(57)【要約】【課題】  本発明は、日常の活動を阻害することなく、通常の飼育状態にあるマウス又はラットの心臓情報等の体内情報を継続して正確に測定することが可能なマウス又はラットの体内情報の測定方法、及び前記体内情報の測定可能なマウス又はラットを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを、マウス又はラットの体内に埋め込み、前記マイクロチップから送信される体内情報を外部に設けた解析装置で解析することによるマウス又はラットの体内情報の測定方法であって、前記マイクロチップをマウス又はラットの背部に埋め込むことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを、マウス又はラットの体内に埋め込み、前記マイクロチップから送信される体内情報を外部に設けた解析装置で解析することによるマウス又はラットの体内情報の測定方法であって、前記マイクロチップをマウス又はラットの背部に埋め込むことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記体内情報が少なくとも心臓情報であることを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記背部が僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定方法。
【請求項４】
前記マウス又はラットがトランスジェニックマウス又はトランスジェニックラットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の測定方法。
【請求項５】
前記マイクロチップから送信される体内情報を、マウス又はラットが進入可能な大きさの筒状プローブで、前記筒状プローブにマウス又はラットが進入した際に受信してから解析装置に伝達して解析することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の測定方法。
【請求項６】
体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを背部に埋め込んだことを特徴とするマウス又はラット。
【請求項７】
前記デバイスが少なくとも心臓情報を検出するためのデバイスであることを特徴とする請求項６に記載のマウス又はラット。
【請求項８】
前記背部が僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間であることを特徴とする請求項６又は７に記載のマウス又はラット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、日常的な行動を阻害することなく、通常飼育されている状態（覚醒状態）にあるマウス又はラットの心臓情報等の体内情報の正確な測定を可能にするマウス又はラットの体内情報の測定方法、及び前記体内情報を測定可能にするマウス又はラットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子についての研究は、ヒトゲノムの配列解読が終了し、各遺伝子の機能解析を中心とするポストゲノム研究へと移行している。このようなポストゲノム研究において、ヒトの遺伝子と相同性の高い遺伝子を持つ哺乳動物であるマウスやラットに、異種遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスやトランスジェニックラットが、遺伝子の機能解析の優れたモデル系として用いられている。このような特殊な機能を付加したマウス等の体内情報の詳細な解析は、未知の遺伝子の機能の解明のために非常に重要である。
また、このような場合に限らず、マウスやラットの体内情報を取得することは、ライフサイエンス分野における研究の種々の場面で重要である。
【０００３】
従来、マウスやラットの心臓情報等の体内情報の測定は、被検体である動物の皮膚に電極を貼着し、この電極で検出された信号を、リード線を介して計測装置に入力することにより行っていた（例えば、特許文献１）。しかしながら、前記測定方法では、前記動物がリード線で計測装置に接続されているため、運動の自由が奪われ、通常飼育されている状態にある動物の体内情報を継続的且つ正確に測定することはできなかった。
【０００４】
このため、通常飼育されている状態にあるマウス等の体内情報を測定する装置として、マウス等の体内に埋め込んで、心臓情報として、心電、筋電等の医学的計測値を測定し、その計測値を外部の受信装置に無線で送信する小動物用埋込型医学的計測送信装置が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特表２００３−５０７１４２号公報
