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

BUI THANH TINH

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） ブイ タン ティン（ベトナム） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 27 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） ベトナム北部，ドンパオ希土類元素鉱床の鉱物学と成因
(Mineralogy and genesis of the Dong Pao rare earth elements 
deposit, northern Vietnam) 
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，ベトナム北部に位置するドンパオ希土類鉱床の岩石学，鉱物学，地球化学的研究の基
づき，本鉱床の希土類鉱化作用の考察を行ったものである．ベトナムは中国に次ぐ希土類の資源
ポテンシャルを有するが，ドンパオはベトナムで最大の希土類鉱床である．この鉱床の成因を明
らかにする目的で，地質調査を通して試料を採取し，岩石学，鉱物学，地球科学的研究を行った．
本鉱床は，三畳紀の石灰岩に古第三紀に貫入した閃長岩体中に形成されている．約 60以上の鉱体
が存在するが，その多くは閃長岩と接触する石灰岩中に形成されている．そのほかに石灰岩に貫
入するカーボナタイトからなる鉱体（F3）も存在する． 
カーボナタイト鉱体では，下部の新鮮な方解石を主とする岩石が，シンキサイト，重晶石，蛍
石を含む希土類に富む鉱石に交代されている．それ以外の鉱体では，閃長岩との接触部に位置す
る石灰岩がドロマイト化作用をうけドロマイト岩に交代されている．ドロマイト岩では，ドロマ
イトのほかに，バストネサイト，シンキサイト，蛍石，重晶石が存在する．この交代岩には幅数
cmの脈状部が認められるが，構成鉱物は交代岩中のものに加えてモナザイトやゼノタイムなどの
リン酸塩鉱物も含まれる． 
これらの鉱体の上部は風化作用を蒙り，カーボナタイト鉱体では，シンキサイトがバストネサ
イトに置換されるともに，蛍石が溶解し，重晶石に富む鉱石を形成している．ドロマイト岩はド
ロマイトが溶解し，蛍石と重晶石に富む鉱体を形成する． 
カーボナタイトと石灰岩の炭素，酸素同位体測定の結果，本地域のカーボナタイトはマグマ性
のカーボナタイトの炭素，酸素同位体組成よりもやや重い炭素，酸素同位体に富む．この組成の
変化は，鉱床周辺の石灰岩をカーボナタイトマグマが同化したためと説明される． 
カーボナタイト，ドロマイト岩中の数種類の鉱物に含まれる流体包有物は液相に富む気液２相
 
 
の包有物からなる．これらの包有物の均質化温度を見ると，カーボナタイトでは 350-150 度程度
で塩濃度は数パーセントであるのに対し，ドロマイト岩のものは 400 度以下で塩濃度は 20 パー
セントと高い．この塩濃度の違いは各鉱体中の重金属の濃度の違いに反映されている． 
以上の結果から，ドンパオ鉱床では，カーボナタイトマグマから分離した熱水と閃長岩マグマ
から分離した熱水が，それぞれカーボナタイト鉱体とドロマイト岩鉱体を形成したとする複合的
な鉱床であることが結論された．さらに風化作用により蛍石や方解石等の鉱物が融解することに
より風化部で希土類鉱石の品位が上昇していることが確認された． 
 
論文審査結果の要旨 
 
本博士論文の研究結果は，「Rare-earth mineralization in Dong Pao deposit, Laichau Province, 
Vietnam」として Resource Geology誌に投稿され，令和７年１月２３日に受理されている．また
研究の結果は，博士論文としてまとめられ，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）鉱体の源岩は何か？地質図では閃長岩体の内部に分布する．→源岩は交代作用を蒙ったカー
ボナタイトと交代作用を受けた石灰岩（ドロマイト岩）である．地質図では閃長岩の分布範囲に
分布するが，閃長岩の上部に石灰岩が分布する． 
２）示された顕微鏡写真では石灰岩中に正長石がふくまれているがどうしてか？→石灰岩と閃長
岩との境界部の岩石であり，閃長岩を構成する正長石がなんらかの要因で石灰岩に含有された． 
３）岩石名の決定にどうして QAPダイヤグラムを使用しないのか？また示された「閃長岩」は閃
長岩斑岩の組織を持っており，火山岩ではないのか？→この地域の閃長岩は風化作用を激しく受
けているために新鮮な閃長岩を採取することができなかった．またこの閃長岩体の一部は火山岩
相も含まれているので，その写真を示した．またその岩石の化学分析から化学組成に基づき岩石
名を決定した． 
４）流体包有物の観察に際し，二酸化炭素は確認されたのか？→確認されていない．ラマン分析
も行ったが明瞭な二酸化炭素の存在は確認されなかった． 
５）流体包有物の均質化温度が熱水の温度を直接示すものではない．どのようにして圧力補正を
したのか？→圧力補正はしていない，熱水そのものの温度でないことを理解し，結論の温度に関
する記述を消去する． 
６）流体の起源についてどのようなマグマから分別しなぜ異なる化学組成を持つのか？詳しい解
析は火成岩のメルトインクルージョンや流体包有物の化学組成の分析が必要である． 
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． 
 
 


Japanese

ベトナム北部，ドンパオ希土類元素鉱床の鉱物学と成因

ENKHBOLD, BILGUUN

 
  
氏 名 （ 本 籍 ） Bilguun Enkhbold （モンゴル） 
専攻分野の名称 博士（工学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 24 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） Optimizing Internal Waste Dump Capacity in Open-Pit Mines: A 
Comparative Study Using 2D Numerical Simulation Models and Multiple 
Analytical Method 
 (露天掘り鉱山における内部廃棄物ダンプ容量の最適化： 2次元数
値シミュレーションモデルと複数の解析手法による比較研究) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教授 安達 毅 
（副査）教授 今井 忠男 
（副査）教授 柴山 敦 
 
論文内容の要旨 
バガヌール石炭鉱山は、モンゴル最大の露天掘り炭鉱のひとつで、同国のエネルギー供給にお
いて重要な役割を果たしている。しかし近年、鉱山内の廃石ダンプの安定性の管理が、技術上の
大きな問題となっている。内部ダンプの不安定性は採掘作業に影響を及ぼし、安全性と経済性の
両方にリスクをもたらす。本研究では、複数の数値シミュレーションモデルを用い、それらのモ
デルを比較検討することで、内部ダンプの斜面安定性の問題に対処することに重点を置いている。
また、内部ダンプの最適な設計を提示することを最終的な目的としている。 
本研究は、数値シミュレーションモデルには有限要素法（FEM）と極限平衡法（LEM）からビ
ショップ法、ヤコブ法、スペンサー法の合計 4️つの解析手法を適用した。様々な条件下での内部
ダンプ材料の力学的挙動をシミュレーションすることで、ダンプの高さ、傾斜角度、安全バーム
の幅など、斜面の安定性に影響する重要なパラメータを決定する。 
第２章で斜面安定性に関わる基礎的な事項を定義した後に、第３章では、実際のバガヌール鉱
山のデータを用いて、安定性とダンプ容量を最大化させるダンプ設計を特定することを目指した。
数値シミュレーションの結果、主要なパラメータを最適化することで、安全性を維持しながら内
部ダンプ容量を約 56％増加させる可能性があることが明らかになった。特に、ダンプ高さ 50m、
傾斜角度 28°、安全バーム幅 15m が最適な構成であることが判明した。また、重要な知見とし
て、ダンプの傾斜角が斜面全体の安定性に大きな影響を及ぼすことがわかった。これは、容量を
増やすだけでなく、斜面崩壊のリスクを減らす意味でもダンプの設計を最適化するために重要と
なる。 
これらの知見に基づき、第４章では、シングルダンプとマルチダンプによる安定性の違いを調
べるために、現行と改良後の内部廃石ダンプの数値モデルを開発し、解析を行った。シミュレー
 
