Akita University Institutional Repository System (秋田大学学術情報リポジトリ)

大屋, 敬太

氏  名 ・（本籍）     大屋 敬太（秋田県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1140号 
学位授与の日付    令和 7年 3月 22日 
学位授与の要件    学位規則第 4条第 1項該当 
研 究 科 ・ 専 攻    医学系研究科医学専攻 
学 位 論 文 題 名     
 
 
 
 
論 文 審 査 委 員     （主査） 新山 幸俊 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  中永 士師明 教授    森 菜緒子 教授 
Effect of Acridine Orange and Zoledronic Acid on Bone Metastasis in 
Renal Cell Carcinoma 
（腎細胞癌骨転移に対するアクリジンオレンジとゾレドロン酸の効果） 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
Effect of Acridine Orange and Zoledronic Acid on Bone Metastasis in Renal 
Cell Carcinoma 
 
腎細胞癌骨転移に対するアクリジンオレンジとゾレドロン酸の効果  
 
申請者氏名 大屋 敬太 
 
 
 
研  究  目  的 
 
腎細胞癌は喫煙や生活習慣などの影響から世界的に増加しており, 2020 年には
43万人以上が新規に腎癌を発症し, 約 18万人が死亡したとも報告されている. 腎
癌では 30%近くの患者で骨転移を有しており, そのうち 85%以上が病的骨折などの
骨関連事象を生じているという報告もある. また,骨転移患者の 30%以上で手術治
療を要するが, 豊富な血管により出血リスクが高いことも知られている. 腎癌で
は新規治療薬の開発により生存期間が延長し, 骨転移を有する患者数が増加し, 
手術治療を必要とする骨転移患者も増加することが予想される. 孤発性の骨転移
に対する外科的な切除が予後を改善させる報告はあるが, 複数部位に病変を呈す
る場合は切除が困難なため, 腫瘍抑制効果を持つ新たな全身療法の開発が期待さ
れる. 
アクリジンオレンジ（AO）は内視鏡検査など様々な染色に用いられてきた染料で
あるが, 超音波や光, 放射線の刺激によって賦活化して癌細胞を特異的にアポト
ーシスに陥らせることが報告されている. この特性を利用した AO の局所投与が，
肉腫の局所再発率を低下させることが報告されてきた. このような局所への作用
から, 全身への投与である血管内投与の効果を評価する動物実験も行われており , 
マウスへの血管内投与で肉腫が縮小することも報告されている. その一方で, 癌
腫に対する有効性は非常に報告が少ない. 更に, 癌腫の骨転移に対する AO の有効
性を示したのは，我々の研究グループの先行研究である乳癌の骨転移のみであり, 
腎癌の骨転移に対して AO の有効性を評価した報告はない.  
本研究の目的は, 腎癌局所骨転移モデルに対して AO 血管内投与の有効性を評価
することである. また, 骨転移に対して一般的に用いられる骨吸収抑制剤である
ゾレドロン酸 (ZA)との併用効果についても評価した. 
 
研  究  方  法 
 
 6 週齢の雄性 BALB/c マウスの右大腿骨に腎癌細胞を 1.0×106個移植し, 介入を
行わない Control 群, AO を投与した AO 群, ZA を投与した ZA 群, AO と ZA を投与
した AO+ZA 群を作成した. AO は骨内で腫瘍が十分成長する腫瘍投与から 2 週間後
に尾静脈から 1mg/kg を血管内投与した. AO の投与から 2 時間後に 5Gy の放射線を
全身照射して AO を賦活化した. ZA は腫瘍投与から 2 週後に 100μg/kg を毎週皮下
投与した. マウスは腫瘍投与から 3 週と 5 週の時点で 10 匹ずつ安楽死させた.骨
転移による異常な骨形成の状態をμCT で評価し, 腫瘍の体積と重量を計測した. 
組織学的評価として HE 染色と TUNEL 染色, TRAP 染色, VEGF に対する免疫染色を
行い, 骨内の腫瘍の範囲と骨内のアポトーシスした細胞数 , 骨内の破骨細胞数, 
VEGF 陽性細胞数を計測した. 
 
研  究  成  績 
 
異常な骨形成は 3 週, 5 週どちらにおいても, AO 群, ZA 群, AO+ZA 群が Control
群と比べて少なかった (p < 0.05).骨外の腫瘍は 3 週時点では全例見られなかっ
たため, 体積や重量の評価ができなかった. 5 週時点ではすべての群の 80%以上に
骨外の腫瘍がみられ, 発生率に有意差は無かった. 腫瘍の体積と重量は AO 群が
Control 群に比べて小さかった (p < 0.05). 骨内の腫瘍の範囲は 3 週, 5 週どち
らにおいても, 全ての群間において有意差はなかった.  
骨内のアポトーシスした細胞数は 3 週, 5 週どちらにおいても, AO 群, ZA 群, 
AO+ZA 群が Control 群と比べて多かった (p < 0.05). 更に, 5 週における AO+ZA
群は AO 群, ZA 群と比べても多かった (p < 0.05).骨内の破骨細胞数は, AO 群, ZA
群, AO+ZA 群は Control 群と比べて少なかった (p < 0.05). 更に, ZA 群と AO+ZA
群は AO 群と比べて少なかった (p < 0.05). VEGF 陽性細胞数は 3 週, 5 週どちら
においても,  AO 群, ZA 群, AO+ZA 群が Control 群と比べて少なかった(p < 0.05). 
更に, AO+ZA 群は ZA 群と比べて少なかった (p < 0.05). 
 
