Nagoya Repository

吾妻, 祐哉

AGATSUMA, YUYA

主論文の要約 
FAM32A Suppression Decreases 5-Fluorouracil-
Induced Apoptosis and Is Associated With Poor 
Prognosis In Gastric Cancer 
胃癌におけるFAM32Aの発現抑制はフルオロウラシルによる
アポトーシス誘導を抑制する
名古屋大学大学院医学系研究科 総合医学専攻 
病態外科学講座 消化器外科学分野 
（指導：中山 吾郎 准教授） 
吾妻 祐哉 
【緒言】
進行胃癌の予後は不良であり、その治療において殺細胞性薬剤は不可欠な存在であ
る。患者予後を予測するバイオマーカーの開発と薬剤耐性を含む分子生物学的機序を
解明することは、患者リスクの階層化や治療法選択の一助となり予後改善に寄与する
ことが期待される。今回我々は公共データベースから患者の予後と胃癌の悪性度に関
与する候補遺伝子を抽出し、その遺伝子の胃癌における分子生物学的機能と臨床的意
義を調査した。
【対象と方法】
The Cancer Genome Atlas(TCGA)から胃癌症例の RNA シーケンスデータと臨床デー
タを入手し、以下の 2 つの基準をともに満たす候補遺伝子の選定をおこなった。「① 
癌部での発現が非癌部の 2 倍以上ないし 1/2 以下に有意に変化」、「②癌部での発現
変化が予後不良と有意に関連する」。さらに当院で胃切除術を行った胃癌患者 37 例か
ら得た癌組織での遺伝子発現を qRT-PCR で検出し、TCGA コホートと同様の予後との
関連を示す遺伝子に絞りこみ、最終的には当院の胃癌患者 300 例のコホートでその発
現変化が予後不良と有意に関連していた遺伝子に着目した。
抽出した遺伝子に関して、当院の 300 例の PCR コホートを用いて胃癌組織中の
mRNA 発現を、当院の 173 例の IHC コホートを用いて胃癌組織中のタンパク発現を定
量し、臨床データと比較した。また、候補遺伝子高発現胃癌細胞株に対して、siRNA
を用いた発現抑制を行うことで、薬剤耐性を含む分子生物学的機能を評価した。
【結果】
TCGA データベースと当院コホートをもちいて The Family With Sequence Similarity 
32 Member A(FAM32A)を候補遺伝子として同定した。PCR コホートでは、FAM32A 
mRNA 発現値の中央値で 2 群に分け解析したところ、FAM32A mRNA 低発現群は疾患
特異的生存期間(DSS)が有意に短縮していた(ハザード比 1.586, 95%信頼区間 1.056-
2.382, p  = 0.026)。IHC コホートでの FAM32A タンパク発現は免疫組織化学染色法で
評価し、以下の 2 つを陽性基準とした。「①腫瘍全体がびまん性に染色される」、「② 
10 細胞以上の陽性細胞クラスターをみとめる」。FAM32A タンパク発現陰性群では術
後全生存期間(ハザード比 1.703, 95%信頼区間 1.050-2.764, p = 0.031)および DSS(ハザ 
ード比 2.123, 95%信頼区間 1.185-3.804, p = 0.011)が有意に短縮していた。DSS に対す
る多変量 Cox ハザート解析では、FAM32A タンパク発現陰性は独立した予後不良因子
だった(p < 0.001)。 
FAM32A 高発現胃癌細胞株として MKN1 および AGS を使用し、シスプラチン
(CDDP)およびフルオロウラシル(5-FU)に対する薬剤耐性試験を行った。5-FU 投与に
対して AGS は FAM32A ノックダウンによる有意な生存率上昇をみとめた。アネキシ
ン V を用いたアポトーシス解析では、5-FU 投与により誘導されるアポトーシスが
FAM32A ノックダウンにより抑制された。Gene Set Enrichment Analysis(GSEA)の結果、
- 1 -
5-FU 投与下により惹起される p53 signaling pathway 関連遺伝子の enrichment が、
FAM32A ノックダウンにより阻害されることが確認された。
【考察】
本研究から、FAM32A 低発現と胃癌術後の予後不良と関連があること示され、胃癌
においてがん抑制遺伝子として機能している可能性が示唆された。さらに、細胞株を
用いた実験結果から、FAM32A ノックダウンは 5-FU 投与により誘導される p53 signal 