ションの結果、高さ 50m、傾斜角 28°のマルチダンプ構成にすることで、内部ダンプ容量が約
1.9倍と大幅に増加することが示された。これは、廃石ダンプの安定性を損なうことなく、鉱山内
のスペースをより効率的に利用できる可能性を明らかにした。また、斜面の安定性を決定する上
で、ダンプの高さよりも傾斜角の方がより重要な要素であることも確認された。さらに、シング
ルダンプの解析結果の比較から、シングルダンプの場合、安定性は傾斜角度の変化に非常に敏感
であるのに対して、マルチダンプの場合は、高さと角度の両方に分散した感度を示す。この違い
は、鉱山の安定性要件に応じて、異なるダンプ設計を採用するときに大きな示唆を与えるもので
ある。 
本内容を全 5章合計約 100ページの博士論文にまとめている。博士論文は審査のために審査会
の 2 週間前に審査員に手渡されている。十分な文献レビューにより本研究の意義と新規性および
有用性を論じていると判断された。本研究で得られた知見は、高度な数値解析モデリング技術を
実際に稼働している鉱山に適切に用いることで、内部ダンプの安定性と容量を大幅に向上させる
設計を提示できることを示している。岩石の材料特性をモデルに統合することで、ダンプの力学
的挙動をより正確に表現することができ、さまざまな条件下での斜面の安定性をより正確に予測
した点に本研究の特徴と有用性が認められる。また、ダンプの高さや傾斜角度などの重要なパラ
メータを最適化することで、採掘作業の効率と安全性を高める道筋を提供する。 
これらの内容の裏付けとして、2 編の筆頭著者による学術論文雑誌に採録されている。よって
論文審査の結果は合格とする。 
 
論文審査結果の要旨 
本学位審査委員会は、令和 7年 2月 7日（金）14時 30分から 15時 30分にかけて、国際資源
学部１号館 L208 号室で論文公聴会開催した。安達毅 審査委員会主査、今井忠男 審査委員、柴
山敦 審査委員の出席のもと、論文の関連事項に関する詳細な質疑応答ならびに口頭による学力確
認が行われた。 
 特に、博士論文で述べられた事柄について、 
（１） スライドの写真では実際に廃石ダンプが崩落していることが示されているが、どのよう
な機構で崩落しているか 
（２） 現在、モンゴルの石炭鉱山において最も問題視されている技術的課題は何か 
（３） 対象とした Baganuur 石炭鉱山では斜面の崩落のほかに、例えば大気汚染のようにどの
ような環境問題が発生しているのか 
（４） 廃石の粒度や湿度などその他に斜面崩落に影響が大きいパラメーターはどのようなもの
が考えられるか 
（５） この研究は今回対象とした鉱山、あるいは石炭鉱山以外の資源を産出する鉱山にも適用
可能か 
などの質問・コメントが出されたが、申請者からは学術的考察にもとづいた明確な回答が示され
た。 
 よって公聴会の後に開催した学位審査委員会は、Bilguun Enkhbold (ビルグーン エンクボル
ド) 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断した。 


露天掘り鉱山における内部廃棄物ダンプ容量の最適化： 2次元数値シミュレーションモデルと複数の解析手法による比較研究

SENJOBA, LESEGO

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） Senjoba Lesego （ボツワナ） 
専攻分野の名称 博士（工学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 25 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） Integrated Deep Learning Models for Drill Bit Failure Detection and 
Damage Assessment 
 (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) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教授 安達 毅 
（副査）教授 今井 忠男 
（副査）教授 柴山 敦 
（副査）教授 川村 洋平（北海道大学） 
  
 
論文内容の要旨 
削岩機は過酷な環境で使用されるため、ドリルビットなどの重要な部品が摩耗や劣化のリスク
にさらされる。特にドリルビットは掘削作業の効率を決定する重要な役割を担っているが、超硬
チップはさまざまな操業条件や岩石の特性によって摩耗し、欠損する可能性がある。摩耗したビ
ットは掘削効率が悪化し貫通率を著しく低下させる。 
 従来、オペレータはドリルビットの故障を評価するために、音や振動、切断くずの変化など感
覚的な判断に頼ってきた。しかし、この従来からのアプローチは主観的で高度な経験に基づくも
のであり、ビットの交換が適時に交換されなかった場合、大幅な時間的ロスとメンテナンスコス
トの増加を招く可能性がある。これらの限界から、より高度で客観的なモニタリング技術の必要
性を示している。加えて、振動分析のような従来からの観測方法は、客観的なデータを提供でき
るが、効果的に掘削作業を管理するには限界がある。 
 これらの限界に対処するために、本研究の第 1 章では、ドリルビットのリアルタイムモニタリ
ングによる 1 次元ドリル振動データを用いたディープラーニング手法を利用した統合システムを
提案する。 提案するアプローチでは、振動シグナルを使用することにより、大規模な前処理の必
要性を最小限に抑えることができるため、リアルタイムでの実装の可能性を高めることができる。
本システムは、1次元畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を実装し、正常、欠け、磨耗状態を
含むドリルビット様々な故障タイプを識別する一方、データの前処理と計算時間の削減に重点を
置いている。 
さらに第 2章では、CNNに Grad-CAMを組み込むことで、モデルの透明性を高めることを試
みている。 この技術により、モデルの判断に最も関連する振動データの領域を視覚的することを
 
 
通じてシステムの解釈可能性が向上し、CNNがブラックボックスモデルとして動作するという批
判に対応することができる。 
さらに第３章では、ビットの異常検出と劣化の評価に畳み込みオートエンコーダ（CAE）を適
用することで、異常な振動データを認識すると再構成誤差が増大することで、ドリルビットの損
傷や故障の可能性を示すことができる。次に、正常な状態と異常な状態を区別するために、CAE
の再構成誤差に、90％と 99％に対応する 2つの閾値が組み込む。これは、潜在的な外れ値や異常
値と正常な動作状態の検出のバランスをとることができる点に優位性があり、致命的な故障が発
生する前に、迅速な交換が可能になるのに加えて、ドリルビットの経時劣化を定量化する手法を
提示できた。 
 本内容を全 8章合計約 100ページの博士論文にまとめている。博士論文は審査のために審査会
の 2 週間前に審査員に手渡されている。十分な文献レビューにより本研究の意義と新規性および
有用性を論じていると判断された。研究は、既存のドリルビット監視手法の限界に対する包括的
かつ実用的な解決策を提示するものである。ドリル振動データを活用し、前処理を最小限に抑え
ることで、このシステムは CNNや CAEなどの深層学習技術を活用し、ドリルビットの健全性と
故障進行のリアルタイム監視を可能にする。また、Grad-CAMの統合はモデルの解釈可能性を高
め、CAEによる異常検出は大規模なラベル付きデータセットが不要となる。これらの統合的なア
プローチは、効率的かつ実用的なツールを提供し、従来の感覚的判断と複雑で多量のデータに依
存するモデルの非効率性に対処した新規性に富んだモデルを提案できている点で、本研究は高く
評価できるものである。これらの内容の裏付けとして、6 編の筆頭著者による学術論文雑誌に採
録されている。よって論文審査の結果は合格とする。  
 