【特許文献２】特開２００１−１４８９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献２では、正確な心臓情報を測定するために、前記装置を小動物に埋め込む最適な部位がどこであるかについての検討はされていない。このため、本発明者等が小動物の体内のうち様々な部位に心臓情報を測定する小型装置を埋め込んで測定を行ったところ、埋め込む部位によって、測定精度が異なることが分かった。
そこで、本発明は、日常の活動を阻害することなく、通常の飼育状態にあるマウス又はラットの心臓情報等の体内情報を継続して正確に測定することを可能にするマウス又はラットの体内情報の測定方法、及び前記体内情報を測定可能にするマウス又はラットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等が、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、マウス又はラットの体内のうち、特に、背部に心臓情報を検出するためのデバイスを備えるマイクロチップを埋め込むことにより、心臓情報の測定精度を上げることが可能となることを知見した。
本発明のマウス又はラットの体内情報の測定方法は、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１に記載の通り、体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを、マウス又はラットの体内に埋め込み、前記マイクロチップから送信される体内情報を外部に設けた解析装置で解析することによるマウス又はラットの体内情報の測定方法であって、前記マイクロチップをマウス又はラットの背部に埋め込むことを特徴とする。
また、請求項２に記載の測定方法は、請求項１に記載の測定方法において、前記体内情報が少なくとも心臓情報であることを特徴とする。
また、請求項３に記載の測定方法は、請求項１又は２に記載の測定方法において、前記背部が僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の測定方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の測定方法において、前記マウス又はラットがトランスジェニックマウス又はトランスジェニックラットであることを特徴とする。
また、請求項５に記載の測定方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の測定方法において、前記マイクロチップから送信される体内情報を、マウス又はラットが進入可能な大きさの筒状プローブで、前記筒状プローブにマウス又はラットが進入した際に受信してから解析装置に伝達して解析することを特徴とする。
本発明のマウス又はラットは、前記課題を解決するべく、請求項６に記載の通り、体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを背部に埋め込んだことを特徴とする。
また、請求項７に記載のマウス又はラットは、請求項６に記載のマウス又はラットにおいて、前記デバイスが少なくとも心臓情報を検出するためのデバイスであることを特徴とする。
また、請求項８に記載のマウス又はラットは、請求項６又は７に記載のマウス又はラットにおいて、前記背部が僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のマウス又はラットの体内情報の測定方法は、体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップを、マウス又はラットの背部に埋め込んで行うことを特徴とする。本発明によれば、マウス又はラットの日常的な活動を阻害することなく、通常の飼育状態において、マウス又はラットの心臓情報等の体内情報を正確且つ継続的に測定することが可能となる。
特に、前記マイクロチップに、体内情報のうち少なくとも心臓情報を検出するためのデバイスが備えられている場合は、マウス又はラットの背部に前記マイクロチップを埋め込むと、体内の他の部位にマイクロチップを埋め込んだ場合と比較して、心臓以外の臓器から検出される信号が少なくなることで、ノイズが低減されるため、心臓情報を正確に測定することができる。
また、前記マイクロチップが、マウス又はラットの背部のうち、僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間に埋め込まれている場合は、埋め込まれたマイクロチップが体内で移動しにくく、継続して正確な体内情報を測定することができる。
また、マウス又はラットが筒状物に進入する習性を利用して、前記マイクロチップから送信される体内情報を、マウス又はラットが進入可能な大きさの筒状プローブで、前記筒状プローブにマウス又はラットが進入した際に受信してから解析装置に伝達して解析するようにした場合は、筒状プローブに進入した前記マウス等に埋め込んだマイクロチップから送信される体内情報の送信距離を短くし、近距離から確実に前記情報を受信できるため、精度良く体内情報を測定することができる。