結    論 
 
本研究では，AO は単独投与であっても骨転移による異常な骨形成を減少させ , 
骨内のアポトーシス細胞数を増加させ, VEGF 陽性細胞数を減少させたことから, 
腎癌骨転移に対する AO 血管内投与の有効性が示された. また，ZA を併用すること
で骨内のアポトーシス細胞数をより増加させ, VEGF 陽性細胞数がより減少したた
め, AOに ZAを併用した方がより高い治療効果が得られると考えられる. AOは様々
な癌腫や転移部位に有効な可能性があり, 新しい癌がん治療薬として期待するこ
とができる. 
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：新山 幸俊 
申請者：大屋 敬太 
 
 
論文題名：論文題名: Effect of Acridine Orange and Zoledronic Acid on Bone Metastasis in 
Renal Cell Carcinoma 
(腎細胞癌骨転移に対するアクリジンオレンジとゾレドロン酸の効果) 
 
 
要旨 
 腎癌患者では約 30％に骨転移が認められ，その多くで病的骨折など骨関連の症状が生じる
ため，腫瘍抑制効果を有する新たな治療法の開発が急務である．医療にも用いられる染料で
あるアクリジンオレンジ（AO）は超音波，光, 放射線の刺激によって賦活化し，癌細胞を特
異的に障害することが報告されている.過去に肉腫，そして乳癌の骨転移に対する AO の有効
性を示した報告はあるが，腎癌の骨転移に対しては，まだ検証されていない．本研究の目的
は, 腎癌局所骨転移モデルマウスに対する AO 血管内全身投与の有効性を評価することであ
る. また, 癌の骨転移に対して一般的に用いられる骨吸収抑制剤ゾレドロン酸 (ZA)と AO と
の併用効果についても評価した. 
6 週齢の雄性 BALB/c マウスの右大腿骨に腎癌細胞を移植し,介入しない Control 群, AO 
を投与した AO 群, ZA を投与した ZA 群, AO と ZA を投与した AO+ZA 群に分類した. AO は
腫瘍投与後 2 週に 1 mg/kg を尾静脈から投与し，その 2 時間後に 5 Gy の放射線を全身照射
して AO を賦活化した. ZA は腫瘍投与後 2 週から 100 μg/kg を毎週皮下投与した.腫瘍投与
後 3 および 5 週に骨転移による異常な骨形成を CT で評価し, 腫瘍の体積と重量を計測し
た．また，組織学的評価として免疫染色を行い，骨内の腫瘍範囲，アポトーシスした細胞数, 
骨内の破骨細胞数，そして血管新生を促す VEGF 陽性細胞数を計測した. 
異常な骨形成は AO 群, ZA 群, AO+ZA 群が Control 群と比べて少なかった（p < 0.05）．投
与後 5 週の腫瘍の体積と重量は AO 群が Control 群に比べて小さかったが(p < 0.05)，骨内
の腫瘍範囲はすべての群間で差がなかった. 骨内のアポトーシスした細胞数は腫瘍投与後 3, 
5 週ともに AO 群, ZA 群, AO+ZA 群が Control 群と比べて多く（p < 0.05），5 週の AO+ZA
群は AO 群, ZA 群と比べて多かった (p < 0.05).骨内の破骨細胞数は AO 群, ZA 群, AO+ZA 
群は Control 群と比べて少なく（p < 0.05），さらに ZA 群と AO+ZA 群は AO 群と比べて少
なく (p < 0.05)，VEGF 陽性細胞数は AO 群, ZA 群, AO+ZA 群が Control 群と比べて少なく
（p < 0.05)，さらに AO+ZA 群は ZA 群と比べて少なかった（p < 0.05）.  
AO は単独投与でも腎癌の骨転移による異常な骨形成を減少させ, 骨内のアポトーシス細胞
数を増加させ, VEGF 陽性細胞数を減少させた. また，ZA を併用することでその効果は，よ
り強く認められた．AO はさまざまな癌腫や転移部位に有効な可能性があり, 新しい癌治療
薬として期待できる. 
本論文の新奇性，重要性，研究方法の正確性，表現の明瞭さは以下のとおりである． 
 
１) 新奇性 
本研究では，AO が単独であっても血管内全身投与後，放射線照射することで腎癌の骨転
移による異常な骨形成を減少させ，骨内のアポトーシス細胞数を増加させ, VEGF 陽性細胞
数を減少させ，腎癌の骨転移を抑制する効果があることが示された. 過去に肉腫，そして乳
癌の骨転移に対しては AO の有用性が示されていたが，これまで明らかにされていなかった
腎癌の骨転移に対する有用性が示されたことに新奇性がある． 
 
２）重要性 
 AO は標的を癌細胞が活性化しやすい環境である酸に集積する性質と癌細胞を攻撃する性
質を併せ持っており，これが臨床応用されれば癌の骨転移という日常生活動作に直結する病
態を改善しうる新しい癌治療薬として期待できる. また，血管新生を促す VEGF 陽性細胞数
も減少させるため，骨転移に対する手術中の出血を減少させる効果もあると考えられる．ま
た，腎癌の骨転移に対する抑制効果は AO に ZA を併用することで増強され，より高い治療
効果が得られた. 両者の併用で相乗効果が得られる機序の詳細はまだ明らかにされていない
が，相乗効果があることは，それぞれの薬剤の必要量を減らせることで副作用を減少させ，
質の高い癌治療が行える可能性がある．また，酸は痛みの受容体も活性化させることが知ら
れている．癌の骨転移の痛みは強く，治療に難渋することが多いが，癌を攻撃して酸の環境
を改善できるのであれば，AO や ZA が鎮痛に繋がる可能性もある． 
 