pathway 活性化を抑制することでアポトーシスを抑制し、5-FU 耐性に関与する可能性
が示唆された。
FAM32A は質量 13kDa で 112 アミノ酸からなるタンパク質であり、核を中心に存在
しているが、その生理的機能についてはほとんどわかっていない。卵巣癌においては
FAM32A がアポトーシスを誘導すると報告されているが、胃癌におけるその役割は不
明である。今回我々は TCGA 胃癌コホートの RNA シーケンスデータと臨床データを
用いて、予後と関連する遺伝子発現変化をとらえ、がん抑制遺伝子候補として FAM32A
に着目した。
PCR コホートおよび IHC コホートでは FAM32A 低発現は DSS 短縮と有意に関連
し、FAM32A と胃癌術後の予後不良と関連が示された。TCGA コホートで抽出した遺
伝子が異なる独立したコホートにおいて、複数の発現検出手法で同様の結果を示せた
ことは、FAM32A の胃癌予後への関連がより強固であることを示している。IHC コホ
ートでは多変量解析の結果、FAM32A 陰性は独立した予後不良因子となった。免疫組
織化学染色法は病理検査では一般的に行われる検査であり、今後臨床応用を考えた場
合、たんぱく質の発現で予後の予測ができることは、FAM32A のバイオマーカーとし
ての有用性をより支持するものである。
FAM32A の機能を調べるため、胃癌細胞株を用いて実験をおこなった。先行報告か
ら胃癌においても FAM32A がアポトーシスを抑制し細胞増殖に関与すると仮説を立
て FAM32A をノックダウンし増殖能の変化を検討したが、細胞増殖能の増加は認めな
かった。この結果から、FAM32A は単純に胃癌細胞の表現型に関与するのではなく、
治療介入に対する抵抗性を介して予後不良に作用するのではないかと仮説を立てた。
その仮説を検討するために、胃癌のキードラッグである 5-FU と CDDP に対する耐性
の変化を、FAM32A をノックダウンすることで検討した。その結果、FAM32A のノッ
クダウンによって、5-FU 耐性が有意に増大することが判明し、5-FU により誘導され
るアポトーシスが FAM32A ノックダウンにより有意に抑制された。我々の仮説に矛盾
せず、FAM32A は 5-FU により誘導されるアポトーシスを抑制し、5-FU 耐性により胃
癌患者の予後不良に関与している可能性が示唆された。さらに、5-FU 耐性の分子メカ
ニズムを明らかにするために、FAM32A ノックダウン前後の細胞株の RNA シーケン
スデータを用いて GSEA を行った。その結果、5-FU 投与により誘導される p53 signal
pathway 関連分子の発現増加が、FAM32A ノックダウンにより逆に低下することが示
された。これは、我々の仮説を支持する結果である。
- 2 -
FAM32A タンパクは pre-mRNA に直接結合し exon ligation を促進する働きが報告さ
れている。また、FAM32A は卵巣癌細胞株のアポトーシスを誘導することで癌の予後
と関連するとの報告がある。我々の結果と合わせると、胃癌においても DNA にダメ
ージを受けると FAM32A によって p53 signal pathway の遺伝子の exon ligation が促進
されアポトーシスが誘導されていると、考えられる。p53 signal pathway はアポトーシ
スを引き起こす主要なパスウェイの一つであり、DNA 修復や、cell cycle arrest に関連
しているといわれている。FAM32A の発現が低い胃癌組織においては、5-FU 投与でア
ポトーシスを引き起こす p53 signal pathway が十分に活性化されず細胞死が減少する
と考えられる。我々の結果から免疫組織化学染色法で FAM32A が確認できない症例で
は、5-FU 耐性を示す可能性がある。術後補助化学療法ならびに進行再発症例に対する
治療選択のためのバイオマーカーとして FAM32A が役立つ可能性があり、カットオフ
値を含めた更なる検討が必要である。
【結語】
FAM32A mRNA 低発現ならび FAM32A タンパク発現陰性は胃癌患者の予後不良と
有意に関連しており、予後と関連した新たなバイオマーカーとなる可能性が示唆され
た。また、胃癌細胞における FAM32A ノックダウンは 5-FU 投与によって誘導される
p53 signaling pathway を介したアポトーシスを抑制する事が示された。 
- 3 -