このように、本発明によれば、ケージ内で飼育されているマウス又はラットの通常の状態（覚醒状態）の活動を阻害することなく、マウス又はラットの正確な体内情報を測定することができるため、本発明は、例えば、異種遺伝子を組み込んで発現させたトランスジェニックマウス又はトランスジェニックラット等の体内情報の測定方法として有用である。
また、体内情報を検出するためのデバイス等を備えたマイクロチップを背部に埋め込んだマウス又はラットは、通常飼育している状態で体内情報を継続的且つ正確に測定することができるため、ライフサイエンス分野等の研究において有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のマウス又はラットの体内情報の測定方法を、マウスの体内情報を測定する場合を例にとって説明する。
図１に示すように、本発明の測定方法は、体内情報を検出するためのデバイスと、前記デバイスによって検出される体内情報を無線で外部に送信するための送信手段とを少なくとも備えたマイクロチップ１を背部に埋め込んだマウス１１を用い、ケージ１４内で通常飼育されている状態（覚醒状態）で、このマイクロチップ１からマウス１１の体内情報を外部に設けた解析装置に送信して測定を行う。図１に示す測定方法においては、マイクロチップ１から送信された体内情報を信号として確実に受信するためのプローブ１２を介して、信号を、計測器８、アプリケーションシステム９、サーバーシステム１０からなる外部解析装置に伝達して、体内情報の解析を行っている。ここで、計測器８は、マイクロチップ１に電力を供給するとともに、信号を送受信するための装置であり、アプリケーションシステム９は、マイクロチップ１から送信されたマウス１１の体内情報を制御し、情報を解析するための装置であり、サーバーシステム１０は、前記体内情報を蓄積し、データベース化するための装置である。なお、図１に示す測定方法においては、外部に設けた解析装置を、計測器とアプリケーションシステムとサーバーシステムから構成したが、本発明における外部に設けた解析装置は、必ずしも、このように構成されていなければならないわけではない。
【０００９】
図２は、本発明の測定方法の他の例を示し、マイクロチップから送信された体内情報を信号として確実に受信するためのプローブを、マウスが進入可能な大きさの筒状に形成し、この筒状プローブ１３の内部に進入したマウス１１の背部に埋め込んだマイクロチップ１から送信された体内情報を、この筒状プローブ１３で受信してから解析装置に伝達して解析することで測定する方法である。
孔状のものを覗き込み、内部に進入するマウスやラットの習性を利用して、筒状プローブ１３にマウス１１を進入せしめ、内部に進入したマウス１１の背部に埋め込んだマイクロチップ１から送信された体内情報を、筒状プローブ１３で受信するようにすれば、体内情報の送信距離を短くすることができるので、近距離から確実に前記情報を受信して、外部解析装置に伝達することができるため、精度良く体内情報を測定することができる。また、所定時間毎に筒状プローブ１３内に餌や水等を置き、所定時間毎にマウス１１が筒状プローブ１３に進入するようにして、体内情報を測定するようにすれば、一定時間毎の測定を容易に行うことができる。
尚、図１と図２では、プローブと外部に設けた解析装置が別体となっている測定方法を示したが、例えば、プローブと計測器を一体化してもよい。また、前記測定方法においては、マウスの背部に設けたマイクロチップから送信された体内情報を、プローブを介して解析装置に送信する方法を示したが、本発明の測定方法は、前記測定方法に限らず、プローブを設けずに前記マイクロチップから直接、外部に設けた解析装置に体内情報を送信してもよい。
【００１０】
前記マイクロチップ１は、例えば、図３に示すように、短辺０．５ｍｍ〜２ｍｍ、長辺５ｍｍ〜１５ｍｍの大きさの石英ガラス製や樹脂製又はそれに生体適合処理を施した筒状体の両端部に、心臓情報（心筋の活動電位）を検出するためのデバイスである電極２を備えている。前記電極２は、心筋が収縮・拡張するときの一連の活動電位を検出して、ＱＲＳ波等の心電図（electrocardiogram:ECG）を作成するために資する。また、これとともに、心電図のＲ波とＲ波の間隔、ＲＲ間隔データから瞬時心拍（ｂｐｍ）が算出される。
また、前記電極２の他に、温度センサ３等の心臓情報以外の他の体内情報を信号として検出するためのデバイスを前記マイクロチップ１に備えることが可能である。
【００１１】
また、前記マイクロチップ１は、筒状体の両端部に設けた電極２や基板７上に搭載した温度センサ３等の体内情報を検出するためのデバイスの他に、筒状体の内部に、電力蓄積用のコンデンサ５と、センサ信号プリアンプ、センサ信号処理回路、エネルギー供給回路、固体識別コードＲＷ回路及びセンサ信号処理回路等の複数の回路６とを基板７上に搭載し、更に、デバイスによって検出された体内情報を無線で外部に送信するための送信手段としての信号送受信用アンテナ及びエネルギー供給用アンテナ４を設けて構成することができる。