３）研究方法の正確性 
 研究方法は適切である。作成された腎癌局所骨転移モデルマウスは，本研究の著者らによ
って別の論文として発表されており（Oｙａ K, In vivo, 2024），有用なモデルであることが
証明されている．また，論文中には記載されていないが，AO の血管内全身投与によって考
えられるリスク（生理的に酸が存在する他の組織への AO の集積状況など）についても事前
に検証されており，研究プロトコル作成の時点で詳細な検討が行われているであろうことが
推察される．介入内容（投与経路，投与量，期間など），評価時期についても明確な根拠があ
る． 
 
４）表現の明瞭さ 
 本研究の背景，目的，評価項目，得られた結果，考察のすべてが簡潔かつ明瞭に記載され
ている．審査の際のプレゼンテーションも簡潔で分かりやすく，質疑応答も適切だった． 
 
以上のとおり，本論文は学位を授与するに値する研究と判定する． 
 


Japanese

腎細胞癌骨転移に対するアクリジンオレンジとゾレドロン酸の効果

長谷川, 翔

― 6 ―
長
は せ が わ
谷川　　　翔
かける
（香川県）
博士（保健学）
医博甲第47号
平成９年７月18日
学位規則第４条第１項該当
医学系研究科（保健学専攻）
Respiratory Sarcopenia is Associated with Postoperative 
Pulmonary Complications in Patients with Esophageal 
Cancer
（呼吸サルコペニアは食道癌患者における術後肺合併症と関連
する )
（主査）　教　授　若　狭　正　彦
（副査）　教　授　佐　竹　將　宏　　助　教　照　井　佳　乃
論 文 内 容 の 要 旨
研　　究　　目　　的
本研究の目的は，食道癌患者における呼吸サルコペニアと術後肺合併症（Postoperative Pulmonary 
Complications; PPCs）の関連を明らかにし，術前評価および管理の改善に役立つ知見を提供するこ
とである。
対　象　・　方　法
本研究は，2021年6月から2024年6月に秋田大学病院で食道切除術を受けた患者を対象とした単施
設後ろ向きコホート研究である。対象は79名であり，呼吸サルコペニアは最大吸気口腔内圧（maximum 
inspiratory pressure; MIP）と横隔膜筋厚（diaphragm thickness; DT）の両方が基準値を下回る場合
と定義した1)。MIPは呼吸圧力計を用いて測定し，DTは超音波で評価した2)。PPCは，肺炎，無気肺，
48時間以上の人工呼吸管理を含む臨床基準に基づき評価し，Clavien–Dindo分類でグレードII以上と
定義した3)。ベイジアンロジスティック回帰モデルを用いて解析し，交絡因子として年齢，喫煙歴，
栄養状態などを調整した。
氏　名・（本籍）
専攻分野の名称
学 位 記 番 号
学位授与の日付
学位授与の要件
研 究 科 専 攻
学位論文題名
論文審査委員
― 7 ―
結　　　　　　　　果
術後肺合併症の発生率は37%であり，呼吸サルコペニアを有する患者群では58%と有意に高かった
（非サルコペニア群では27%）。呼吸サルコペニアはPPCsの独立したリスク因子であり，調整後のオッ
ズ比は2.79（95%信用区間: 1.75–7.37）であった。また，呼吸サルコペニア群では肺炎の発生率が高く，
入院期間も延長する傾向が見られた。
考　　　　　　　　察
呼吸サルコペニアは，術後の肺機能低下や気道クリアランスの障害を通じてPPCsのリスクを増加
させると考えられる4)。また，吸気筋トレーニングや栄養療法を含む介入が，PPCsの予防に有効であ
ることが示唆される5)。
結　　　　　　　　諭
呼吸サルコペニアは食道癌患者におけるPPCsの重要なリスク因子である。本研究の結果は，術前
評価および術後管理の改善に向けた新たな指針を提供するものである。
引　　用　　文　　献
1.　 Sato S, Miyazaki S, Tamaki A, et al. Respiratory sarcopenia: A position paper by four professional 
organizations. Geriatr Gerontol Int. 2023;23:5-15.
2.　 Goligher EC, Laghi F, Detsky ME, et  al. Measuring diaphragm  thickness with ultrasound  in 
mechanically ventilated patients: Feasibility,  reproducibility, and validity.  Intensive Care Med. 
2015;41:642-649.
3.　 Katayama H, Kurokawa Y, Nakamura K, et al. Extended Clavien-Dindo classification of surgical 
complications: Japan Clinical Oncology Group postoperative complications criteria. Surg Today. 
2016;46:668-685.
4.　 Welvaart WN, Paul MA, Stienen GJM, et al. Selective diaphragm muscle weakness after contractile 
inactivity during thoracic surgery. Ann Surg. 2011;254:1044-1049.
5.　 Beaumont M, Forget P, Couturaud F, et al. Effects of inspiratory muscle training in COPD patients: 
A systematic review and meta-analysis. Clin Respir J. 2018;12:2178-2188.
― 8 ―
論 文 審 査 結 果 の 要 旨
審 査結果の要旨：本研究は食道癌患者における呼吸サルコペニアと術後呼吸器合併症の関連を明らか
にすることで，術前評価および術前・術後管理の改善に役立ち，術後呼吸器合併症の予防に有効で
あることが示された論文であるため学位論文に値するものと判断する。
要 旨：本研究の結果から，呼吸サルコペニアは食道癌患者における術後呼吸器合併症の重要なリスク
因子となり，術前評価および術前・術後管理の改善に役立ち，術後呼吸器合併症の予防に有効であ
ることが示された。
斬 新さ：呼吸に関与する呼吸筋筋力と筋量の二つ因子から定義づけされる呼吸サルコペニアという新
しい概念による評価と術後呼吸器合併症の臨床所見との関連性について明らかにした論文であり斬
新である。
重 要性：呼吸サルコペニアを評価することで，術前・術後管理の改善に役立ち，また術後呼吸器合併
症の予防の観点から有用な情報が得られた論文である。
研 究方法の正確性：対象の設定が吟味されており，臨床に即した選定となっている。対象者数も対照
群を含め十分である。また，測定機器の設定や測定環境も再現性が認められる。
表 現の明瞭性：問題点がしっかり提起され，目的が明確である。方法においては根拠がはっきりし，
分析も的確に行われ，検証や考察も十分行われている。


