野泰照, 櫻庭均, 櫻庭均, 伊藤孝司, 伊藤孝司
日本薬学会年会要旨集(CD-ROM) 134th 2014
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テイ‐サック病の新規治療薬開発を目指した機能改変型ヒトβ‐ヘキソサミニダーゼの精製および評価
北風圭介, 辻大輔, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 櫻庭均, 伊藤孝司
生化学 85 ( 7 ) 599 2013.7
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Development of high-performance glutamate optical sensor for visualizing synaptic transmission
Kenji Takikawa, Shigeyuki Namiki, Hirokazu Sakamoto, Testuro Ariyoshi, Naoya Kinpara, Daisuke Asanuma, Kenzo Hirose
JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES 121 173P - 173P 2013
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シナプス伝達を可視化する高性能グルタミン酸センサーの開発
瀧川健司, 並木繁行, 坂本寛和, 有吉哲郎, 金原直也, 浅沼大祐, 廣瀬謙造
JSMI Report 6 ( 2 ) 2013
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北風圭介, 辻大輔, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 櫻庭均, 伊藤孝司
日本薬学会年会要旨集(CD-ROM) 133rd ROMBUNNO.28P-PM04S 2013
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Imaging of enzyme replacement with a novel fluorescent probe and purified lysosomal β-hexosaminidase carrying M6P-type glycans
KITAKAZE Keisuke, KAWANO Kanako, TSUJI Daisuke, TSUJI Daisuke, ASANUMA Daisuke, KAMIYA Mako, URANO Yasuteru, SAKURABA Hitoshi, SAKURABA Hitoshi, ITOH Kohji, ITOH Kohji
日本先天代謝異常学会雑誌 29 2013
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High throughput screening system for development of anti-cancer drugs inducing HER2 internalization
Masayuki Isa, Daisuke Asanuma, Shigeyuki Namiki, Kazuo Kumagai, Hirotatsu Kojima, Tajayoshi Okabe, Tetsuo Nagano, Kenzo Hirose
JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES 121 232P - 232P 2013
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Acidic-pH activatable fluorescence probes for monitoring exocytosis dynamics
Daisuke Asanuma, Yousuke Takaoka, Shigeyuki Namiki, Kenji Takikawa, Mako Kamiya, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano, Kenzo Hirose
JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES 121 149P - 149P 2013
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新規人工蛍光基質を用いたリソソーム酵素の脳内補充効果のin vivoイメージング
北風圭介, 辻大輔, 難波建多郎, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 櫻庭均, 伊藤孝司
日本先天代謝異常学会雑誌 28 181 2012.10
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新規人工蛍光基質を用いた活性染色によるリソソーム酵素の脳内補充効果のin vivoイメージング
辻大輔, 難波建多郎, 北風圭介, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 伊藤孝司
日本糖質学会年会要旨集 31st 66 2012.8
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GM2ガングリオシドーシス対する間葉系幹細胞を用いたex vivo遺伝子治療法によるクロスコレクション効果の検討
辻大輔, 難波建多郎, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 伊藤孝司
日本薬学会年会要旨集 132nd ( 4 ) 235 2012.3
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北風圭介, 辻大輔, 浅沼大祐, 神谷真子, 浦野泰照, 櫻庭均, 伊藤孝司
日本生化学会大会(Web) 85th 2P-043 (WEB ONLY) 2012
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新規プロテアーゼ活性検出蛍光プローブの開発と高感度がんin vivoイメージング
坂部 雅世, 小坂 信行, 光永 眞人, 小川 美香子, Choyke Peter, 浅沼 大祐, 神谷 真子, 長野 哲雄, 小林 久隆, 浦野 泰照
日本薬学会年会要旨集 131年会 ( 4 ) 123 - 123 2011.3
