范一銘，高桂珍，薛羽君，伍曉明*

1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料作物生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)開放實(shí)驗室，武漢430062；

2.嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東 梅州514000

油脂是人體不可缺少的四大營養(yǎng)素之一，除提供能量外，部分油脂或脂肪酸，特別是一些人體自身不能合成的脂肪酸，對維護(hù)人體正常生理功能具有重要的保健和藥用功能。脂肪酸通常以三酰甘油的形式儲存在人體內(nèi)，或者與甘油反應(yīng)合成磷脂［1］。神經(jīng)酸（nervonic acid，NA，C24：1Δ15）最早發(fā)現(xiàn)于哺乳動物的腦組織中，屬于脂肪酸中的超長鏈單不飽和脂肪酸，對人體腦組織具有特異的保護(hù)和修復(fù)功能，能預(yù)防和改善多種腦疾病，對癌癥、心血管疾病、皮膚病等有一定的治療功效［2］。人體缺少神經(jīng)酸會導(dǎo)致很多疾病，而人體的神經(jīng)酸主要從食物中獲取。神經(jīng)酸的生理功能、來源、合成途徑等研究對促進(jìn)神經(jīng)酸在工業(yè)和醫(yī)療方面的發(fā)展具有重要意義。

1 神經(jīng)酸的發(fā)現(xiàn)與分子結(jié)構(gòu)

神經(jīng)酸是脂肪酸的一種。1925年，Klenk［3］在哺乳動物的神經(jīng)組織中提取出分子式為C24H46O2的長鏈單不飽和脂肪酸，命名神經(jīng)酸。日本學(xué)者Tsujimoto［4］在1926年從鯊魚中提取出神經(jīng)酸，并確定神經(jīng)酸結(jié)構(gòu)為順式結(jié)構(gòu)，故神經(jīng)酸又稱為鯊魚酸（selacholeic acid），化學(xué)名為順-15-二十四碳單烯酸，相對分子質(zhì)量為366.6，是ω-9的超長鏈單不飽和脂肪酸（very long chain monunsatuated fatty acid，VLCMFA），純品在常溫下為白色片狀晶體，溶于有機(jī)溶劑但不溶于水［5］。

圖1 神經(jīng)酸化學(xué)結(jié)構(gòu)[2]Fig.1 Chemical structure of neuronic acid[2]

2 神經(jīng)酸的生理功能

神經(jīng)酸功能的發(fā)掘和驗證是世界各國科學(xué)家和學(xué)者不斷探索和研究的重要內(nèi)容。英國權(quán)威神經(jīng)學(xué)教授Sinclar和Crawford長期以來進(jìn)行鯊魚研究工作，發(fā)現(xiàn)鯊魚具有自動恢復(fù)腦組織的能力。當(dāng)鯊魚的腦部受到重創(chuàng)以致腦組織受損后，鯊魚能利用體內(nèi)的神經(jīng)酸對腦組織中的神經(jīng)信息傳遞通道（神經(jīng)纖維）進(jìn)行修復(fù)［5］。經(jīng)過長期研究證實(shí)，神經(jīng)酸的生理功能主要有以下幾個方面。

2.1 神經(jīng)酸對腦組織和中樞神經(jīng)具有保護(hù)、修補(bǔ)和促進(jìn)發(fā)育的生理功能

神經(jīng)酸存在于大腦白質(zhì)中，是大腦白質(zhì)神經(jīng)組織的重要組成部分。人體大腦的衰老往往是從白質(zhì)開始。Babin等［6］發(fā)現(xiàn)讓孕婦飲用富含神經(jīng)酸的牛奶，可以很好地促進(jìn)胎兒大腦的發(fā)育；同時，早產(chǎn)兒的紅細(xì)胞鞘磷脂中的神經(jīng)酸水平可以反應(yīng)其大腦發(fā)育的成熟度。Cook等［7］對母體小鼠飼喂富含芥酸和神經(jīng)酸的緞花屬種子油，神經(jīng)酸通過母體小鼠影響幼鼠大腦，改變其腦鞘磷脂的組成。潘建國等［8］利用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和超臨界CO2流體萃取（supercritical-CO2fluid extraction，SFE-CO2）技術(shù)首次在花粉中檢測出神經(jīng)酸，并認(rèn)為花粉可以作為天然保健食品，健腦益智。