呼吸サルコペニアは食道癌患者における術後肺合併症と関連する)

高林, 圭佑

 
氏名（本籍） 高林 圭祐（栃木県） 
専攻分野の名称 博士（工学） 
学 位 記 番 号 理博甲第２８１号      
学位授与の日付 令和  ７年 ３月 ２２日 
学位授与の要件 学位規則第 4 条第 1 項該当   
研究科・専攻 理工学研究科 総合理工学専攻 
学位論文題目 
（英文）  
超短パルスマルチショットレーザー加工における蓄積効果の研究 
論文審査委員 
（主査）准教授 山口 誠 
（副査）教授  村岡 幹夫 
（副査）教授  奥山 栄樹 
（副査）教授  三島 望 
（副査）教授  小林 洋平 
 
論文内容の要旨 
超短パルスレーザーを用いた加工は，微細・非接触かつ自由度の高い加工が可能なため
，産業界への普及が進んでいる。レーザー加工は多くのパラメータを持ち，目的の加工を
行うための最適化は，熟練者の経験と勘に頼った試行錯誤が必要で，製品開発に大きな時
間を要している。これは産業応用の阻害要因にもなっており，パラメータに対する加工結
果を定量的に予見するための包括的なレーザー加工の学理が求められている。 
超短パルスレーザーによる加工には，興味深い物理現象を多数含むため，理論・実験の
双方で活発に研究が行われてきたが，その基礎過程は複雑で，学理完成までには10年以上
を要すると考えられている。産業界では，マルチショットにより加工が行われるが，基礎
過程を明らかにするための研究の多くはシングルショットを取り扱い，実際の加工との間
にギャップが存在する。マルチショットの加工では，前のパルスの影響が欠陥，結晶構造
変化，蓄熱，化学変化として蓄積する，蓄積効果が重要である。つまり，シングルショッ
トの蓄積を考える必要があるが，シングルショットの学理も十分に難しく，学術界はマル
チショットまで手が回っていない。既に産業応用上問題となっているため，シングルショ
ットの学理の完成を待っていられず，マルチショットの学理構築に着手せねばならない。
しかし，先行文献は文献によってデータがばらつき，シミュレーションも計算機のパワー
が足りない現状，学理構築のための高品位な実験データを取得することから始めなければ
ならない。 
本博士論文は，超短パルスレーザーのマルチショットにおける蓄積効果が及ぼす影響を
調査し，まとめたものである。蓄積効果の中で，特にインキュベーションとよばれる，照
射パルス数の増加に伴う破壊閾値の減少を取り扱う。そこで，本博士論文の目的をレーザ
ー加工の学理に資する蓄積効果の精密かつ広範囲測定とし，これらから得られる知見も考
察に含め各寄与の議論も行った。 
第一章では，本研究の背景と位置づけ，および本論文の構成についてまとめた。 
第二章では，実験技法および理論をまとめた。 
第三・四章では，インキュベーションの起源として議論されている結晶構造を検証する
ために，様々な結晶構造に変化しうる炭素系材料から，Diamond like carbon (DLC)とダ
イヤモンドを対象に結晶構造を評価し結果をまとめた。 
第三章では，欠陥がインキュベーションの起源となりうるかを検証した。欠陥等結晶構
造の変化はラマン分光法を用いて評価することができる。高いフルエンスの加工では形状
変化を伴うグラファイト化を報告し，閾値近傍のフルエンスでは形状変化がなく，欠陥が
増えている領域が観察でき，欠陥がインキュベーションの起源となる可能性を報告した。 
第四章では，結晶構造の変化がインキュベーションの起源になるかを検証した。単結晶
CVDダイヤモンドに対してフェムト秒レーザーをフルエンスとパルス数を系統的に変化さ
せた条件で照射し，形状と結晶構造を評価した。形状変化に伴い，ダイヤモンドのグラフ
ァイト化が観測された。パルス数・フルエンスで発展するグラファイト化層の厚みを算出
し，モデルを考察した。 
第五章前半では，金属のインキュベーションを調査するための加工用光源構築について
述べた。従来よりも広範囲のパルス数を探索するためには，高繰り返し光源が必要である。
そのため，市販のレーザーを越える高繰り返しの光源開発を行った。本光源は，非熱的寄与
の影響，インキュベーションの広範囲調査，蓄熱抑制のために 25 fs の超短パルス，繰り返
し 10 MHz，スポット直径 4 µm と設計し，破壊に十分なフルエンス 0.6 J/cm2を達成した。 
第五章後半では，構築した光源を用いて行った銅の破壊パルス数計測の結果を述べた。
系は破壊のその場観察系を備えている。ここでは，破壊により表面が荒れることで反射光
強度が減少することを利用し，信号の解析から破壊パルス数計測を行う。良質かつ大量の
データを取得することで破壊閾値のばらつきを含めたデータを取得できた。パルス数が10
0発程度まで破壊閾値はインキュベーションを示し，飽和した。その後，パルス数105まで
，フルエンス0.35 J/cm2程度でインキュベーションは停滞するが，パルス数105からはイン
キュベーションが再発し，0.05 J/cm2付近では，2×107ショットまでで徐々に破壊が起き
なくなった。パルス数105以降で起きるインキュベーションは知る限り初めての報告である
。 
第六章では，本研究の結果を総括し，今後の展望について述べた。 
本博士論文の成果により，インキュベーションの振る舞いを広範囲かつ精密に測定可能
になった。本研究のデータをもって物理的議論が可能になり，レーザー加工の予見性に寄
与するのみならず，欠陥の形成過程へ示唆を与えられる可能性があり，材料科学の分野へ
の知見を与えることを期待する。また，本研究の成果が金属疲労と同じ起源をもつことか
ら，機械加工とレーザー加工それぞれにおける破壊の類似点を明らかにし，機械工学と物
理学をつなぐ一助となることを期待する。 
 