English

FAM32A Suppression Decreases 5-Fluorouracil-Induced Apoptosis and Is Associated With Poor Prognosis In Gastric Cancer

宮原, 周三

Miyahara, Shuzo

Association between intrinsic capacity and oral health in older patients in a frailty clinic

可世木, 聡

Kaseki, Satoshi

Susceptibility of Brca1(L63X/+) rat to ovarian reserve dissipation by chemotherapeutic agents to breast cancer

陳, 芸霖

CHEN, Yilin

論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 お よ び 担 当 者
報告番号 ※ 第 号
氏     名
論  文  題  目
論文審査担当者
陳　芸霖 
Regional Inequality and Structural Change in China:  
A Remote Sensing and Spatial Econometric Approach  
(中国における地域格差と構造変化―リモートセンシングと空間
計量経済学的アプローチ）
主査 名古屋大学大学院国際開発研究科 准教授　OTCHIA Christian 
委員 名古屋大学大学院国際開発研究科 准教授　MENDEZ Carlos 
委員 名古屋大学大学院国際開発研究科 教授 染矢 将和
委員 名古屋大学大学院国際開発研究科 教授 清水谷 諭
学位報告１－１
別紙１－１
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨
１． 論文の概要と構成
This dissertation analyzes the dynamics of regional inequality in China during the 2000–2020 
period. Examining data from 332 prefectural cities and 2,813 counties, the dissertation 
documents spatial and sectoral patterns influencing regional development. It also highlights the 
importance of satellite data and spatial econometric methods for understanding the dynamics of 
regional development.  
The thesis has three main objectives: 
1. To measure regional income and inequality: Analyze spatial and temporal patterns of
economic development and disparities using nighttime light (NTL) data.
2. To revisit the Kuznets framework: Integrate spatial and sectoral dimensions into the
analysis.
3. To investigate spatial heterogeneity: Explore variations in the Kuznets curve at the
prefectural level and examine sectoral differences in localized economic relationships.
To achieve these objectives, the dissertation is organized into five chapters: 
Chapter 1 introduces the investigation of regional inequality in China. It reviews existing 
literature on inequality and development relationships, elucidates the Kuznets curve along with 
its spatial and sectoral constraints, and presents data on income disparities among Chinese 
prefectures. 
Chapter 2 presents the measurement of regional development and disparities across Chinese 
prefectural cities using NTL-based datasets. Three key quantitative findings are highlighted: 
GDP estimates derived from luminosity data correspond more closely with official GDP figures 
than raw luminosity measures; spatial dependence is a fundamental characteristic of regional 
growth and inequality; and coastal regions exhibit pronounced agglomeration effects. 
Chapter 3 evaluates the predictive capacity of both night-time and day-time satellite data for 
sectoral output. The analysis confirms an inverted-U relationship between economic development 
and regional inequality, especially within the non-agricultural sector, and reveals that spatial 
spillovers initially reduce inequality before later exacerbating it. 
Chapter 4 examines spatial and sectoral variations in the Kuznets curve. The emergence of 
inverted-U patterns in economy-wide and non-agricultural models indicates that non-agricultural 
development is the primary driver of regional inequality. Furthermore, regional differences imply 
別紙１－2 
学位報告１－2 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨
that eastern areas may have transcended the traditional Kuznets framework. 
Chapter 5 synthesizes the dissertation’s contributions, acknowledges its limitations, and 
discusses policy implications. It emphasizes the need for tailored, region-specific approaches by 
recommending technology and education initiatives for developed regions and advocating 
industrial policies for less developed areas.  
The content from Chapter 2 has been accepted for publication in the Asian Development Review 
(Forthcoming in 2025).  
２． 評価
The dissertation makes three contributions to the regional development literature. 
1. Integration of remote sensing data: Utilizes nighttime light and daytime satellite data to
estimate regional GDP and inequality, improving measurement accuracy and highlighting spatial
dependence in economic disparities.
2. Revisiting the sectoral Kuznets curve with spatial effects: Incorporates spatial spillovers into
the Kuznets framework, revealing sectoral differences in inequality dynamics and emphasizing
the role of spatial connectivity in reducing disparities.
3. Methodological Innovation in the estimation of the Kuznets Curve: Applies Geographically
Weighted Regression (GWR) and Multiscale GWR (MGWR) to analyze spatial heterogeneity in
the Kuznets Curve.
The dissertation committee members noted at least three areas for improvement. 
1. Urban-rural integration and functional spatial units: Further research should refine spatial
units by integrating urban and rural dynamics using disaggregated data or a dual-economy
framework. Functional urban areas or commute zones derived from nighttime light images could
better capture real-world economic interactions.
2. More detailed sectoral transformation and structural change: A deeper exploration of sectoral
dynamics is needed, incorporating employment shares, and productivity growth to better
represent structural transformations and their impact on inequality trends.
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨
3. Extended temporal analysis of spatial inequality:  Using dynamic MGWR or Geographically
and Temporally Weighted Regression (GTWR) would enhance the understanding of how the
inequality-development relationship evolves over time in a spatial heterogeneity framework.
Although these areas of improvement could enlarge the scope of this dissertation, they do not 
detract from the academic value of this dissertation in its current form. Thus, this dissertation is 
judged to have sufficient originality and academic value for a doctoral dissertation. 
３． 結論
Based on the results of the above examination, this dissertation is judged to be worthy of a Ph.D. 
(International Development) degree. 


Regional Inequality and Structural Change in China: A Remote Sensing and Spatial Econometric Approach

遠藤, 駿典

Endo, Shunsuke

別紙１－１ 
 
 
論文審査の結果の要旨および担当者 
 
 
 
 
 
 
氏 名  遠 藤  駿 典 
論 文 題 目  Study of discrete symmetry violations in neutron-
induced compound nuclear processes via spin-angular correlation terms 
(スピン-角相関項に基づく中性子誘起複合核過程における離散的対称性の破
れの研究) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
論文審査担当者 
主 査 名古屋大学大学院理学研究科 教授 博士(理学)     清水 裕彦 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 教授 博士(理学)     久野 純治 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 教授 博士(理学)     田村 陽一 
委 員 名古屋大学 素粒子宇宙起源研究所 准教授 博士(理学)  北口 雅暁 
委 員 日本原子力研究開発機構 グループリーダー 博士(工学) 岩本 修 
 
 
 