Research Projects
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最適化小分子プローブによる内在性タンパク質の超解像マッピング技術の開発
Grant number：20H02875 2020.4 - 2023.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
浅沼 大祐
Grant amount：\17550000 （ Direct Cost: \13500000 、 Indirect Cost：\4050000 ）
提案する超解像マッピング技術の開発のため、これまでα-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メソオキサゾール-4-プロピオン酸（AMPA）型グルタミン酸受容体を可視化対象とした小分子プローブの開発を行ってきた。超解像マッピングへの応用に向けて一分子蛍光イメージングによる実験評価系を構築して基礎的な検討を行ったところ、対象分子の一分子蛍光観察においてプローブの非特異的な染色が主な問題となることが明らかとなった。蛍光イメージングのシグナル・バックグラウンド比を向上させるため、小分子プローブを構成する色素についてスクリーニングを行い、新規のプローブの特性評価を進めた。また、本研究では提案する設計原理によるプローブ開発の汎用性を明らかにすることも目標としており、他の機能性タンパク質を対象にした小分子プローブの開発を開始した。機能性タンパク質との複合体の構造情報について既知のデータベースを参照して小分子リガンドを選定し、さらにリガンド構造と機能性タンパク質の結合を阻害しないように機能性スペーサーと蛍光色素を組み込んだ小分子プローブの候補を設計して合成開発を行った。培養細胞に候補プローブを負荷して蛍光イメージングにより分子特性を検証したところ、余剰のプローブを洗い流すことなく可視化対象とする機能性タンパク質を高いシグナル・バックグラウンド比で蛍光染色できることが分かった。最終年度となる次年度において提案する超解像マッピングの実現を図る。
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近赤外蛍光によるマウス全身観察のためのケミカルタグ技術の開発
Grant number：18H04726 2018.4 - 2020.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
浅沼 大祐
Grant amount：\10140000 （ Direct Cost: \7800000 、 Indirect Cost：\2340000 ）
近赤外蛍光は、組織透過性の高さや光の散乱の小ささ、夾雑する自家蛍光の少なさから生体イメージングへの応用に極めて有用である。本研究は、生体深部観察に適した近赤外蛍光を用いて、生体内で特異性の高い細胞標識を可能とするケミカルタグ技術を開発することを目的とする。前年度までに、720 nmの近赤外領域に蛍光極大波長を有するケミカルプローブを開発し、これをマウスモデルに応用することでケミカルタグ発現がん細胞のリンパ節転移を可視化した。今年度は、生体深部の観察にさらに適した800 nm以上の近赤外波長域で蛍光イメージングが可能なケミカルプローブの開発に取り組んだ。候補として5種類のケミカルプローブを合成して蛍光特性のin vitro評価を行ったところ、ケミカルプローブはケミカルタグタンパク質への結合に伴って4-14倍の蛍光増大を示した。マウス骨肉腫由来LM8細胞、マウス卵巣がん由来OV2944-HM-1細胞のそれぞれにレンチウイルスを用いた遺伝子導入を行った後、シングルセルクローニングによりケミカルタグを細胞膜上に安定発現する細胞株をいずれの細胞についても樹立した。ケミカルタグ発現細胞および非発現細胞の共培養系を用いて蛍光イメージングを行い、ケミカルプローブがケミカルタグ発現細胞を選択的に蛍光染色できることを確認した。続いて、生体イメージング応用のため、ケミカルプローブの可視化に適した光源およびフィルターを組み合わせた観察システムを構築した。ケミカルタグ発現がん細胞を用いて作製した腹膜播種マウスモデルにケミカルプローブを応用したところ、腹腔内に転移したがん細胞が高いコントラストで可視化された。本研究で開発したケミカルタグ技術は、がんの転移の様子の観察など、生体内の標的細胞の可視化に有用である。
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Development of a chemical biology tool for in vivo imaging of biomolecules
Grant number：17H04764 2017.4 - 2020.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
Asanuma Daisuke
Grant amount：\25610000 （ Direct Cost: \19700000 、 Indirect Cost：\5910000 ）
Small-molecular fluorescence probes have contributed to the understanding of cellular phenomena by visualizing the spatiotemporal dynamics of various biomolecules. However, their contribution to elucidation of molecular dynamics in living systems has not been sufficiently achieved. This research aimed at developing a near-infrared fluorescence probe technology, based on our recently constructed chemical tag system, for visualization of physiologically active molecules by eliminating the non-specific staining that has caused severe problems in conventional in vivo applications. The findings obtained in this research can be expected to be useful for future development of promising chemical biology tools.