論文審査結果の要旨 
１ 論文審査結果の要旨 
超短パルスレーザーは，微細・非接触かつ自由度の高い加工が可能なため，様々な分野
への適用が試みられている。その加工には，興味深い物理現象を多数含むため，理論・実
験の双方で活発に研究が行われてきたが，特に，産業応用上重要な，マルチショットによ
る加工では，前のパルスの影響が欠陥，結晶構造変化，蓄熱，化学変化として蓄積する，
蓄積効果が顕著になり，その学理構築はほとんど進んでいる。  
本博士論文は，超短パルスレーザーのマルチショットにおける蓄積効果が及ぼす影響を
調査し，まとめたものである。蓄積効果の中で，特にインキュベーションとよばれる，照
射パルス数の増加に伴う破壊閾値の減少を取り扱う。そこで，本博士論文の目的をレーザ
ー加工の学理に資する蓄積効果の精密かつ広範囲測定とし，これらから得られる知見も考
察に含め各寄与の議論が行われた。 
第一章では，本研究の背景と位置づけ，および本論文の構成についてまとめた。 
第二章では，実験技法および理論をまとめた。 
第三・四章では，インキュベーションの起源として議論されている結晶構造を検証する
ために，様々な結晶構造に変化しうる炭素系材料から，Diamond like carbon (DLC)とダ
イヤモンドを対象に結晶構造を評価し結果をまとめた。 
第三章では，欠陥がインキュベーションの起源となりうるかを検証した。欠陥等結晶構
造の変化はラマン分光法を用いて評価することができる。高いフルエンスの加工では形状
変化を伴うグラファイト化を報告し，閾値近傍のフルエンスでは形状変化がなく，欠陥が
増えている領域が観察でき，欠陥がインキュベーションの起源となる可能性を報告した。 
第四章では，結晶構造の変化がインキュベーションの起源になるかを検証した。単結晶
CVDダイヤモンドに対してフェムト秒レーザーをフルエンスとパルス数を系統的に変化さ
せた条件で照射し，形状と結晶構造を評価した。形状変化に伴い，ダイヤモンドのグラフ
ァイト化が観測された。パルス数・フルエンスで発展するグラファイト化層の厚みを算出
し，モデルを考察した。 
第五章前半では，金属のインキュベーションを調査するための加工用光源構築について
述べた。従来よりも広範囲のパルス数を探索するためには，高繰り返し光源が必要である。
そのため，市販のレーザーを越える高繰り返しの光源開発を行った。本光源は，非熱的寄与
の影響，インキュベーションの広範囲調査，蓄熱抑制のために 25 fs の超短パルス，繰り返
し 10 MHz，スポット直径 4 µm と設計し，破壊に十分なフルエンス 0.6 J/cm2を達成した。 
第五章後半では，構築した光源を用いて行った銅の破壊パルス数計測の結果を述べた。
系は破壊のその場観察系を備えている。ここでは，破壊により表面が荒れることで反射光
強度が減少することを利用し，信号の解析から破壊パルス数計測を行う。良質かつ大量の
データを取得することで破壊閾値のばらつきを含めたデータを取得できた。パルス数が10
0発程度まで破壊閾値はインキュベーションを示し，飽和した。その後，パルス数105まで
，フルエンス0.35 J/cm2程度でインキュベーションは停滞するが，パルス数105からはイン
キュベーションが再発し，0.05 J/cm2付近では，2×107ショットまでで徐々に破壊が起き
なくなった。 
第六章では，本研究の結果を総括し，今後の展望について述べた。 
以上のように，本博士論文は，インキュベーション効果について広範囲かつ精密なデータ
取得を実証し，マルチショットの加工の学理構築の土台となる学理の提案を行っている。よ
って，本論文の成果が，レーザー加工技術の発展に寄与する効果は大きく，本論文は博士（工
学）の学位論文として十分価値のあるものと認められる。  
 
２ 最終試験結果の要旨 
最終試験は令和７年２月１２日，論文公聴会における本研究の発表内容をもとに，各審査
委員からの口頭による質問と試問に応答の形式で行われた。主な質疑項目と内容は以下の
とおりである。 
(1) インキュベーションの起源として，欠陥以外の可能性について 
(2) 金属疲労との関連性について 
(3) ワイブル分布と正規対数分布との関係について 
(4) 第 1 のインキュベーションと第 2 にインキュベーションの違いについて 
(5) それぞれのインキュベーションにおける欠陥の種類について 
(6) 結晶構造の評価は，どのインキュベーション 
(7) 銅以外の材料におけるインキュベーションについて 
以上の質問および試問に対して，それぞれ的確な説明や回答がなされたことから，本論文
に対する学位審査審査委員会は，高林圭祐氏が最終試験に合格し，博士（工学）として十分
な資格があるものと判定した。 
 