論文審査結果の要旨 
本学位審査委員会は、令和 7 年 2 月 10 日（月）16 時 00 分から 17 時 00 分にかけて、国際資
源学部１号館 L208 号室で論文公聴会開催した。安達毅 審査委員会主査、今井忠男 審査委員、
柴山敦 審査委員、川村洋平 審査員（北海道大学）の出席のもと、論文の関連事項に関する詳細
な質疑応答ならびに口頭による学力確認が行われた。 
 特に、博士論文で述べられた機械学習モデルによるドリルビット異常の検知について、 
（１） 将来的にドリルビットがメンテナンス不要になるようなアイディアは何か 
（２） ドリルビットが欠損する種類はいくつかあるが、どの種類の欠損にもこのシステムは対
応することは可能か 
（３） Grad-CAMの結果はビットの摩耗具合によって異なってくる点について、どのような意
味があるのか 
（４） オートエンコーダーの評価では、どのようにしてシリアスな破損であることを認定して
いるのか。また、どのようにしてしきい値を決定しているのか 
（５） t-SNE分析の結果は、モデル化を行う上でどのように重要になってくるのか 
（６） Grad-CAM の結果をどのように活用すればよいか。またフィルターを用いているのか。 
（７） データの前処理段階について、どの時点でのデータを抜き出して来るかが重要になって
くるのではないか 
 
 
などの質問・コメントが出されたが、申請者からは学術的考察にもとづいた明確な回答が示され
た。 
 よって公聴会の後に開催した学位審査委員会は、Senjoba Lesego (センジョバ レセゴ)) 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断した。 
 


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

五十嵐, 亘

氏  名 ・（本籍）     五十嵐 亘（秋田県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1149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） 渡邊 博之 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  海老原 敬 教授    有田 淳一 教授 
Bioinformatic Identification of Potential RNA Alterations on the Atrial 
Fibrillation Remodeling from Human Pulmonary Veins 
(ヒト肺静脈における心房細動リモデリングの潜在的 RNA 変化の分子生物
学的検討) 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
Bioinformatic Identification of Potential RNA Alterations on the Atrial 
Fibrillation Remodeling from Human Pulmonary Veins 
(ヒト肺静脈における心房細動リモデリングの潜在的 RNA 変化の分子生物学的検
討) 
 
 
申請者氏名 五十嵐 亘 
 
研  究  目  的 
 
心房細動(AF)は最も一般的な不整脈であり，心不全や脳梗塞を引き起こすためその病因の
解明が求められている．これまでゲノムワイド関連解析（GWAS）にて 4q25 遺伝子座の一塩基
多型(SNP)を始めとして 120 近くの SNP が AF 関連遺伝子として報告されてきた．しかし単一
の遺伝子では AF 発症に対する相対危険度が低いため，複数の SNP の関与や環境因子が AF 発
症に寄与すると考えられる．細胞内の転写産物を網羅的に解析するトランスクリプトーム解
析は直接的な病態の理解に有用であり，これまでの解析では酸化ストレス，代謝の変化，炎
症などの関与が示唆された．しかし，AF の持続には心房自体の基質変化に原因があると考え
られているため，トランスクリプトーム解析の多くは対象を心房サンプルに限定しており，
複数の心臓領域での検討はなされていない．本来，AF 発生には肺静脈が深く関わっており，
肺静脈を含めた部位での検討がなされるべきである． 
本研究の目的は肺静脈を含む複数の心臓領域でトランスクリプトーム解析を行い，遺伝子
発現を比較検討することである． 
 
 
研  究  方  法 
 
[心臓各部位からの RNA 抽出] 
左心房，左心耳，右心房，洞房結節，左心室，右心室，肺静脈を洞調律(SR)と AF それぞれ 3
つの献体由来心臓から採取した．右心耳は僧帽弁手術時を受けた患者から採取し SR と AF1 つ
ずつ標本を得た．計 8 部位，それぞれの標本から RNA を抽出した． 
 
[RNA-seq データの処理] 
NovaSeq 6000（Illumina）を用いて RNA-seq 解析を行った．算出された遺伝子長と遺伝子数
から Transcripts Per Kilobase Million (TPM)値を算出した． 
SR の 8 部位 23 sample と AF の 8 部位 23 sample の合計 46 sample の RNA-seq data を使用
し，最終的に 18899 の protein coding RNA と 14636 の長鎖 non cording RNA(lncRNA)を含
む，合計 33535 の RNA が本解析の対象となった． 
 
[発現変動遺伝子(DEG)解析] 
DEG 解析を行い，SR と AF の間で有意に発現変動している遺伝子を DEG として同定した．ま
た，部位ごとに同定された遺伝子セットに対して，Gene Ontology(GO)解析を実施した．GO 解
析においては解析に含まれるすべての遺伝子をバックグラウンドに設定した． 
 
[共発現ネットワーク解析] 
同定された DEG の機能解析を行うため，共発現ネットワーク解析を実施した．少なくとも 1
部位で DEG として同定された遺伝子セットを対象に，ピアソン相関係数行列を計算した．相
関係数>0.8 の遺伝子ペアを接続することで遺伝子ネットワーク構築し，その関係を可視化し
た． 
 
 
研  究  成  績 
 
[心臓各部位での遺伝子発現変化] 
遺伝子発現行列に主成分分析を行い部位ごとの AF による遺伝子発現変化の影響を調べた．SR
と AF 間での遺伝子発現変化が最も大きい部位は肺静脈だった．またほとんどの部位で lncRNA
の変動が大きかった． 
 
[心臓各部位での DEG] 
肺静脈で 145，左心室で 14 の DEG が同定された．両部位で同定された遺伝子が 4 つあった．
それぞれの遺伝子セットに対して GO 解析を実施し，肺静脈における DEG で有意に enriched
する Ontology が同定され，特にイオンチャネルなどのイオン透過性膜タンパクが有意に関連
していた．一方で，左心室では，有意に enriched する Ontology は検出されなかった． 
 
[DEG の機能的関連] 
共発現ネットワーク解析の結果，遺伝子発現が上昇している遺伝子群（Subnetwork A）と遺
伝子発現が低下している遺伝子群（Subnetwork B）と混合型の Subnetwork C が同定された．
Subnetwork A では FOXCUT や SAMMON といった癌関連遺伝子が他の遺伝子と強い相関関係をも
つハブ遺伝子となっており，その他癌関連転写因子である FOXC1 や血栓誘発因子（ALCAM，
PDGFD）が含まれていた．Subnetwork B には既知の AF 関連遺伝子（NKX2-5，SCN2B，KCNH2）
が含まれていた． 
 