例えば、図３に示すマイクロチップ１は、電極２でマウスの心筋の活動電位を電気信号として検出し、検出した電気信号をセンサ信号プリアンプで増幅し、増幅した信号をセンサ信号処理回路で処理した後、送信手段としての信号送受信用アンテナ４から外部に信号を送信することで体内情報を送信する。
また、前記マイクロチップ１は、外部からエネルギー供給用アンテナ４を介してエネルギーが継続的に供給され、このエネルギーがエネルギー供給回路で電力源となるように処理されてコンデンサ５に蓄えられるため、バッテリ等の電源を搭載しておらず、小型化されている。このため、前記マイクロチップ１をマウスの背部に埋め込んでも、マウスへの負担が少なくなるので、長期間、マウスの体内情報を継続して測定することも可能である。
【００１２】
また、前記マイクロチップをマウスの背部に埋め込むことにより、心臓以外の臓器から検出される信号が少なくなることで、ノイズが低減されるため、心臓情報を正確に測定することができる。また、前記マイクロチップをマウスの背部に埋め込んだ場合は、マウスの腹腔部にマイクロチップを埋め込んだ場合と比較して、マウスの臓器を傷つけないという利点がある。
前記背部は、僧帽筋、広背筋、浅殿筋及び脊柱起立筋から選ばれる少なくとも一つの筋肉と体幹皮筋との間であることが好ましい。マウスの体内のうち、前記部位にマイクロチップを埋め込むと、マイクロチップが体内で移動しにくく、心筋の活動電位を安定した状態で検出することができ、正確に心臓情報を測定することができるからである。
【実施例】
【００１３】
（実施例）
図３に概略構成を示した心臓情報の測定用デバイスである電極を備えたマイクロチップを、マウスの僧帽筋と体幹皮筋との間に、挿入針を備えた市販の埋め込み具を用いて埋め込み、前記マイクロチップから得られた電気信号を図１に概略構成を示したシステムで、解析装置を用いて処理し、図４に示す測定精度の高い心電図を得た。また、心拍数についても高い精度で測定することができた。
【００１４】
（比較例）
前記実施例と同様のマイクロチップを、マウスの腹腔部に埋め込み、前記マイクロチップから得られた電気信号を前記実施例と同様のシステムを用いて処理したところ、ノイズが多く、精度の高い測定を行うことができなかった。
【００１５】
このように、マウスの背部、特に、僧帽筋と体幹皮筋との間にマイクロチップを埋め込んで、心臓情報を測定した場合は、日常的な行動を阻害することなく、通常飼育されている状態にあるマウスの正確な心電図、心拍数等の心臓情報を測定できることが確認できた。尚、僧帽筋と体幹皮筋との間の代わりに、前記マイクロチップを、広背筋と体幹皮筋との間、浅殿筋と体幹皮筋との間、脊中起立筋と体幹皮筋との間に埋め込んで、前記実施例と同様の体内情報の測定方法により、心電図、心拍数等の心臓情報を測定したところ、前記実施例と同様に、継続して正確な心臓情報を得ることができた。また、マウスの代わりにラットを用いて同様の実験を行っても同じ結果を得ることができた。
これに対し、心筋の活動電位が測定し易いと推測されるマウスの心臓の近くの腹腔部に前記マイクロチップを埋め込むと、肺や消化器等の心臓以外の臓器や横隔膜等の活動電位による信号が検出されてしまい、得られた心臓情報はばらつきが大きく、正確な心臓情報を測定することができないことが分かった。更に、前記マイクロチップをマウスの腹腔部に埋め込むと、前記マウスの内臓を傷つける可能性があるだけでなく、前記マイクロチップが体内で移動してしまう場合があり、体内に埋め込んだマイクロチップの位置や方向性によって得られるデータがばらつくという問題があることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、日常的な行動を阻害することなく、通常飼育されている状態（覚醒状態）にあるマウス又はラットの体内情報の正確な測定が可能な体内情報の測定方法、及び前記体内情報を測定可能とするマウス又はラットを提供することができる点において有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のマウス又はラットの体内情報の測定方法の一つの態様の説明図である。
【図２】本発明のマウス又はラットの体内情報の測定方法のその他の態様の説明図である。
【図３】マイクロチップの一つの態様の概略構成を示す説明図である。
【図４】実施例における本発明のマウスの体内情報の測定方法により測定した心電図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  マイクロチップ
２  電極（デバイス）
３  温度センサ（デバイス）
４  信号送受信用アンテナ及びエネルギー供給用アンテナ（送信手段）
５  コンデンサ
６  回路
７  基板
８  計測器
９  アプリケーションシステム
１０  サーバーシステム
１１  マウス
１２  プローブ
１３  筒状プローブ
１４  ケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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