维生素b12和老年痴呆症

几年前，塔尼斯和她的团队开始调查影响阿尔茨海默病发病和发展的因素。他们在做基因研究秀丽隐杆线虫它是一种微小的土壤蠕虫，是许多研究的对象。

淀粉样蛋白-一种与阿尔茨海默病有关的有毒蛋白质的表达，会在蠕虫成年后36小时内使其瘫痪。塔尼斯实验室里的一个培养皿里的蠕虫已经完全不能动了，而相邻培养皿里同年龄的蠕虫仍然在扭动，科学家们将其记录为“身体弯曲”。

“这是我的研究生柯尔斯滕·凯文的观察，”杜克大学生物科学系助理教授塔尼斯说。“她一次又一次地重复这个实验，得到了同样的结果。”

塔尼斯说，经过多年的研究，该团队终于发现了一个重要的区别。虽然所有的蠕虫都以大肠杆菌为食，但事实证明，一种大肠杆菌比另一种含有更高水平的维生素B12。尽管塔尼斯当时的工作主要集中在遗传因素上，但她重新调整了研究方向，研究了这种维生素及其保护作用。

从蠕虫身上学习

秀丽隐杆线虫它是一种线虫，一种细长的透明蠕虫，只有大约一毫米长，生活在土壤中，以细菌为食。自20世纪70年代以来，这种蠕虫一直被视为一种模式生物，是许多研究的主题，因为在研究细胞生物学和疾病方面，它的系统比我们人类简单得多。

塔尼斯说:“作为人类，我们拥有巨大的基因多样性和如此复杂的饮食，这使得我们很难破译一种饮食因素是如何影响阿尔茨海默病的发生和发展的。”“这就是蠕虫的神奇之处。我们使用的蠕虫都有完全相同的遗传背景，它们像人类一样对淀粉样蛋白β做出反应，我们可以完全控制它们吃什么，所以我们可以真正了解工作的分子机制。”

在阿尔茨海默氏症患者的大脑中，多年来β淀粉样蛋白的积累会对细胞产生毒性作用，导致能量减少，线粒体(细胞的发电厂)破裂，以及自由基过量引起的氧化应激。同样的事情也发生在秀丽隐杆线虫塔尼斯说，不过是在几个小时之内。淀粉样蛋白会导致蠕虫瘫痪。

塔尼斯说:“信号是非黑即白——蠕虫要么在移动，要么不移动。”“当我们给缺乏维生素B12的蠕虫注射维生素B12时，瘫痪发生的速度要慢得多，这立即告诉我们，B12是有益的。含有B12的蠕虫也有更高的能量水平和更低的细胞氧化应激。”

研究小组确定，维生素B12依赖于一种叫做蛋氨酸合成酶的特定酶来发挥作用。塔尼斯说，如果没有这种酶的存在，B12就没有作用。此外，在饮食中添加维生素只有在动物缺乏B12的情况下才有效。给健康水平的动物摄入更多的B12对它们没有任何帮助。研究小组还表明，维生素B12对蠕虫体内的β淀粉样蛋白水平没有影响。

塔尼斯团队力量

塔尼斯赞扬她的学生的努力学习和贡献。这篇研究文章的第一作者安迪·林(Andy Lam)正在特拉华大学攻读生物科学博士学位和工商管理硕士学位。他花了数年时间研究对这项研究至关重要的实验室协议。他进行了几十次实验，无数次在夜间记录观察结果。

未来的目标是利用UD生物成像中心的高通量系统，结合深度学习分析，自动化这些实验，以检测蠕虫是否在移动。这将使研究小组能够更快地研究饮食和遗传之间的相互作用。

塔尼斯说:“我们基本上已经确定了这种分子途径，我们正在观察它还能激活什么。”“B12对ALS和帕金森等多种神经退行性疾病有保护作用吗?我们正在调查此事。”

柯尔斯滕·凯文(Kirsten Kervin)从特拉华大学获得硕士学位，现在是费城药明康德(WuXi AppTec)的一名研究科学家，正是她对秀丽隐杆线虫的敏锐观察使该项目启动。

“最初的观察打开了一个完全不同的世界，”塔尼斯说，“这在某种程度上是我在特拉华大学研究生涯的故事。我来这里的时候以为我会学一门课程，但现在我学的是另一门。所以这并不简单，但它开辟了一个我们正在追求的全新研究领域。”

这个项目的“我们”现在包括两名研究生，一名博士后研究助理，三名本科生，以及与生物成像中心和多个UD实验室的合作。

“目前，阿尔茨海默病还没有有效的治疗方法，”塔尼斯说。“有些因素是你无法改变的——你无法改变你变老的事实，你无法改变阿尔茨海默病的遗传倾向。但有一件事是你可以控制的，那就是你吃什么。如果人们可以通过改变饮食来影响疾病的发作，那就太棒了。这是我的实验室很高兴继续探索的东西。”

这项工作得到了特拉华大学研究基金会和美国国立卫生研究院资助的特拉华INBRE项目的资助，Tanis是该项目的试点研究员，以及美国国立卫生研究院资助的阿尔茨海默氏症补充拨款。