 
報告番号 ※  甲  第     号 
学位報告１－１ 
別紙１－２ 
素粒子物理において、荷電共役(C)、空間反転(P)、時間反転(T)の変換に対する対称性は
基本的対称性と呼ばれ、これらの対称性の破れの理解は現在の素粒子標準模型の形成に重
要な役割を果たしてきた。T 対称性の破れには、素粒子標準模型を超えた新物理の影響が
現れると期待されているが、その影響は微小であるため、様々な系で測定感度の向上が図
られている。 
一方、中性子が原子核に吸収されて複合核を形成する過程には、核子間相互作用に含ま
れる弱い相互作用が引き起こす P 対称性の破れを最大 106程度増幅させるものが知られて
いる。複合核過程の散乱振幅が、P 変換の下で偶である s 波部分振幅と、奇である p 波部
分振幅の 2 成分で記述できる場合に、両者の干渉によって生じる P 対称性の破れが増幅さ
れたものと理解されている。このような描像は s-p 混合モデルと呼ばれており、P非対称を
増幅する複合核過程では、T対称性の破れに対しても増幅効果が期待される。これは、新物
理探索の高感度化に資する物理過程として注目される。代表的な標的核には 139La、117Sn、
131Xe、81Br などがある。 
s-p 混合モデルでは、(n,γ)過程を記述する振幅が、複合核状態への入口チャネル及び同
状態からの出口チャネルの境界条件によって決定され、複合核状態内の時間発展もその境
界条件に含まれるとされる。そして、s-p 混合モデルは、(n,γ)過程の微分断面積を入射中
性子及び放出γ線のスピン-角相関項で展開した際の各係数の理論式を与え、それら相関項
の相対的な関係は中性子部分幅と呼ばれる 1 つのパラメータで記述される。したがって複
数の相関項を測定することで中性子部分幅を決定し、s-p 混合モデルの妥当性を検証するこ
とができる。この検証方法が適用されている標的核は 139La のみであった。 
申請者は、標的核 117Sn について、s-p 混合モデルの妥当性を調べるために、横偏極した
中性子を 117Sn 標的に入射させた際に生じる即発γ線のうち、複合核状態から基底状態への
遷移に対応するγ線をゲルマニウム検出器を用いて選択的に検出して、γ線の角分布と、中
性子偏極に垂直な方向のγ線強度の非対称度 (𝐴LR
90°)を測定した。その結果、申請者は 
𝐴LR
90° = −1.07 ± 0.23という値を得た。そして、先行研究のγ線角度分布の結果と合わせて、
両測定値が s-p 混合モデルと整合することを示した。また、117Sn の p 波共鳴における T対
称性の破れの増幅度 の P 対称性の破れの増幅度 に対する比を𝜅(𝐽) = 0.41−0.13
+0.14と求め、こ
れに基づいて T対称性の破れの測定の実行可能性を試算した。 
以上の内容は、複合核過程の反応機構を明らかにして、対称性の破れの増幅度を定量的
に評価する基礎となるものであり、素粒子物理学における対称性の破れの研究を進展させ
るものである。また参考論文は、93Nb、139La、181Ta について中性子反応断面積の計測、お
よび共鳴状態の緩和に伴うγ線の円偏光度の計測を報告したものであり、複合核過程の反
応機構の理解を深化させる学術的に評価される基礎研究である。 
以上の理由により、申請者は博士(理学)の学位を授与される十分な資格があるものと認
められる。 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 
学位報告１－２ 


Study of discrete symmetry violations in neutron-induced compound nuclear processes via spin-angular correlation terms

WU, Xuan

呉, 玄

別紙４ 
 
 
 
 
主 論 文 の 要 旨 
 
論文題目 Modeling Conformational Transitions of Biomolecules from Atomic Force 
Microscopy Images (原子間力顕微鏡画像を用いた生体分子の構造変化モデル化) 
氏 名 WU  Xuan 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
Biomolecules are essential to life because they perform vital biological functions. As such, 
understanding the mechanisms behind these functions offers valuable insights into diseases and 
potential treatments. A critical part of this process is characterizing the structures and dynamics of 
biomolecules. Various experimental techniques are used to explore structures and dynamics, with 
some offering high-resolution data that reveal three-dimensional (3D) atomic positions, while others 
provide only low-resolution, one- or two-dimensional information. 
The applicant developed an algorithm to analyze 2-dimensional (2D) images obtained from high-speed 
atomic force microscopy (HS-AFM) to predict the conformational state of biomolecules captured in the 
data. In addition, the applicant has performed a series of analyses to determine the influence of the 
molecule's initial orientation on modeling conformational changes.  
AFM is a powerful technique for visualizing and studying the surface properties of biomolecules at the 
nanoscale. By scanning a sharp probe over a biomolecule, AFM captures high-resolution topographical 
2D images. This nondestructive method allows researchers to analyze biomolecular structures, 
interactions, and dynamics in their native environments. In particular, such 2D images contain 
information on biomolecule conformation, which might differ from known high-resolution structures. 
To elucidate 3D conformational transitions of biomolecules, combining 2D images with a known 3D 
model is necessary. Toward this purpose, the candidate implemented a new method that was tested 
on several biomolecules using synthetic data. 
This method integrates experimental data with simulations and relies on Normal Mode Analysis (NMA). 
NMA is a computational method used to study collective motions of biomolecules, where low-
frequency modes often correspond to large-scale, functional movements essential for biological 
function. The applicant implemented an iterative approach in which the biomolecules are progressively 
deformed along the direction given by these low-frequency normal modes to match a 2D AFM image.  
The candidate demonstrated that information on conformational transitions could be recovered from 
2D AFM images.  In consideration for applications to experimental data, the effect on the accuracy of 
the method due to the initial orientation of the biomolecules on the AFM image, as obtained by existing 
rigid body methods, and the misalignment with the images were investigated.  
The applicant has demonstrated that by developing and integrating computational tools with 
experiments, it is possible to obtain structural and dynamical information on biomolecules, even 
when experimental data are at low resolution. This combination of experimental data with modeling 
and simulation techniques has the potential to drive future research into the functional mechanisms 
of specific biomolecules. 
報告番号 ※  甲  第     号 
学位報告４ 