 
結    論 
 
肺静脈は AF 発症によって最も遺伝子発現が変化する領域であった．また AF のリモデリング
は，FOXCUT-FOXC1 軸，SAMMSON など，発癌と同様の転写後遺伝子制御が関与していた．我々
の解析結果はがん予防に準じたライフスタイルの改善が AF 進行に対して有効である可能性
を示唆している． 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査： 渡邊 博之 
 
申請者： 五十嵐 亘 
 
 
論文題名： 英文 Bioinformatic Identification of Potential RNA Alterations on the Atrial Fibrillation 
Remodeling from Human Pulmonary Veins 
（和訳）ヒト肺静脈における心房細動リモデリングの潜在的 RNA 変化の分子生物学
的検討 
要旨 
 著者の研究は、肺静脈を含む複数の心臓領域でトランスクリプトーム解析を行い、それら
遺伝子発現を比較検討したものである。これまでゲノム関連ワイド解析にて 100 以上の SNP
が心房細動関連遺伝子として報告され、複数の SNP 関与や環境因子が心房細動発症に寄与
すると考えられてきた。しかし、それらの報告は心房に限局しており、肺静脈をなどの他の
心領域での検討はなされていなかった。本研究で、著者らは肺静脈が最も遺伝子発現が変化
する領域であること、発癌と同様の転写後遺伝子制御が心房細動のリモデリングに関与して
いたことをはじめて示した。 
本研究の斬新さ，重要性，実験方法の正確性，表現の明瞭さは以下のとおりである． 
 
１) 斬新さ 
これまで肺静脈起源 firing の心房細動発症における重要性は、確立したものとして知られて
いたが、その肺静脈での遺伝子発現が、心房細動患者でどのように変化しているかは不明で
あった。本研究は、心房のみならず肺静脈を含む他の心領域での遺伝子発現を、めて検討し
たという意味で、斬新である。また、protein coding RNA だけでなく non-coding な lncRNA
に注目した点も興味深い。その結果、ほとんどの領域で lncRNA の変動が大きかった点も明
らかにしている。さらに、発現変動遺伝子（DEG）の機能解析を目的として、共発現ネット
ワーク解析を行った点も斬新である、FOXOCUT や SAMMON といったがん関連遺伝子が
他の遺伝子と強い相関関係を持つハブ遺伝子となっていたことが示された。 
 
２）重要性 
 近年の高齢者社会とそれにあわせた健康寿命の維持が求められている中で、心房細動の発
症予防、治療は、類が今後克服していかなければならない大きなテーマである。心房細動の
発症を抑制できた場合、それに併発する心不全や脳塞栓による寝たきり患者を大きく減少さ
せることが期待される。その点で、心房細動の発症や維持メカニズム解明に取り組んだ本研
究の意義は大きい。また、その結果として、肺静脈遺伝子変動が大きいという結果が得られ
たことは、これまでの心房筋のみをターゲットしていた薬物治療から、肺静脈心筋をターゲ
ットとした新たな薬物治療への開発・展開を期待させた点で興味深い。現在の心房細動治療
は、カテーテルアブレーションによる非薬物治療が主体であるが、その方法は、発症や維持
メカニズムを深く追求していないため、今後このような研究は新たな治療開発の礎となると
考えられる。 
よって、今後の心房細動の予防となる生活習慣促進・新規治療薬開発を進めるうえで、本研
究の結果は、臨床上重要である。 
 
３）研究方法の正確性 
 共発現ネットワーク解析の結果では、遺伝子発現が低下している遺伝子群 subnetwork B 
として、NKX2-5, SCN2B, KCNH2 などの既知の心房細動関連遺伝子群がふくまれている。
この結果は、これまでの報告と同様の傾向を示したものであり、本研究の正確性を示唆して
いる。また、全ての結果には統計学的検討が加えられており、実験方法は客観的で正確性が
ある。 
 
４）表現の明瞭さ 
 本研究の背景、実験手順、解析方法、得られた結果、考察は簡潔、明瞭に記載されており、
問題はない 
以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 


ヒト肺静脈における心房細動リモデリングの潜在的RNA 変化の分子生物学的検討

YEWUHALASHET, YEWUHALASHET FISSHA

English

統計的および機械学習モデルを用いた発破誘発地盤振動の包括的な予測と評価：発破パラメータからの洞察

及川, 大輔

積雪地域における木橋の持続的供用システムの構築に関する基礎的研究

WILDAN, NUR HAMZAH

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） Wildan Nur Hamzah（インドネシア） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 22 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） 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 
(Magmatic system and the behavior of Young Ciremai’s explosive 
activity, Indonesia) 
論 文 審 査 委 員 （主査）教 授 大場 司 
（副査）教 授 渡辺 寧 
（副査）教 授 高橋 亮平 
（副査）教 授 Andrea Agangi 
（副査）准教授 星出 隆志 
  
 
論文内容の要旨 
 
ウィルダン ヌル ハムザ氏は、インドネシア、西ジャワ州チレマイ火山の新期チレマイ火山噴
出物を調査し、その爆発的噴火活動の挙動と、マグマ供給系を解明する研究を行った。この研究
は二部構成であり、前半では堆積物の調査、火山灰の成分分析、火山灰の組織と形態観察を基に
した浅所から地表で生じる爆発的噴火現象を解明、後半では、噴出物の地球化学的特徴と鉱物組
織・鉱物化学組成から、深部マグマプロセスを解明する。 
 初めに本火山での地質調査結果に基づくテフラ層序が紹介され、A から J の 10 ステージに識
別できることが報告された。下位の A から E（ただし粗粒な B を除く）と中位の I から H、上位
の I から J では層相の特徴が大きく異なる。色調にも違いがあり、下位では暗色、中位では明色、
上位では赤~黄色を呈する。採取した火山灰の成分分析、粒度分析、形態分析からも 3 つのタイプ
が識別される。成分分析では特に違いが顕著であり、下位は本質物質に富み、中位では凝集火山
灰、上位では変質岩に富んでいる。XRD からは、上位の火山灰には変質物として石英やミョウバ
ン石が含まれることが示された。Walker(1984)に基づき火山灰の破砕度を解析した結果、下位は
マグマ噴火、中位と上位はマグマ水蒸気噴火であることが示唆された。また、火山灰の形態分析
の検討により、ブルカノ式噴火とマグマ水蒸気噴火が識別された。マグマ水蒸気噴火による火山
灰の形態的特徴を詳細に検討し、その判別方法を提唱し、破砕過程を解明した。結論として、下
位ではブルカノ式ないしサブプリニー式の噴火、中位では天水関与型のマグマ水蒸気噴火、上位
では熱水系が関与したマグマ水蒸気噴火という推移を辿ったことを解明した。 
 後半の岩石学的研究では、火山灰中の鉱物とその組織、および全岩化学組成分析値に注目した。
 