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実用的リアルタイムナノスコピーを実現する機能性色素・タグドメインシステムの開発
Grant number：16H01416 2016.4 - 2018.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
浅沼 大祐
Grant amount：\11440000 （ Direct Cost: \8800000 、 Indirect Cost：\2640000 ）
本研究は、提案する機能性色素とタグドメインの結合解離による蛍光明滅反応を利用した一分子位置決定法を基に、生きている細胞において目的分子のナノスケール動態を明らかにする超解像イメージング技術を開発することを目的とする。本年度は、前年度に開発した機能性色素・タグドメインのプロトタイプを基に、両者の結合解離特性の最適化を目的として2種類のスクリーニングを実施した。1つ目のスクリーニングとして、スキャニング変異導入法を用いた網羅的な解析を行い、タグドメインの色素結合に関わるアミノ酸について検証を行った。その結果、色素の結合が見られなくなるアラニン変異導入部位を見出し、その部位を他のアミノ酸で置換することにより、結合した機能性色素が高速に解離する変異タグドメインの同定および取得を達成した。また、2つ目のスクリーニングとして、機能性色素の構造展開を行い、合成した10種類以上の誘導体を対象としてタグドメインからの解離特性について評価した。その結果、元の機能性色素と比較して高速に解離する誘導体を見出し、さらに、先に取得した変異を導入したタグドメインと組み合わせることでより高速に解離することを明らかにした。続いて、開発した技術を生きている神経細胞に応用してイメージングの特性を評価した。タグドメインを付した標的タンパク質を発現させた神経細胞に機能性色素を負荷することで、標的タンパク質を特異的に蛍光染色することが可能であった。さらに、蛍光明滅反応を利用した一分子位置決定法により、生きている神経細胞において目的とするシナプス分子の超解像イメージングが可能であることを示した。
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High throughput screening to identify small molecules inducing receptor internalization as potential aniticancer agents
Grant number：26560441 2014.4 - 2016.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Asanuma Daisuke
Grant amount：\3770000 （ Direct Cost: \2900000 、 Indirect Cost：\870000 ）
Enhanced expression of receptor tyrosine kinases in cancers, e.g., human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) in ovarian and breast cancers, is associated with aggressiveness. Blockade of receptor signaling via induction of receptor internalization and degradation is a promising approach for cancer therapy. By employing a recently developed acidic-pH-activatable probe (Asanuma, D. et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 53, 6085-6089 (2014)), a cell-based high-throughput screening system was developed to identify molecules that induce HER2 internalization. From a ~155,000 small-molecule library, three hit compounds that induce internalization and degradation of HER2 were successfully identified.
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Transformation of the relationship between synaptic supramolecular assemblies and synaptic function in mental disorder
Grant number：24116004 2012.6 - 2017.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
HIROSE Kenzo, ASANUMA Daisuke, NAMIKI Shigeyuki
Grant amount：\58500000 （ Direct Cost: \45000000 、 Indirect Cost：\13500000 ）
We developed fluorescent probes for glutamate and acidic environment, and fluorescence labeling method for superresolution imaging for analyzing synaptic properties in psychiatric disease model animals. By using superresolution microscopy, we clarified transformation in size and number of nanoclusters formed by glutamate receptors in the hippocampus of Schnurri-2 knockout mice and dopaminergic receptors in striatum nucleus accumbens of DISC1 knockout mice, respectively. Further we revealed that the aberration of D2R nanocluster in DISC1 knockout mouse was ameliorated to the level of wild type by administration of antipsychotic drug clozapine. Our studies show that changes of nano-scale molecular assemblies could be a microendophenotype of psychiatric diseases.
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Visualization of mesoscopic brain dynamics using novel fluorescence probes
Grant number：24750155 2012 - 2013
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
ASANUMA Daisuke
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost：\1050000 ）
To reveal how neurons communicate with each other in neural networks of the brain, it is essential to develop imaging methods for selectively visualizing cellular activities in cell groups of interest. Here, I have constructed two such cell-type selective imaging methods by developing small-molecular fluorescence probes which are functionalized in target cells using genetic engineering techniques. (i) Method to visualize cell-selective calcium dynamics. I have developed calcium ion imaging probes which are functionalized by reporter enzyme and, using the optimal probe, have successfully visualized calcium dynamics in a cell-selective manner. (ii) Method to visualize synaptic transmission dynamics. I have developed acidic-pH-activatable probes which can monitor synaptic vesicle release by being conjugated to neural protein of interest using HaloTag labeling technology and, with the optimal probe, have successfully visualized neural activities.