Modeling Conformational Transitions of Biomolecules from Atomic Force Microscopy Images

郭, 優佳

別紙１－１ 
 
 
論文審査の結果の要旨および担当者  
 
 
 
 
 
 
氏 名      郭 優佳 
論 文 題 目      
 
量子的な重ね合わせ状態の重力源が作る時空における 
アインシュタインリング像と重力を介した量子もつれ生成の関係 
 
 
 
 
 
 
 
 
論文審査担当者 
主 査 名古屋大学大学院理学研究科 准教授 理学博士     南部 保貞 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 教授  博士(理学)    市來 淨與 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 教授  博士(理学)    重森 正樹 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 准教授 博士(理学)    竹内 努 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科 講師  博士(理学)    柳 哲文 
委 員 名古屋大学大学院多元数理科学研究科 教授 博士(理学) 白水 徹也 
 
 
 
 
 
 
 
報告番号 ※  甲  第     号 
学位報告１－１ 
別紙１－２ 
 
古典的な重力相互作用は一般相対性理論によって記述され、多くの相対論的重力現象を高い精
度で説明する。一方で、重力の量子的なエネルギー領域における性質は、理論的にも実験的にも
未解明であり、物理学における重要課題の一つとされている。 
量子スケールの重力の解明に向けて、2017 年に Bose、Marletto、Vederal は「量子的な
重ね合わせ状態にある質点間に働くニュートン重力は量子もつれを生成するか」という問い
を検証する実験を提案した（BMV 提案）。この提案は、ニュートン重力が持つ量子的性質を
比較的低いエネルギー領域で実験検証可能であるため、注目を集めている。 
申請者は本研究において、BMV提案を相対論的に拡張し、「重ね合わせ状態の重力源が作る静
的時空における相対論的重力現象」を解析することで、重力特有の量子現象を理論的に明らかに
することを目的とした。具体的には、量子的な重ね合わせ状態の重力源が作る弱重力場にお
いて、重力レンズ効果を解析した。重力レンズ効果とは、重力による時空の歪みによって光
の軌道が曲げられる散乱現象であり、特定の条件下では散乱光がリング状の像（アインシュ
タインリング）として観測される。本研究では光の偏光自由度を無視した簡単な模型としての
無質量スカラー場を用い、背景時空を記述する重力理論として、重力を介した量子もつれを
生成する量子重力（QG）モデルと、そのような量子もつれを生成しないシュレディンガー・
ニュートン（SN）モデルの二つを仮定し、それぞれの時空におけるスカラー場の散乱を計算
した。 
その結果、スカラー場の２点相関関数を用いて可視化した像には、重力モデルに応じて違いが
現れることが判明した。QGモデルの時空では重力源の重ね合わせ状態を反映して、複数のアイ
ンシュタインリング像が合成された像が観測された。一方、SN モデルの時空では、古典的な背
景時空を反映して単一のリング像のみが観測された。申請者はさらに、「スカラー場が得る重力
源の経路情報」と呼ばれる新たな測定量を提案し、この測定量に基づく可視化も行った。その結
果、QG モデルでは複数のリング像が再び現れたが、SN モデルでは像が消失し、この測定量が
重力を介した量子もつれの有無を反映することを示した。 
 申請者の研究は、量子的な重ね合わせ状態にある重力源が作る時空におけるアインシュタイン
リング像を解析し、像の定性的な形状を通じて背景時空を記述する重力モデル（QGまたは SN）
の識別、ひいては重力を介した量子もつれの生成が視覚的に検証可能であることを示した点で高
く評価できる。参考論文１は原子干渉計の設定を用いて重力の量子性と量子もつれ構造を解析し
たものであり、参考論文２は光学振動子系における重力の量子性の検出精度を高める手法の理論
検討を行ったものである。これらは共に重力の量子性を議論した重要なものである。以上の理由
により、申請者は博士（理学）の学位を与えられるに相応しいと認められる。 
 
