脳波記録中のラットの側尾静脈からの脳脊髄液および血液のサンプリング

脳脊髄液(CSF)と採血は、前臨床研究と臨床研究の両方で、てんかんのバイオマーカーを特定および検証するために重要です^1,2。現在、てんかんの診断とてんかんバイオマーカーに関する研究のほとんどは、脳波と神経画像に焦点を当てています^3,4,5。ただし、これらのアプローチにはいくつかの制限があります。日常的な頭皮測定とは別に、多くの場合、EEGには深層電極⁶のような侵襲的な技術が必要です。脳イメージング法は、時間分解能と空間分解能が低く、比較的高価で時間がかかります^7,8。このため、非侵襲的で低コストの生体液ベースのバイオマーカーの同定は、非常に魅力的な代替手段となります。さらに、これらの生体液バイオマーカーは、利用可能な診断アプローチと組み合わせることで、予測可能性を高めることができます。

てんかんと診断された患者は、日常的に脳波^9,10と採血^11,12,13,14に提出され、多くは生命を脅かす原因(すなわち、急性感染症、自己免疫性脳炎)を除外するためにCSF離脱に提出されます¹⁵。これらの血液およびCSFサンプルは、てんかんのバイオマーカーを特定することを目的とした臨床研究に使用できます。例えば、Hoggらは、ヒトのてんかんにおいて、3つの血漿tRNA断片の増加が発作の発生に先行することを発見した¹、⁴。同様に、ヒトCSFおよび血清中のインターロイキン-1β(IL-1β)レベルは、血清に対するCSF中のIL-1βレベルの比率として表され、外傷性脳損傷後の心的外傷後てんかんの発症を予測することができる¹⁶。これらの研究は、てんかんバイオマーカー研究における体液サンプリングの重要性を強調しているが、血液中の抗てんかん薬(AED)の共創因子、病因情報の頻繁な欠如、不十分なコントロール、患者数の少なさなど、臨床試験に内在する複数の制限に直面している^17,18。

前臨床研究は、てんかんの潜在的なバイオマーカーとして生体液中の分子を調査する他の機会を提供します。実際、脳波記録を行いながら、動物から血漿やCSFを採取することが可能です。さらに、サンプリングは実験の複数日にわたって繰り返し実行でき、年齢、性別、およびてんかんの侮辱に一致する多数のコントロールを使用して、研究の頑健性を向上させることができます。ここでは、EEGモニターラットの尾静脈からの血漿の並行回収を伴うシステルナマグナからCSFを得るための柔軟な技術が詳細に説明されています。提示された手法には、他の方法に比べていくつかの利点があります。バタフライニードルアプローチを用いることで、脳波電極や類似の頭部インプラントの機能を損なうことなく、CSFを複数回採取することが可能です。これは、感染のリスクが比較的高い髄腔内カテーテル抜去手順の改良を表しています。さらに、採血に使用される報告された自由落下アプローチは、血液がチューブを通過せず、真空圧が適用されないため、溶血のリスクが大幅に減少するため、尾静脈採血の他のアプローチよりも優れています。厳格な無菌条件下で行えば、動物の感染リスクは特に低くなります。また、動物の尻尾の一番端から採血を開始することで、サンプリングを数回繰り返すことができます。このような技術は習得が容易であり、中枢神経系障害の多くの前臨床試験に適用できます。