 
鉱物組み合わせの違いに着目し、火山灰成分を 2 タイプに分類した。斑晶サイズのカンラン石を
含む Type１とかんらん石を含まず磁鉄鉱斑晶を含む Type2 に分類され、それぞれユニット B と
D、ユニット E と F を構成する。ユニット B と D は斜長石に篩状組織が発達する。主成分化学組
成からは、ユニット B が成すトレンドとそれ以外のユニットが成す異なるトレンドが識別できる。
REE パターンは両者に違いはない。鉱物化学組成分析値から温度圧力条件を求め、8-12ｋｍの深
度にクリスタルマッシュが存在したことを指摘した。また結晶の累帯構造からマフィックマグマ
のリチャージ、カンラン石の形態から急速な冷却が示唆された。結論として、クリスタルマッシ
ュの生成からユニットＢでのマフィックリチャージの開始、その後のマフィックマグマの注入量
の増大が認識された。結晶量と化学組成データを統合し、粘性率を推定することにより、マグマ
の粘性の影響や、噴火直線の浅所での結晶化・脱ガス条件の推定を行った。 
 
論文審査結果の要旨 
 
以上、高度な分析と解析に基づき新規性のある高い研究成果が得られた。博士論文にふさわしい
学術レベルであることが確認され、論文を合格とした。最終試験では、主査大場司教授、副査渡
辺寧教授、アンドレアアガンジ教授、高橋亮平教授、星出隆志准教授により構成される審査委員
会の審査の下、オンラインにて発表が行われた。発表前に書類の確認および論文業績の確認が行
われた。最終試験では、論文に記載の内容を、スライド資料を用い、英語により 40 分間で発表し
た。発表が終了した後、審査委員から発表内容について質問があり、ウィルダン氏がそれぞれ回
答した。Young Ciremai の Young の意味についての質問、火道での気泡形態変化のモデルの原理
に関する質問、熱水系関与型噴火の熱水系での流体の状態（液相か気相かなど）といった質問が
あり、これらに適切に回答した。斜長石の篩状組織の幅測定についは、その測定方法について質
問された。また、図の軸を対数にすべき、ヒストグラムの数値の表記の問題について指摘された。
ガラスインクルージョンには高シリカのものがあるにもかかわらず、石英が晶出していない理由
についても質問された。いずれの質問に対しても適切に回答した。発表終了後、ウィルダン氏の
発表と質疑応答に対し、審査委員会で合否を協議した。その結果、博士の学位を授与するに値す
る発表であると判断され、合格とした。 


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

MOHAMED, ALY ABDELRASHID ABDELKADER

 
 
  
氏 名 （ 本 籍 ） モハメッド アリ アブデラシッド アブデルカデル 
（エジプト） 
専攻分野の名称 博士（理学） 
学 位 記 番 号 国博甲第 29 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） エジプト中央東部沙漠ウンム・ナガット地域の希少金属含有花崗
岩：リモートセンシング，地質学，鉱物学，地球化学からの知見(Rare 
metal-bearing granite in the Umm Naggat area, central Eastern 
Desert, Egypt: Insights from remote sensing, geology, 
mineralogy, and geochemistry) 
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，エジプト東砂漠に位置するウンム・ナガット花崗岩体の岩石学，鉱物学，地球化学的
研究の基づき，本岩体のレアメタル，特にニオブ及びタンタルの濃集過程の考察と資源ポテンシ
ャルの評価を行ったものである．ウンム・ナガット花崗岩体は，エジプト東砂漠のカンブリア紀
初期の「新規花崗岩」に分類され，角閃石・黒雲母花崗岩からなる南部岩体と黒雲母・アルバイ
ト花崗岩からなる北部岩体に区分される．これらの区分はリモートセンシングデータの解析によ
りより効率的に行われた(文献 1，2)．これらの岩体は漸移的に変化する．南部岩体は，部分的に
角閃石を含む黒雲母花崗岩からなり，初生のコロンバイトやフェルグソナイトなどニオブやタン
タルを含む鉱物を含有している．花崗岩の全岩化学組成はアルカリ花崗岩に分類され，鉱物組成
による岩石名は「アルカリ長石花崗岩」である．初生の黒雲母は極めて鉄に富んでいる．初生の
角閃石はニオブ(280 ppm), チタン(5760 ppm)，イットリウム(506 ppm)，ジルコニウム(87 ppm)
に富み，初生の黒雲母はニオブ(1630 ppm)，タンタル(83 ppm)，錫(392 ppm)，チタン(9268 ppm)，
ルビジウム(2546 ppm)，リチウム(6331 ppm)に富んでいる．この花崗岩はフッ素なナトリウムに
富む交代作用を受け，さらに白雲母や緑泥石を形成する熱水変質を蒙っている．これらの交代作
用，熱水変質作用により二次的なニオブ鉱物（コロンバイト，ユークセン石），イルメナイト，ル
チルが生じている．交代作用では黒雲母が蛍石とともにニオブ鉱物やジルコｎに交代され，熱水
変質作用では，白雲母や緑泥石に交代されている． 
初生のコロンバイトと二次的なコロンバイトの化学組成を比較すると，初生のものはよりニオ
 
 
ブに富むが，タンタル，チタン，錫，タングステンに乏しい．ルチルは初生のものはよりチタン
に富みむが，タンタル，タングステン，鉄，ニオブに乏しい．イルメナイトは初生のものは鉄，マ
ンガンに富むが，チタン，ニオブ，錫，珪素に乏しい．フェルグソナイトは初生のものはよりニ
オブ，イットリウム，タングステンに富むがチタン，タンタル，錫，タングステンに乏しい．これ
らの化学組成の違いは，初生の黒雲母に含有されていたニオブやチタンが交代作用や熱水変質作
用により二次鉱物に濃集したことを示す． 
これらの研究結果から，ウンム・ナガット花崗岩では，マグマの結晶分化作用を通して，不適
合元素であるニオブ等の HFSE 元素がマフィック鉱物に濃集し，さらにマフィック鉱物(主とし
て黒雲母)に含まれていたニオブほかの元素がNa-F交代作用や引き続く熱水作用を蒙ることによ
り，二次的なニオブ鉱物が形成されるとともにニオブに富む鉄・チタン鉱物が形成されたことが
示された．これらのレアメタルに富む重鉱物は漂砂鉱床を岩体の下流側に生成している可能性が
あり，新たなニオブのポテンシャルとして注目される．  
 
文献 
1)  Mohamed A. Abdelkader, Yasushi Watanabe, Ali Shebl, Hanna A. El-Dokouny, Maher 
Dawoud, Árpád Csámer (2022) Improved Characterization of Rare Metals-Bearing Granites 
Utilizing Machine Learning and Remote Sensing Data: A Case Study from Umm Naggat Area, 
Central Eastern Desert, Egypt. Ore Geology Review, 150 Doi 10.1016/j.oregeorev.2022.105184 
 
2)  Mohamed A. Abdelkader, Yasushi Watanabe, Ali Shebl, MohamedBadawi, 
MaherDawoud,HannaA.El-Dokouny,Árpád Csámer, Mahmoud Abdellatif (2024) Advanced 
exploration of rare metal mineralization through integrated remote sensing and geophysical 
analysis of structrally-controlled hydrothermal alterations. Journal of Geochemical 
Exploration，267. doi.org/10.1016/j.gexplo.2024.107598 
 