超短パルスマルチショットレーザー加工における蓄積効果の研究

劉, 亜儒

English

夜間道路安全システムの開発：深層学習を用いた車両および人物動作検出に関する研究

MOSHI MARY, CHARLES

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） モシ マリー チャールズ（タンザニア） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 28 号 
学位授与の日付 令和７年３月２２日 
学位授与の要件 学位規則第 4条第 1・2項該当 
研 究 科 ・ 専 攻 国際資源学研究科・資源学専攻 
学位論文題目（英文） タンザニア東部ウイグヒルカーボナタイトのマグマ進化と希土類
鉱化作用(Magmatic Evolution and REE Mineralization of the
 Wigu Hill Carbonatite, Eastern Tanzania) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教授 渡辺 寧 
（副査）教授 大場 司 
（副査）教授 Andrea Agangi 
 （副査）教授 高橋 亮平 
 
論文内容の要旨 
 
本研究は，タンザニア南部に位置するウイグヒルカーボナタイトのマグマの進化過程と希土類鉱
化作用を岩石学，鉱物学，地球化学的研究に基づき考察を行ったものである．ウイグヒルカーボ
ナタイトは中生代のリフティングで形成されたグラーベンの端に位置する．先カンブリア紀の変
成岩を貫いて多数のカーボナタイト岩脈が分布する．これらのカーボナタイトは，主に次の３つ
のステージに区分される；１）含アパタイトドロマイト質カーボナタイト，２）含バーバンカイ
トドロマイト質カーボナタイト，３）流体と反応したカーボナタイト．構成鉱物は，１）がアパ
タイト，パイロクロール，ドロマイト，２）がバーバンカイト，含鉄ドロマイト，アンケライト，
３）がシンキサイト，重晶石，ストロンチアナイト，方解石，石英，蛍石，モナザイト，アパタイ
ト，希土類含有アルミナリン酸塩鉱物，硫化鉱物である． 
これらの鉱物について酸素同位体，炭素同位体，マグネシウム同位体，ストロンチウム同位
体の分析を実施した．その結果，１）のカーボナタイトは純粋なマグマの組成を有し，２）は１）
が分別結晶作用によって少し同位体組成が変化するとともに，希土類等の元素が濃縮したもので
あることが明らかになった．３）は２）がカーボナタイトマグマから分別したカーボサーマル熱
水と反応し，バーバンカイトが分解することにより二次的な鉱物が晶出した．またバーバンカイ
トに含まれていたナトリウムは熱水により溶脱し，カーボナタイトを胚胎する母岩にナトリウム
交代作用を引き起こした．３）のカーボナタイトはさらに天水に富む熱水？と反応し，石英，鉄
酸化物，マンガン酸化物を沈澱した． 
マグネシウム同位体組成やストロンチウム同位体組成によると，このカーボナタイトはプレ
ートの沈み込みに伴う物質の影響を受けておらず，純粋なマントル物質の部分溶融によりマグマ
が形成されたことを示す．本研究はカーボナタイトに伴うバーバンカイトの成因を世界で初めて
 
 
具体的に明らかにした特筆すべきものである． 
これらの研究結果は，「Mary Charles Moshi, Yasushi Watanabe, Nelson Boniface, Tatsuki 
Tsujimori, Carmela Tupaz, Daisuke Araoka, Shogo Aoki, Elisante E. Mshiu (2024) Petrological, 
geochemical and mineralogical characteristics of Wigu Hill carbonatite, Uluguru Mountains, 
Tanzania: insights into carbonatite evolution and REE mineralization. Mineralium Deposita, 
https://doi.org/10.1007/s00126-024-01295y 2024))」としてMineralium Deposita誌に掲載され
ている． 
 
論文審査結果の要旨 
 
上記論文は，令和 7 年 2 月４日，４名の審査委員に対して，対面およびオンラインで本論文提出
者により発表された．４０分間の発表の後，各審査委員から質問を受けた．主な質問は以下の通
り． 
１）１）のフェーズの含アパタイト，ドロマイトカーボナタイトの形成により残液のメルトはど
のような組成になるか？→カーボナタイトはマグネシウムに富むものから鉄に富むものに変化す
る．同時に希土類元素のような非調和元素の濃集が生じ，それが２）のカーボナタイトになって
いる． 
２）どうして１）のフェーズでアパタイトが沈殿しているのに希土類が沈殿しないのか？→メル
トにフッ素やナトリウムが多く含まれると，希土類元素は錯体を作り沈殿しない．２）のフェー
ズでも初期のバーバンカイトには希土類が少量しか含まれないが，後期になると含有量が多くな
る．これはフッ素が蛍石として沈澱したり，ナトリウムが熱水により除去されたことによる． 
このように本論文提出者は審査委員の質問に対して的確な回答を行った．これらの質疑の後，本
論文提出者は退出した．審査委員で協議の上，本最終試験を合格とすることが合意された． 
 
 
 