 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 
学位報告１－２ 


Japanese

量子的な重ね合わせ状態の重力源が作る時空におけるアインシュタインリング像と重力を介した量子もつれ生成の関係

GAO, Bikai

別紙１－１ 
 
 
論文審査の結果の要旨および担当者 
 
 
 
 
 
 
氏 名 GAO Bikai 
論 文 題 目  
Study of nuclear matter and neutron star matter based on the parity 
doublet model 
（パリティ二重項モデルに基づく核物質および中性子星物質の研究） 
 
 
 
 
 
論文審査担当者 
主 査 名古屋大学素粒子宇宙起源研究所 教授   博士(理学) 原田 正康 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科     教授   博士(理学) 犬塚修一郎 
委 員 名古屋大学大学院理学研究科     教授   理学博士   河野 浩 
委 員 高エネルギー加速器研究機構     准教授 博士(理学) 古城 徹 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
報告番号 ※  甲  第     号 
学位報告１－１ 
別紙１－２ 
 原子核を構成する核子(陽子・中性子)等のハドロンは、基本粒子であるクォークとグルーオ
ンから構成されている。ハドロンの質量生成機構や構造、さらに、クォーク・ハドロン物質の
高温度・高密度状態における相構造の解明はハドロン物理学における重要課題となっている。 
  ハドロン質量起源の候補には、右巻きと左巻きのクォークを独立に変換させるカイラル対
称性の自発的破れを引き起こすクォーク凝縮由来の質量と、主にグルーオン凝縮により生成
される「カイラル不変質量」がある。これらの核子質量に占める割合、及び、別の起源の有無
は未解明である。また、超高密度状態ではクォーク 2 個が凝縮するカラー超伝導(CSC)相が実
現することが期待されているが、低密度でのカイラル対称性が自発的に破れたハドロン相と
超高密度での CSC 相との間の相構造は未解明である。 
 申請者は、クォーク・ハドロン有効理論を用いて高密度状態での状態方程式を構成すること
により、カイラル不変質量と相構造がどのように中性子星内部の状態方程式に影響するかを
解析した。 
  申請者はまず、ハドロン有効理論に U(1)軸性対称性に対する量子異常の効果を取り入れた
解析を実施した。先行研究では、ハドロン相から CSC 相へのクロスオーバーを仮定して２つ
の状態方程式を内挿することにより統一状態方程式を構成する手法に基づく解析が行われて
いた。そこでは、低密度領域ではハドロン有効理論であるパリティ２重項模型(PDM)、高密度
領域では南部-ヨナラシーニョ型クォーク模型(NJL 模型)から状態方程式が構成されていた。
構成の際、NJL 模型には U(1)軸性量子異常効果が含まれていたが、PDM には含まれていな
かった。申請者は、PDM にその効果を加えた解析を実施し、圧力が小さくなることを見出し
た。これは状態方程式が柔らかくなることに対応しており中性子星の半径が少し小さくなる
ことを明らかにした。 
 申請者は次に、構成した統一模型を用いて、質量・半径が通常の中性子星に比べて極端に小
さい天体が、中性子星として解釈可能であるかを解析した。その結果、カイラル不変質量が核
子質量の大部分を占める場合には、この天体が中性子星として解釈可能であることを明らか
にした。 
 申請者はまた、ハドロン相からクォーク相への相転移が一次転移である場合の状態方程式
への影響を解析した。カイラル不変質量が核子質量の半分程度以下である場合のみ一次転移
が可能であること、及び、カイラル不変質量と相転移密度には正の相関があることを明らかに
した。 
 申請者はさらに、低密度状態を PDM で記述されるハドロン物質、高密度状態をクォーキオ
ニック物質描像に基づいて記述する新しい有効模型を提案した。クォーキオニック物質は、ク
ォーク物質でありながらカラー自由度は閉じ込められる物質であり、クォークのフェルミ海
描像とフェルミ球表面におけるバリオン的自由度が両立している。申請者は、先行研究では取
り入れられていなかった、クォーキオニック物質でのクォーク質量の密度依存性を取り入れ
た解析を実施した。そして、中性子数と陽子数が等しい対称核物質においては、密度依存性を
持たない場合に比べて状態方程式が硬くなることを明らかにした。 
  上記のように申請者は、U(1)軸性対称性に対する量子異常の効果を取り入れた場合、ハド
ロン相からクォーク相への相転移が１次相転移となる場合、及び、高密度状態がクォーキオニ
ック物質である場合の状態方程式への影響を解明した。また、質量・半径が他の中性子星に比
べて小さい天体が、中性子星として解釈できうることを明らかにした。 
 参考文献は、PDMの拡張、及び、PDMを用いた中性子星解析の、初期段階での成果をまと
めたレビュー論文であり、いずれも価値があるものである。 
 以上の理由により、申請者は博士(理学)の学位を授与される十分な資格があるものと認めら
れる。 
 