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）初生鉱物と二次鉱物でコロンバイトのように同じ鉱物があるが，その区分の方法が明瞭でな
い．どのようにして区分したか?→初生鉱物は他の初生鉱物の内部に包有されたり粒間に存在する
のに対し，二次鉱物は黒雲母を置換している．量比から見ると初生のコロンバイトは極めて少な
く，二次鉱物が多い． 
２）全岩化学組成を標準化した図は，様々な種類の岩石がウンム・ナガット花崗岩に含まれてい
ることを示している．→岩石種は花崗岩１種類であるが，交代作用や熱水変質作用を蒙り組成の
変化が生じたと考えている． 
３）岩体の略称が明らかでない．SBTGは何の略称か→SBTGは，Southern Biotite Graniteの
 
 
略称で，岩体の南部に分布する．SREEな何の略称か→Sum of rare earth elementsである． 
４）「Aqueous」はあまり使用しない語である．どうして Hydrothermalでないのか？→交代作用
(metasomatism)と明瞭に区別するために使用した． 
５）Biotite alterationの意味が不鮮明→Alteration of biotiteであり，黒雲母が変質したことを意
味する． 
６）黒雲母がニオブの本源的な含有鉱物とのことであるが，初生の角閃石やコロンバイトもそう
ではないのか？→これらの鉱物ももちろんニオブを多く含むが量的には多くない．ほとんどのニ
オブは黒雲母に含まれている． 
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． 
 
 


エジプト中央東部沙漠ウンム・ナガット地域の希少金属含有花崗岩：リモートセンシング，地質学，鉱物学，地球化学からの知見

佐々木, 可奈

氏  名 ・（本籍）     佐々木 可奈（秋田県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1132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） 中永 士師明 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  森 菜緒子 教授    三木 崇史 教授 
GLP-1 receptor signaling restores aquaporin 4 subcellular polarization in 
reactive astrocytes and promotes amyloid β clearance in a mouse model of 
Alzheimer s disease 
（GLP- 1 受容体シグナルはアルツハイマー病モデルマウスの反応性アスト
ロサイトにおいてアクアポリン 4の 細胞内局在を修復し、アミロイド βの
排泄を促進する） 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
GLP-1 receptor signaling restores aquaporin 4 subcellular 
polarization in reactive  astrocytes and promotes amyloid β 
clearance in a mouse model of Alzheimer’s disease 
（GLP-1 受容体シグナルはアルツハイマー病モデルマウスの 
反応性アストロサイトにおいてアクアポリン 4 の細胞内局在を修復し、 
アミロイドβの排泄を促進する） 
 
申請者氏名 佐々木 可奈 
 
 
 
研  究  目  的 
 
消化管ホルモンであるグルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）の受容体（GLP-1R）は脳を含む複
数の臓器で発現しているが、脳における生理的作用はまだ十分に解明されていない。 
アルツハイマー病（AD）は認知症の一般的な原因であり、その病理学的な特徴の１つとし
てアミロイドβ（Aβ）の蓄積があげられる。グリンパティックシステムと呼ばれる脳脊髄液
（CSF）と脳間質液（ISF）を迅速に交換する仕組みは、Aβのような神経毒性老廃物を脳実質
から血管周囲腔とそれに続く硬膜リンパ管を介し脳外へ排泄するのに重要な役割を果たして
いる。脳の水チャネルであるアクアポリン 4（AQP4）は、通常血管周囲のアストロサイトの末
端に主に局在し、CSF-ISF の交換を促し Aβの排泄に寄与している。加齢や AD ではこうした
血管周囲の AQP4 の局在が失われることにより、Aβの排泄が低下すると考えられる。 
 GLP-1R シグナルは細胞内サイクリック AMP レベルを高め、続いてタンパク質リン酸化酵素
プロテインキナーゼ A（PKA）の活性を上昇させる。PKA 活性の上昇によりリン酸化された AQP4
はアストロサイトの細胞表面に再局在することが示されている。また、AD のような神経変性
疾患で観察される肥大化した反応性アストロサイトでは、形態的障害により血管周囲側への
AQP4 の局在が失われていると想定される。 
 このような背景から、実際に血液脳関門を通過する GLP-1R アゴニスト（GLP-1RA）の末梢
からの投与後の大脳内 GLP-1R シグナルの亢進が、AD で豊富に出現する反応性アストロサイ
トの AQP4 を血管周囲側の細胞表面に再局在させ、CSF-ISF 循環の増加を介して脳実質からの
Aβ排泄を促進するのかもしれないという仮説を立て検証を行った。 
 
 
 
 
研  究  方  法 
 
AD モデルマウスとして AppNL-G-F-/NL-G-Fマウスを用い、GLP-1RA リラグルチド（Lira）または
同量の PBS（Vehicle）を 20 週間連日皮下投与し、Y 迷路試験による空間作業記憶の評価と、
大脳皮質での Aβ（1-42）蓄積や組織病変の変化を経時的に調べた。さらに、 Lira または
Vehicle を 4 週間投与後の大脳皮質における AQP4 タンパク発現レベル、AQP4 局在、PKA 活性
レベル、AQP4 リン酸化について評価した。また、AQP4cDNA を不死化アストロサイトに導入し
た細胞株（AQP4-AST）を用い、Lira 単独または Lira と PKA 阻害剤 H89 併用添加下で 24 時間
培養し、AQP4-AST における AQP4 タンパク発現レベル、AQP4 局在とリン酸化、PKA 活性レベル
を評価した。 
 
 
 
研  究  成  績 
 
初めに in situ hybridization により、正常マウスの大脳皮質において GLP-1R mRNA がア
ストロサイトの血管周囲側で発現していることを確認した。次に、 AppNL-G-F/NL-G-F マウスにお
いて、Lira を 20 週間皮下投与後、大脳皮質における Aβ（1-42）の蓄積が有意に抑制され、
Y 迷路試験では空間作業記憶が改善することを確認した。AppNL-G-F/NL-G-F マウスでは形態的障
害を呈する反応性肥大アストロサイトが多く観察され、内在化 AQP4 が多くみられたが、Lira
の 4 週間皮下投与後、AQP4 が細胞表面の血管周囲側へ再局在することを確認した。また、
AppNL-G-F/NL-G-Fマウスでは、大脳皮質における PKA 活性が低下していたが、Lira の 4 週間皮下
投与により PKA活性は有意に上昇し、Phos-tag SDS-PAGE解析では大脳皮質でのリン酸化 AQP4
の増加を認めた。Lira 添加培養後の AQP-AST ではリン酸化 AQP4 の細胞表面への移動が観察
され、Lira と PKA 阻害剤 H89 併用添加下では内在化 AQP4 が多くみられた。 
 
 
 
結    論 
 
GLP-1RA の末梢投与により脳内 GLP-1R シグナルが亢進し、AD における反応性肥大アストロ
サイトで、AQP4 の PKA を介したリン酸化が促進し、内在化した AQP4 が血管周囲側の細胞表
面に再局在することを明らかにした。このような AQP4 の局在の変化は、脳内の CSF-ISF 循環
を円滑にし、脳実質からの Aβ排泄を促進すると考えられる。本研究成果は、GLP-1RA の AD
進行抑制作用の分子基盤となり得るとともに、その AD に対する新規治療戦略としての可能性
を示唆するものである。 
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：中永 士師明 
申請者：佐々木 可奈 
 