タンザニア東部ウイグヒルカーボナタイトのマグマ進化と希土類鉱化作用

SENJOBA, LESEGO

統合深層学習によるドリルビットの異常検知と破損評価モデルの構築

PHILI, KELEBOGILE

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） Kelebogile Phili（ボツワナ） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 23 号 
学位授与の日付 令和７年３月２２日 
学位授与の要件 学位規則第 4 条第 1・2 項該当 
研 究 科 ・ 専 攻 国際資源学研究科・資源学専攻 
学位論文題目（英文） Mineralogical and geochemical constraints on the 
mineralization in the Neoarchean gold deposits of the Tati and 
Vumba Greenstone Belts, northeastern Botswana 
(ボツワナ北東部、Tati および Vumba グリーンストーン帯に位
置する新太古代金鉱床の鉱化作用における鉱物学的および地球
化学的制約) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教授 高橋 亮平 
（副査）教授 Andrea Agangi 
（副査）教授 渡辺 寧 
  
 
論文内容の要旨 
 
The Tati Greenstone Belt (TGB) and Vumba Greenstone Belt (VGB) are Neoarchean terranes 
located in the southwestern margin of the Zimbabwe craton, northeastern Botswana. The greenstone belts are 
composed of supracrustal rocks, mostly mafic and ultramafic meta-volcanic rocks, surrounded by granitoids. 
Both the belts host several Au deposits and minor Ni-Cu-PGE sulfide deposits. Despite the discovery of 
numerous gold deposits since the 1800s, research in both the belts has been limited. This research therefore 
aims to constrain the genesis of gold mineralization in the TGB and VGB on the basis of mineralogy, 
geochemistry, stable isotopes, and fluid inclusion analyses. The study focuses on four gold deposits, the 
Mupane (Tau) and Golden Eagle deposits in the TGB, and the White Pidgeon and Somerset deposits in the 
VGB. 
The gold-bearing sulfide mineralization in both the belts is mainly observed in quartz veins as well 
as strongly altered schists and amphibolites. Sulfide-bearing host rocks of the Mupane (Tau) deposit include 
graphite and quartz-mica schists, whereas biotite schist is the main host rock for gold-related sulfides in the 
Golden Eagle deposit. Mica schist and amphibolite are the primary sulfide-bearing host rocks for the 
Somerset and White Pidgeon gold deposits, respectively. The host rocks of these four gold deposits share 
similar alteration characteristics which consist of initial carbonatization followed by the silicification of host 
rocks. The host rocks are often cross-cut by quartz-calcite veins containing pyrite, pyrrhotite, and rare 
arsenopyrite. Gold in the TGB typically occurs intergrown with or as inclusions within arsenopyrite, 
sphalerite, and pyrite, while in the VGB, gold is intergrown with arsenopyrite, chalcopyrite, and pyrrhotite. 
 
 
Backscattered electron images of the gold-bearing arsenopyrite show zoning, indicating at least two stages 
of arsenopyrite growth in the Mupane (Tau), Somerset, and White Pidgeon deposits, and at least three stages 
of arsenopyrite growth in the Golden Eagle deposit. Arsenopyrite from the Mupane (Tau) and Golden Eagle 
deposits has average arsenic contents of 32.5 at. % and 33.1 at. %, respectively. In contrast, arsenopyrite from 
the Somerset and White Pidgeon deposits has relatively high arsenic contents, 35.7 at. % and 39.1 at. % on 
average, respectively. The arsenic contents suggest formation temperatures of 349 to 620 °C for the Mupane 
and Golden Eagle deposits and 475 to above 650 °C for the Somerset and White Pidgeon deposits.  
Quartz-hosted primary fluid inclusions are classified into three types, monophase carbonic, two-
phase aqueous, and three-phase aqueous-carbonic inclusions. The aqueous inclusions of the Golden Eagle 
and Somerset deposits revealed modes of homogenization temperatures ranging from 220–260 °C for the 
Golden Eagle deposit and 180–200 °C for the Somerset deposit, and low to moderate salinity of fluid 
inclusions with averages of 3.4 and 16.0 wt.% NaCl eq. respectively. The coexistence of all three fluid 
inclusion types in the same quartz crystals suggests that initially homogeneous H2O-CO2 fluids in deeper 
portions probably separated into aqueous and carbonic fluids at relatively shallower portions. Bulk gas 
analysis of fluid inclusions in quartz and calcite from both the deposits revealed that H2O (59.6 to 95.2 mol %) 
is the main component, accompanied by elevated CO2 (0.92 to 39.9 mol %) and CH4 (0.33 to 4.33 mol %). 
Pressure and temperature (P-T) conditions of ore formation estimated from the arsenopyrite geothermometer 
and fluid inclusion studies show that sulfide-hosting quartz veins in the Golden Eagle deposit formed at 399 
– 475 °C, 182-277 MPa, and a depth of 6.9 - 10.5 km, whereas the Somerset deposit formed at 492 – 570 °C, 
270-365 MPa, and a depth of 10.2 - 13.8 km, assuming lithostatic condition and density of crust of 2.7 g/cm3. 
These high fluid pressures, low salinities, and the presence of CO2 in fluid inclusions in quartz from both the 
deposits are typical of Archean auriferous fluids thus suggesting a primarily metamorphic source of fluids 
for these deposits. 
δ34SCDT values of pyrrhotite, arsenopyrite, and pyrite from the studied deposits are narrow, ranging 
from -0.7 to +4.0 ‰. In contrast to the White Pidgeon (+1.1 to +1.6 ‰), Golden Eagle (+1.1 to +2.9 ‰), and 
Mupane (Tau) (+1.7 to +4.0 ‰) deposits, the δ34SCDT (-0.7 to +2.5 ‰) of sulfides from the Somerset deposit 
is slightly negative. The Somerset deposit is predominantly hosted in metasedimentary rocks, while the other 
deposits are mainly associated with metavolcanic rocks. The difference in δ34SCDT values of the Somerset 
deposit from those of the other deposits could be due to the leaching of sulfur from the different host rocks, 
suggesting variable sources of sulfur in these deposits.  
Overall, this research shows that gold precipitation in the Mupane (Tau), Golden Eagle, Somerset, 
and White Pidgeon deposits of the Tati and Vumba Greenstone Belts was formed by immiscible aqueous and 
carbonic fluids and the sulfidation of iron-rich host rocks. Although the metamorphic grade in the VGB is 
believed to be significantly higher compared to the TGB, the studied gold deposits in both the greenstone 
belts share numerous similarities in their mineral assemblages, alteration patterns, and the mode of 
occurrence of sulfides and gold. This aligns with earlier suggestions that these greenstone belts were once 
laterally continuous. 
 