論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 
学位報告１－２ 


Study of nuclear matter and neutron star matter based on the parity doublet model

森, 祐二郎

MORI, Yujiro

別紙４ 
 
 
 
 
主 論 文 の 要 旨 
 
論文題目 リガンド結合による球状蛋白質の構造形成機構 
氏 名 森 祐二郎 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
多くの蛋白質は、特異的な天然立体構造を獲得することによって生物学的機能を発揮する。
蛋白質は、生理的条件下においてほどけた状態から構造形成を経て天然構造へと至る。そのた
め、蛋白質が天然構造に至るしくみ、すなわち蛋白質構造形成機構の解明は生物物理学の重要
な課題の一つである。 
蛋白質の構造形成は単一のポリペプチド鎖内で起こるだけでなく、他の因子（リガンド）と
の複合体形成を伴ってはじめて起こることもある。このような「リガンド結合による構造形
成」は、ポリペプチド鎖内の分子内相互作用とリガンドとの分子間相互作用が複雑に絡み合う
現象であり、その物理化学的機構は十分には理解されていない。 
本研究は二種類の蛋白質について、リガンド結合による構造形成機構を研究した。 
一つ目の研究は、球状蛋白質スタフィロコッカル・ヌクレアーゼ（SNase）が対象である。
SNase は生理的条件下で自発的に構造形成 (フォールディング)するが、穏和な変性条件下で
はリガンド結合によるフォールディングが観測される。SNase のリガンド結合によるフォール
ディングは、配座選択（構造形成ののちにリガンド結合）と誘導適合（リガンド結合ののちに
構造形成）の 2 つの機構に基づく。本研究では、蛍光分光法および核磁気共鳴（NMR）法を
用いて平衡および速度論測定を実施し、リガンド濃度と変性剤（尿素）濃度に依存する配座選
択から誘導適合への切り替わりが変性状態の構造特性に依存することが明らかになった。ま
た、自発的フォールディングとリガンド結合によるフォールディングをダイナミクスの観点
から比較し、両者の速度論的挙動を統一的に説明した。 
二つ目の研究は、シトクロム c が対象である。シトクロム c はヘムと共有結合することで、
天然構造を獲得する球状蛋白質であり、このヘム付着反応は、ホロシトクロム c 合成酵素 
(HCCS)によって触媒される。本研究では、HCCS によるシトクロム c に対するヘム結合と付
随する構造形成機構について調べた。HCCS は表在性膜蛋白質であり、その精製困難性が定
報 告 番
号 
※  甲  第     号 
学位報告４ 
量的測定を制約していたが、AlphaFold による構造予測を基に、水溶性 HCCS 変異体をデザ
インし、発現、精製を行なった。精製したサンプルを用いて、ヘム付着反応を紫外可視分光
法によって追跡したところ、生体内環境（温度やイオン強度）に近い条件で活性が上昇する
ことが示された。 
これらの研究は、ポリペプチド鎖単体での構造形成と統一的な視点で議論できる可能性を示
唆するとともに、リガンド結合が蛋白質構造形成に与える影響の多様性を示している。 
学位関係 


リガンド結合による球状蛋白質の構造形成機構

河野, 英也

Kono, Hideya

別紙４ 
 
 
 
 
主 論 文 の 要 旨 
 
論文題目 Structural Diversification and Property Exploration of  
Methylene-Bridged Cycloparaphenylenes 
(メチレン架橋シクロパラフェニレンの構造多様化と機能開拓) 
氏 名 河野 英也 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
 カーボンナノチューブ（CNT）は、キラリティや直径に応じてバンドギャップや電気伝導度、
化学的安定性、機械的強度などが大きく変化する特性を有する。また、表面修飾や内部空間の活
用により様々な機能が付与され、広範な応用研究が展開されている。CNTのような材料に比べ、
構造が明確に定義されている分子性材料は、構造制御が容易であることや多様な機能化が可能で
あることを活かした応用が期待されている。例えば、CNT の部分構造となる環状分子ナノカー
ボンであるシクロパラフェニレン(CPP)は、この 10年間にリングサイズの網羅的合成や誘導体合
成、電子酸化、後期修飾、ゲスト包接化などの系統的研究が行われ、電子材料やバイオイメージ
ング材料への応用検討が開始されている。このような、分子性材料の構造多様化および機能開拓
は材料科学や生物学などを大きく進展させると期待される。CPPに対し、ナノベルトと呼ばれる
分子ナノカーボンは芳香環が筒状に縮環した構造を有し、他にない剛直性および固定化された筒
状π共役という特徴的な内部空間を有する分子である。2017 年に最初のカーボンナノベルト
((6,6)CNB)が合成されて以来、さまざまなキラリティやトポロジーをもつものが合成され、その
性質が報告されてきた。しかしそれらの合成には、高いひずみエネルギーや複雑な多段階の反応
といった問題が伴うことが多い。さらに、これまで報告されているナノベルトの合成方法はそれ
ぞれのナノベルトに特異的なものであり、合成可能なナノベルトのサイズや構造は限定的である。
また、合成されたナノベルトの特性は系統的な性質評価がされておらず、筒状 π共役系の基本的
な特性の包括的な理解は未だなされていない。CNT や CPPと比較するとナノベルトの後期修飾
法は不足しており、その応用展開を制限している。ナノベルトの化学の深化と応用展開の加速の
ため、後期修飾が容易であり、特性を系統的に調査することのできるナノベルトの開発が求めら
れている。そのような中、2020 年に伊丹らは 6 個のベンゼン環およびメチレンユニットによっ
て構成されるナノベルトであるメチレン架橋[6]CPP([6]MCPP)を合成した。ピラー[6]アレーンか
ら短段階で合成できることや小さなHOMO–LUMOギャップをもつことなど、世界最小サイズの
ナノベルトであることなどを明らかにした。 
 MCPPが機能性ナノベルトの化学を拓くプラットフォームになると考え、本研究ではMCPP 
 
