＜生化学的検査＞
脳腱黄色腫症では，27-水酸化酵素の活性低下による生化学検査異常が認められる（図1）．最も重要なのは血清コレスタノール高値であり，本邦ではSRLで測定可能である．本邦で実施した全国調査における脳腱黄色腫症患者（全例成人）の血清コレスタノールの平均値は21.1 ± 10.5 μg/mL（5.8～49.6 μg/mL）であった6)（健常者の平均値 ± SD: 2.35 ± 0.73 μg/mL，SRLのデータ）．海外の複数の多数例の検討でも乳幼児（2.9～5.0歳）を含む全例（130例）で血清コレスタノールの上昇が認められている8,9,11-13)． 本症患者では尿中への胆汁アルコール排泄増加も認められるが，現在本邦で臨床検査として測定可能な検査施設は存在しない．
＜画像検査＞
MRIで両側性に小脳歯状核，淡蒼球，皮質脊髄路，小脳脚，脳室周囲白質にT2強調像やFLAIR画像で高信号，T1強調像で低信号を認めることが本症の特徴である（図2A）．病変の出現頻度は，脳室周囲白質が20%～100%，歯状核が63%～79%，皮質脊髄路が33%～86%，淡蒼球が5%～86%と報告されている6,8,19,34)．さらに，ミエロパチーを呈する症例では，頚髄～胸髄の側索および後索にT2強調像高信号を認める場合がある（図2B）27,28)．腱黄色腫もMRIを用いることにより定量的な評価が可能である．また，理学所見やMRIで腱黄色腫が明らかでない患者において，67Gaシンチグラフィーで微細な黄色腫が検出された報告もある28)．
図2 脳腱黄色腫症患者のMRI所見 （A）脳MRI FLAIR画像（Yoshinaga et al. Intern Med 53: 2725-2729, 201435)より転載）．小脳歯状核，皮質脊髄路，淡蒼球，脳室周囲白質に高信号を認める．（B）脊髄MRI T2強調画像（吉長恒明，関島良樹．神経内科 86：368-373, 201736)より転載）．頸髄後索および側索に長軸方向に長い高信号を認める．
＜遺伝子検査＞
脳腱黄色腫症の原因遺伝子は，CYP27A1遺伝子であり，患者は変異をホモ接合体または複合へテロ接合体で有する．これまでに50種類以上の変異が報告されており，ミスセンス変異が65%，ナンセンス変異が20%，欠失・挿入変異が16%，スプライス変異が18%を占める37)．日本人では，c.1214G＞A (p.R405Q), c.1421G＞A (p.R474Q), c.435G＞T (p.G145=)の頻度が高い6)．現在までのところ，明らかな臨床型と表現型との相関は見いだされていない．CYP27A1遺伝子以外の原因遺伝子は知られていない．