論文題名： 英文 GLP-1 receptor signaling restores aquaporin 4 subcellular polarization 
in reactive astrocytes and promotes amyloid βclearance in a mouse model of 
Alzheimer s disease 
（和訳）GLP-1 受容体シグナルはアルツハイマー病モデルマウスの反応性アスト
ロサイトにおいて アクアポリン 4 の細胞内局在を修復し、アミロイドβの排泄を
促進する 
 
要旨 
 本研究は、アルツハイマー病（AD）モデルマウスを用いて、消化管ホルモン GLP-1R シグナルが、反応
性アストロサイトに与える影響を調査し、AQP4 の細胞内局在修復およびアミロイドβ（Aβ）の排泄促進
への効果を評価した。GLP-1R シグナルが AD で観察される反応性アストロサイトにおける AQP4 の細胞表面
への再局在化を引き起こし、CSF-ISF 循環を改善する可能性を検証した。AD モデルマウス（AppNL-G-F/NL-G-F）
に GLP-1R アゴニスト（リラグルチド：Lira）を 20 週間皮下投与した結果、大脳皮質における Aβ蓄積の
抑制、空間記憶の改善が確認された。また、Lira 投与により反応性アストロサイトの肥大や形態的障害が
軽減され、AQP4 が血管周囲側の細胞表面に再局在することが示された。この過程には、GLP-1R シグナルに
よるプロテインキナーゼ A（PKA）の活性化と、それに伴う AQP4 リン酸化の上昇が関与していることが明
らかとなった。さらに、FITC アルブミンを用いた実験では、CSF-ISF 循環が改善され、脳間質への分子移
行が促進されることが示された。細胞レベルの実験でも、Lira が AQP4 の細胞表面局在化を誘導し、この
効果が PKA 阻害剤によって抑制されることが確認された。これらの結果は、GLP-1R シグナルの活性化が AD
における AQP4 の再局在化を通じて CSF-ISF 循環を促進し、Aβ排泄を増加させることを示している。本研
究は、GLP-1R アゴニストが AD 進行を抑制する新規治療戦略としての可能性を示唆しており、神経変性疾
患治療における重要な分子基盤を提供するものである。 
 
本研究の斬新さ、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）斬新さ 
本研究は、GLP-1R シグナルを介したアストロサイトにおける AQP4 の再局在化メカニズムを解明し、AD
モデルにおいてこれが Aβ排泄促進や病理進行抑制につながることを示した。特に、GLP-1R シグナルと
AQP4 のリン酸化の関係について詳細に評価、AD の病理進行抑制におけるグリンパティックシステムの役
割を直接的に検証、GLP-1 受容体作動薬の脳への作用メカニズムを、細胞・組織レベルで具体的に明らか
にした、これらの新しい知見は、GLP-1RA の神経変性疾患治療への応用可能性を示し、特に薬剤開発の基
盤情報として価値がある。 
２）重要性 
既存の治療法が主に症状緩和に留まる中、グリンパティックシステムや AQP4 に焦点を当てた治療戦略
は、病理進行そのものをターゲットとする可能性を示している。リラグルチドは既に糖尿病治療薬として
臨床使用されており、その安全性データが存在するため、迅速な応用が期待される。本研究は AD だけでな
く、他の神経変性疾患や脳浮腫など、脳の液体循環異常に関わる疾患への応用可能性もある。 
３）研究方法の正確性 
AppNL-G-F/NL-G-F マウスという病理再現性の高いモデルを使用し、AD 特有の病態を的確に反映してい
る。行動試験（Y 迷路試験）、病理評価（Aβ 蓄積の定量）、分子生物学的解析（PKA 活性や AQP4 リン酸
化の測定）を組み合わせ、結果を多面的に検証している。リラグルチド投与群と PBS 対照群の比較を徹
底しており、結果の信頼性が高い。PKA 阻害剤を用いた実験により、AQP4 再局在が PKA 活性化に依存し
ていることを明確にしている。 
４）表現の明瞭さ 
 論文の表現は全体的に明確で、研究の目的、方法、結果、結論が整理されて提示されている。グリンパ
ティックシステムや AQP4 の役割、GLP-1R シグナルの意義を丁寧に説明しており、研究の文脈が明確であ
る。結果が図表と共に具体的に示され、読者がデータを追いやすい構成になっている。 
また，審査の際のプレゼンテーションも的確かつ簡潔で分かりやすく、質疑応答も適切であった。 
 
以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 


GLP- 1受容体シグナルはアルツハイマー病モデルマウスの反応性アストロサイトにおいてアクアポリン4の 細胞内局在を修復し、アミロイドβの排泄を促進する

佐藤, 姫子

氏  名 ・（本籍）     佐藤 姫子（秋田県） 
専攻分野の名称    博士(医学) 
学 位 記 番 号    医博甲第 1136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） 寺田 幸弘 教授 
論 文 審 査 委 員     （副査）  大森 泰文 教授    水野 大 教授 
High oxygen exposure’s impact on newborn mice: Temporal changes 
observed via micro-computed tomography 
（高濃度酸素曝露を受けた新生仔マウス肺の時間的変化） 
学 位 論 文 内 容 要 旨 
 
 
 High oxygen exposure’s impact on newborn mice: Temporal changes 
observed via micro-computed tomography 
（高濃度酸素曝露を受けた新生仔マウス肺の時間的変化） 
申請者氏名   佐藤 姫子 
 
 
 
研  究  目  的 
 
周産期医療の進歩により早産児の生存率が向上し、より未熟な児を救命できるようになっ
た。一方で、長期にわたる酸素使用や人工換気が気管支肺異形成（BPD：Bronchopulmonary 
Dysplasia）を惹き起こし、新生児期を超えて長期的な生活の質に影響を与える可能性が指摘
されている。BPD の基礎研究では高濃度酸素曝露マウスモデルが長年にわたって使用され、新
生児期における高濃度酸素の肺毒性について広く理解されるようになった。 
今回、我々はこの高濃度酸素曝露マウスモデルについて成人期に至るまで、小動物用マイ
クロ CT（Cosmoscan GXII μCT）を用いた画像的および解剖学的評価を行い、成人期における
BPD が肺機能に与える影響について考察した。 
 