報告番号 ※  甲  第     号 
学位報告４ 
の構造多様化と機能開拓を行った。[6]MCPP の合成法の改良、官能基導入による水溶性の
付与、骨格変換による誘導体の合成、電子酸化によるカチオン性 MCPP の合成、環サイズ
の多様化、それによるサイズ依存的性質の解明、ホスト–ゲスト相互作用を用いたダブルウ
ォールナノベルト(DWNB)の構築を通して、MCPP 化学の発展を目指した。 
 第 1 章では、[6]MCPP について、従来報告されていた合成法の改良とスケールアップを
行った。一度の合成で得られる[6]MCPP 量を増大させ、後期修飾や物性評価を容易にした。
さらに、MCPP のメチレン炭素上にアルキニル基を導入し、クリック反応によりフルオレ
セインユニットを付加させることで水溶性 MCPP を合成した。哺乳類細胞における水溶性
MCPP の細胞内挙動を明らかにしたことにより、バイオイメージングなど生体関連分野へ
の応用可能性を示した。また、昆虫の体内という特殊な酸化条件を用いて[6]MCPP のベン
ゼン環を繋ぐ結合への酸素挿入反応を行い、[6]MCPP-oxylene を合成した。蛍光をもたない
[6]MCPP と比較して、[6]MCPP-oxylene は蛍光を有する。吸収スペクトルにも変化が観察さ
れ、MCPP の酸素挿入によりその電子的性質を大きく変化させることができることを明ら
かにした。 
 第 2 章では、[6]MCPP を電子的に酸化することで、安定したラジカルカチオン種および
ジカチオン種の合成を行った。ナノベルトの酸化種は一般に不安定と考えられていたが、
MCPP はカチオン化状態でも大気下溶液中で安定に存在できることが分かり、高い剛直性
とメチレン基の電子供与性の効果が示唆された。NMR や UV–vis–NIR、ESR、蛍光測定、
理論計算により、ラジカルカチオン種およびジカチオン種の特性を評価した。中性の
[6]MCPP では、磁場中において分子全体に流れるパラトロピックベルト電流が誘起される
ことが先行研究で報告されていたが、ジカチオン化によりジアトロピックベルト電流に変
化することがわかった。 
 第 3 章では、より大きなサイズの[8]MCPP および[10]MCPP を合成した。[8]MCPP および
[10]MCPP は[6]MCPP にはみられなかった蛍光をもつことがわかり、そのサイズに依存した
吸収・蛍光特性を明らかにした。さらに、1H NMR 測定および量子化学計算を通じて、磁場
に誘起されて生じる MCPP のパラトロピックベルト電流強度がベルトサイズ増大に伴って
急速に減少することを解明した。 
 第 4 章では、新たに単離したピラー[n]アレーンの異性体を経由することで、[7]MCPP、
[9]MCPP および[11]MCPP という奇数個のベンゼン環を有する MCPP の合成に成功し、
MCPP の構造多様性をさらに拡大した。これらの MCPP は Cs対称性を有し、1 つのベンゼ
ン環がオルト位にメチレン炭素をもつ点で偶数個のベンゼン環を有する MCPP とは異なる。
サイズ増大とともに吸収スペクトルが赤方偏移し、[11]MCPP は非常に鋭い吸収帯や高い蛍
光量子収率をもつことがわかった。また、溶液中における[6]MCPP と[11]MCPP の混合によ
りホスト–ゲスト複合体を合成し、初の DWNB を得た。その吸収・蛍光スペクトルから、
ホスト–ゲスト相互作用がフロンティア軌道のエネルギー準位にも影響を及ぼすことがわ
かった。 
 以上、申請者は本博士論文研究において、MCPP の構造多様化と機能化を推進した。ナ
ノベルトにおける合成および変換技術を開拓し、構造物性相関の理解を大きく前進させた
と考えている。MCPP をはじめとするナノベルトの化学に新たな展望をもたらし、その応
用研究の礎となることで、革新的な機能をもつ分子性材料の創出に貢献することが期待さ
れる。 
学位関係 


Nagoya University

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