聴覚研究における光バイオモジュレーションの応用:ベンチからクリニックへ
Applications of photobiomodulation in hearing research: from bench to clinic

PBMT LLLT /光生物調節

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DALL-E3:こちらの画像は、未来的な医学研究室のシーンを描いている。画像の前景には、白衣を着た科学者が人間の耳のモデルに光生物調節(PBM)療法を施すための高度な装置を使用している様子が描かれている。この装置からは、特定の波長(赤色と近赤外線)の光が放射されている。背景には、他の研究者たちが大型のコンピューター画面でデータを分析しており、PBMが耳鳴りなどの聴覚問題に与える影響に関連するグラフや分子構造が表示されている。研究室は現代的で設備が整っており、先進的な技術や医療機器がシーン全体に散りばめられている。研究者たちは性別や民族が多様である。

Applications of photobiomodulation in hearing research: from bench to clinic

pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31456894

抜粋およびGPT-4による要約

抜粋

難聴、耳鳴り、前庭機能障害を予防するためのPBMの使用については、動物や患者を対象とした基礎研究と臨床研究の両方が発表されている。

聴覚の問題に対処するためにPBMを使用する場合、耳の独特な解剖学的構造を考慮しなければならない。光が中耳の蝸牛に到達するには、鼓膜を通過しなければならない。波長680~850mmの光が最も一般的に使用されている

研究の主な発見は以下の通り:

  • 遺伝子導入の促進: PBMは遺伝子を細胞に導入する過程を助ける可能性がある。
  • 炎症の低下: PBMは炎症を引き起こす化学物質(サイトカイン)のレベルを下げる効果があることが示された。
  • 細胞の保護: 特定の抗生物質(アミノグリコシド)による細胞の損傷をPBMが防ぐことが確認された。
  • ラットでの研究: PBMは騒音による聴力損失を防ぐ効果があることがラットを使った実験で明らかになった。これは、特定の波長(808nm)のレーザーを使って行われた。
  • 組織への影響: PBMは、細胞の自殺プロセス(アポトーシス)と炎症を引き起こす化学物質(iNOS)の発現を減少させることで、細胞や組織を保護する効果があった。
  • 神経細胞への影響: 脊髄神経節ニューロン(耳と脳をつなぐ神経細胞)へのPBMの照射は、神経毒による損傷からこれらの細胞を保護する効果があることが示された。

要するに、この研究はPBMが耳の健康や聴力を保護する上で有効である可能性を示唆しており、将来的には聴力損失や耳の病気の治療方法として利用されるかもしれない。

図3 低レベルレーザー治療後の鼓膜の組織学的変化
250mWのレーザーを照射した群ではリンパ球(矢頭)、浮腫(矢線)、空胞うっ滞(矢印)が認められたが、200mWのレーザーを照射した群ではリンパ球はほとんど認められなかった]。

これまでのヒトでの研究

  • 耳鳴りの治療におけるPBM: 1990年代から、耳鳴り治療にPBMが用いられていた。この治療では、主に632nmと904nmの波長のHe-NeレーザーやGa-Al-Asレーザーが使われている。これらの波長の光を週に一度以上耳鳴りの患者に照射することで、多くの場合、症状の改善が見られた。
  • 研究結果: ほとんどの研究で肯定的な効果が報告されているが、すべての研究で効果が確認されたわけではない。また、PBMの効果は患者の年齢や職業によって異なることが示唆されている。

表3 過去の臨床研究のPBMパラメータ

レーザー式 波長 治療目標 パワー (mW) 照射時間(分) # 治療回数 (#/# day) 参照番号
He-Ne、Ga-AL-As 632, 904 耳鳴り 12, 2-20 10 12 (1/1日) 1993 ]
He-Ne、Ga-AL-As 632, 904 耳鳴り 12, 30 8 8 (1/1日) 1993 ]
He-Ne、Ga-AL-As 632, 904 耳鳴り 12, 9-20 10 12 (1/1日) 1995 ]
He-Ne、Ga-AL-As 632, 904 耳鳴り 12, 30 8 8 (1/1日) 1995 ]
He-Ne、ダイオード 632, 830 耳鳴り 20, 100 9 10 (1/1日) 1996 ]
ダイオード 830 耳鳴り 40 9 10 (1/1日) 1997 ]
Ga-Al-As系 830 耳鳴り 50 10 15 (1/1日) 1999 ]
ダイオード 635, 690, 780, 830 耳鳴り 50 提供なし 10 (1/1日) 2003 ]
ダイオード 650 耳鳴り 5 20 90 (1/1日) 2008 ]
ダイオード 650 耳鳴り 5 15 7 (1/1日) 2008 ]
ダイオード 650 耳鳴り 5 20 90 (1/1日) 2008 ]
ダイオード 650, 808, 904 ハイパーアクシス, SSNH 35, 490, 120 16-28, 4-16, 7 10-20日(2/7日) 2010 ]
ダイオード 650 耳鳴り 5 20 20 (1/1日) 2011 ]
ダイオード 650 耳鳴り 5 20 90 (1/1日) 2012 ]
ダイオード 531, 635 耳鳴り 7.5 5 3日(1/2~4日) 2013 ]

PBMの可能な作用機序:

PBMは、細胞の中のシトクロムcオキシダーゼという酵素に作用し、細胞のエネルギー生産(ATP)を促進する可能性がある。また、光感受性イオンチャネルの活性化や炎症調節に関わる分子メカニズムにも影響を与えることが考えられている。

結論と今後の応用:

PBMは非侵襲的な治療方法であり、聴力問題に対して有望である。しかし、PBMが聴覚にどのように作用するかはまだ完全には理解されていない。今後、遺伝子解析などを含むメカニズムの研究が重要となる。

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