研  究  方  法 
 
新生仔野生型マウスを 21％酸素下（対照群）または 95％酸素下（高濃度酸素曝露群）に 4
日間曝露させ、その後 8 週齢まで飼育した。週 1 回のマイクロ CT スキャンによる肺の組織学
的評価および解剖学的評価をそれぞれ独立して行った。 
組織学的評価では、1-8 週のオスのマウスを対象に週ごとに解剖を行った。肺組織の末梢肺
胞領域の成熟度を評価するため、9 枚の連続した肺組織切片をヘマトキシリン・エオシン染色
し、光学顕微鏡（100 倍拡大）で撮影した。取得した画像を結合・再構成し、BZ-X アナライ
ザーソフトウェア（BZ-H4A, KEYENCE, Osaka, Japan）を用いたコンピュータ支援形態計測を
実施し、平均肺胞径、平均肺胞面積、および平均肺胞数を測定した。この計測は調査対象の
肺切片の約 40％をカバーするものである。各条件で 5 匹のマウスを評価し、それぞれの時点
で対照群と高濃度酸素曝露群の比較を行った。また、肺胞の成熟度を示す二次中隔を評価す
るため、9 枚の連続した肺組織切片をエラスチン染色し、二次中隔先端数を目視で確認し画像
ごとの中隔先端数を完全な肺胞腔数で割った値を算出した。こちらも各条件で 5 匹のマウス
を評価しそれぞれの時点で対照群と高濃度酸素曝露群の比較を行った。 
マイクロ CT スキャンによる評価では、3%イソフルラン、100%酸素の吸入麻酔でマウスを仰
臥位に固定し、1 週毎に CT スキャンを行った。対照群と高濃度酸素曝露群の平均肺 CT 値お
よび平均全肺容量を測定しそれぞれの時点で比較した。こちらも各条件で 5 匹のマウスを評
価した。 
本研究は秋田大学医学部付属病院倫理委員会の承認を得て行った。 
研  究  成  績 
 
【組織学的評価】 
高濃度酸素曝露群は、酸素曝露後 1 週に対照群と比較して平均肺胞径の拡張、平均肺胞面
積の拡張、および平均肺胞数の減少が観察されたが、その後徐々に回復し 4 週齢時点では対
照群との有意差が認められなくなった。また、高濃度酸素曝露群は酸素曝露後 1 週で対照群
と比較して肺胞の二次隔壁の減少を認めたが、それも緩やかに回復し、5 週齢時点で対照群と
の有意差が認められなくなった。通常酸素環境下では出生後の気道終末の発達が速やかに進
むが、4 日間高濃度酸素に曝露されると肺胞の発達が阻害されることが示唆された。 
【マイクロ CT スキャンによる評価】 
高濃度酸素曝露群は酸素曝露後 1 週で肺 CT 値が高くなったが、3 週齢で対照群との有意差
が認められなくなった。肺 CT は、気管や肺胞などの空気を多く含む部分は CT 値が低く、炎
症などで肺密度が高くなった部分は CT 値が高くなる。高濃度酸素曝露によって急性期は肺に
炎症が起こるが、徐々に回復することが示唆された。 
平均全肺容量は、1 週齢では両群の間に有意差を認めなかったが、2 週齢時点で高濃度酸素
曝露群の肺容量が減少し、この差は 8 週齢まで持続した。高濃度酸素曝露は、全肺容量にお
いて急性期を超えて成人期にも変化をもたらす可能性があることが示唆された。 
 
 
結    論 
 
本研究は、新生仔期に高濃度酸素に曝露されたマウスにおける新生仔期を超えた肺組織の変
化についてマイクロ CT を用いてとらえたものである。このマウスモデルはヒトとは異なる過
程を辿る可能性があり、さらなる最適化が必要と考えられる。 
 
 
 
 
学位（博士－甲）論文審査結果の要旨 
 
主 査：寺田幸弘 
申請者：佐藤姫子 
 
論文題名：High oxygen exposure’s impact on newborn mice: Temporal changes observed via 
micro-computed tomography 
高濃度酸素曝露を受けた新生仔マウス肺の時間的変化 
 
要旨 
周産期医療の進歩により早産児の生存率が向上し、より未熟な児を救命できるようになっ
た。一方で、長期にわたる酸素使用や人工換気が気管支肺異形成（BPD：Bronchopulmonary 
Dysplasia）を惹き起こし、新生児期を超えて長期的な生活の質に影響を与える可能性が指摘
されている。BPD の基礎研究では高濃度酸素曝露マウスモデルが長年にわたって使用され、
新生児期における高濃度酸素の肺毒性について広く理解されるようになった。申請者はこの
高濃度酸素曝露マウスモデルについて成人期に至るまで、小動物用マイクロ CT（Cosmoscan 
GXII μCT）を用いた画像的および解剖学的評価を行い、成人期における BPD が肺機能に与え
る影響について考察した。 
【組織学的評価】高濃度酸素曝露群は、酸素曝露後 1 週に対照群と比較して平均肺胞径の
拡張、平均肺胞面積の拡張、および平均肺胞数の減少が観察されたが、その後徐々に回復し
4 週齢時点では対照群との有意差が認められなくなった。また、高濃度酸素曝露群は酸素曝
露後 1 週で対照群と比較して肺胞の二次隔壁の減少を認めたが、それも緩やかに回復し、5
週齢時点で対照群との有意差が認められなくなった。通常酸素環境下では出生後の気道終末
の発達が速やかに進むが、4 日間高濃度酸素に曝露されると肺胞の発達が阻害されることが
示唆された。 
【マイクロ CT スキャンによる評価】高濃度酸素曝露群は酸素曝露後 1 週で肺 CT 値が高く
なったが、3週齢で対照群との有意差が認められなくなった。肺 CT は、気管や肺胞などの空
気を多く含む部分は CT 値が低く、炎症などで肺密度が高くなった部分は CT 値が高くなる。
高濃度酸素曝露によって急性期は肺に炎症が起こるが、徐々に回復することが示唆された。
平均全肺容量は、1週齢では両群の間に有意差を認めなかったが、2週齢時点で高濃度酸素曝
露群の肺容量が減少し、この差は 8 週齢まで持続した。高濃度酸素曝露は、全肺容量におい
て急性期を超えて成人期にも変化をもたらす可能性があることが示唆された。 
１) ，２）斬新さおよびその重要性 
本研究の斬新さはなによりも、マイクロ CT を用いて同一マウス新生児肺の生理的かつ包括
的な状況変化を観察し得たことである。 同一個体の新生児からの発育経過をＣＴ画像にて
追跡したのは世界ではじめての成果である。 最も普遍的な実験動物であるマウスであるが
胎児・新生児期ではあまりにも研究対象サイズが小さくその生理学的な包括的な取り組みは
医学・科学の世界に組み立てられていないと認識する。 新生児生理学に今後マウスモデル
が確立されるなら、その領域の進捗に大きく寄与するであろう。 本学位論文内の新生児麻
酔法などの情報が今後世界で検証され、改変されマウスでの確立した研究モデルに萌芽すれ
ば医学進捗の大きな礎になりうると考える。  
ヒトでは小児期の頻回の CT による検証などは現実的には不可能で実験動物レベルでの知
見をさらに集積してゆく必要がある。 本学位論文の手法があまねく検証され、BPD に関す
る種々の科学的情報が発信、検証されることを期待している。 
３）研究方法の正確性 
病理組織所見、CT 所見ともどもその解析には客観性をもった、最新の解析ソフトウェアが用
いられている。 検討した症例数は多くはないが、それぞれ正確に酸素投与群とコントロー
ルの差異がデータとして示されている。 正確に科学的検証が行われたと判断する。  
４）表現の明瞭さ 
酸素投与群とコントロールの差異が明瞭に記述されていると判断される。  
 
以上述べたように，本論文は学位を授与するに十分値する研究と判定された。 
 


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