 
 
論文審査結果の要旨 
 
提出された博士論文、博士論文要旨及び論文目録について、所属する資源学専攻の教員により
構成される審査委員会において審査し、不備がないことを確認した。記載内容は適正であり、ま
た、査読のある学術誌に投稿された論文が出版されていることを確認し、書類審査は合格とした。 
まず著者は、ボツワナ北東部における新太古代のグリーンストーン帯には、複数の金鉱床が存
在するが多くの研究がされていないこと、これらの金鉱床の鉱化作用の鉱物学的および地球化学
的制約を明らかにすることが本研究の目的であると述べた。研究対象は、Tati グリーンストーン
帯の Mupane (Tau)鉱床と Golden Eagle 鉱床、Vumba グリーンストーン帯の White Pidgeon 鉱床と
Somerset 鉱床である。 
次に著者は、研究対象の 4 鉱床の含金硫化物鉱化作用は、石英脈と強変質を受けた片岩および
角閃岩中に発達することを説明した。変質作用は、初期の炭酸塩化作用とその後の珪化作用によ
って特徴づけられる。母岩の葉理を切る石英-方解石脈が多く存在し、これらは黄鉄鉱、磁硫鉄鉱、
微量の硫砒鉄鉱を含有する。金は、Mupane (Tau)鉱床と Golden Eagle 鉱床において硫砒鉄鉱、閃亜
鉛鉱、黄鉄鉱中の包有物として、また、White Pidgeon 鉱床と Somerset 鉱床において硫砒鉄鉱、黄
銅鉱、磁硫鉄鉱と共成長する形で産出する。硫砒鉄鉱は累帯組織を示し、ヒ素の含有量に基づき、
Mupane (Tau)鉱床、Golden Eagle 鉱床は 349-620 °C、White Pidgeon 鉱床、Somerset 鉱床は 475-650 °C
（または 650 °C 以上）の形成温度を推定した。 
著者は、Golden Eagle 鉱床と Somerset 鉱床の流体包有物の分析結果を説明した。石英中の流体
包有物は、1 相の CO2包有物、2 相の H2O、および、3 相の H2O- CO2包有物に分類される。深部
で均質であった CO2-H2O 流体が H2O 流体と CO2流体に分離したプロセスを推定した。流体包有
物のガス組成は、H2O (59.6–95.2 mol %)、CO2 (0.92–39.9 mol %)、CH4 (0.33–4.33 mol %)が主成分で
ある。Golden Eagle 鉱床と Somerset 鉱床の H2O 流体包有物の均質化温度の最頻値と NaCl 相当塩
濃度の平均値は、それぞれ 220–260 °C と 180–200 °C、3.4 wt.%と 16.0 wt.%である。硫砒鉄鉱の地
質温度計と流体包有物マイクロサーモメトリーに基づき、Golden Eagle 鉱床は 399–475 °C、182–
277 MPa、6.9–10.5 km、Somerset 鉱床は 492–570 °C、270–365 MPa、10.2–13.8 km の温度、圧力、
深度で形成したと推定した。 
さらに著者は、研究対象の鉱床の磁硫鉄鉱、硫砒鉄鉱、黄鉄鉱の硫黄同位体組成は、-0.7 − 
+4.0 ‰と比較的狭い組成範囲を示すことを説明した。一方、White Pidgeon 鉱床（+1.1 − +1.6 ‰）、 
Golden Eagle 鉱床（+1.1 − +2.9 ‰）、Mupane (Tau)鉱床（+1.7 − +4.0 ‰）に対して、Somerset
鉱床（-0.7 − +2.5 ‰）が比較的低い同位体組成を示すことは、前 3 者が変化山岩に胚胎し、後者
が変堆積岩に胚胎するため、硫黄の起源が異なる可能性があると考察した。 
最後に著者は、4 鉱床の金鉱化作用は、H2O と CO2の不混和流体が鉄に富む母岩と硫化反応を
生じたことが要因であり、これらの鉱床は 2 つの異なるグリーンストーン帯に位置するが鉱化作
用には多くの共通点があると述べた。 
本学位論文は、現在、資源開発企業等による鉱床探査が行われている Tati および Vumba グリー
ンストーン帯の金鉱床の鉱物学的および地球化学的制約を明らかにしたものである。本研究は、
新太古代のグリーンストーン帯の造山型金鉱床の形成メカニズムの理解に大きく貢献し、研究対
 
 
象地域および周辺地域の探鉱と開発に役立てられることから博士の学位に値する業績であると認
め、本審査は合格と判定した。 
 
 


ボツワナ北東部、TatiおよびVumbaグリーンストーン帯に位置する新太古代金鉱床の鉱化作用における鉱物学的および地球化学的制約

WILDAN, NUR HAMZAH

インドネシア新期チレマイ火山の爆発的活動の挙動とマグマシステム

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