神經(jīng)酸已成為世界公認(rèn)的修復(fù)受損神經(jīng)纖維、幫助神經(jīng)細(xì)胞再生的雙效天然核心成分［2］。神經(jīng)酸能夠改善因腦疾病產(chǎn)生的認(rèn)知障礙，延緩神經(jīng)組織衰老，預(yù)防神經(jīng)類病癥，是具有特殊性能的珍貴脂肪酸。袁華等［9］將大鼠分為4組，分別灌喂 對 照 溶劑、1-溴丙烷（800 mg·kg-1）、神經(jīng)酸（150 mg·kg-1）+1-溴丙烷（800 ng·kg-1）、二十二碳六烯酸（500 mg·kg-1）+1-溴丙烷（800 mg·kg-1）7 d后，再進(jìn)行5 d Morris水迷宮試驗。實(shí)驗結(jié)束后測定大鼠大腦皮層中還原型谷胱甘肽和丙二醛含量以及谷胱甘肽還原酶和γ-谷氨酰半胱氨酸連接酶活力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1-溴丙烷會導(dǎo)致大鼠行為認(rèn)知能力減弱，而二十二碳六烯酸和神經(jīng)酸可以減輕這種損傷。臨床研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸聯(lián)合鹽酸多奈哌齊片可以減緩腦白質(zhì)疏松癥伴隨的認(rèn)知障礙［10］。鄭輝等［11］將小鼠分為多組，除空白對照組外，均建立帕金森病模型。末次給藥（含神經(jīng)酸）后，觀察小鼠行為變化，測定小鼠腦紋狀體內(nèi)多巴胺、二羥苯乙酸和高香草酸的含量。經(jīng)結(jié)果分析得出，神經(jīng)酸可使帕金森模型小鼠的運(yùn)動能力提高，其機(jī)制可能與腦紋狀體內(nèi)多巴胺的增加有關(guān)。動物實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸具有改善帕金森病小鼠模型中運(yùn)動障礙的作用，且沒有不良反應(yīng)［12］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，老年人認(rèn)知受損風(fēng)險與血清中神經(jīng)酸的含量成負(fù)相關(guān)，與二十碳烯酸的含量成正相關(guān)［13］。Liu等［14］研究表明，小鼠自身免疫性腦脊髓炎的發(fā)展和嚴(yán)重程度可以通過神經(jīng)酸治療得到有效緩解，抗氧化蛋白和抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)進(jìn)一步被激發(fā)。方依卡等［15］和陳威［16］分別研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸聯(lián)合鹽酸氟桂利嗪膠囊治療可以安全可靠地改善患者腦白質(zhì)疏松所致的認(rèn)知功能和急性腦梗死恢復(fù)期的神經(jīng)功能。此外，神經(jīng)酸有治療多發(fā)性硬化癥、腎上腺腦白質(zhì)退化癥等與髓鞘相關(guān)病癥的功能［17］，對Zellweger綜合征也有一定的預(yù)防和治療作用［18］。

人體不能合成神經(jīng)酸，必須從食物中攝取補(bǔ)充。一旦人體缺少神經(jīng)酸，將會導(dǎo)致多種腦部疾病。在人母乳中神經(jīng)酸占總脂肪酸的0.1%左右，含量甚微［19］。韓鋒等［20］用添加神經(jīng)酸的配方奶粉進(jìn)行動物實(shí)驗和人體試驗。對動物進(jìn)行跳臺、避暗和水迷宮試驗，對人體進(jìn)行心智、圖片、再認(rèn)、再生、聯(lián)想、觸覺、理解等內(nèi)容測試，并計算IQ值。測試結(jié)果證明神經(jīng)酸可以改善記憶能力，提高智力水平，減緩衰老，可考慮在嬰幼兒配方奶粉中添加適量的神經(jīng)酸成分。

2.2 神經(jīng)酸具有調(diào)節(jié)血糖血脂、提高免疫力的生理功能

人體血糖血脂的水平直接影響著身體健康狀態(tài)，血糖血脂偏高或偏低都有可能導(dǎo)致人體病態(tài)，并且與心血管疾病、糖尿病等多種疾病有關(guān)。免疫力是人體重要的保護(hù)屏障。一旦免疫力下降，人體就會受到病毒和細(xì)菌等的侵害。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸可以幫助人體平衡血糖血脂的水平，促進(jìn)免疫力提高。Nobuyuki等［21］發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酸可以作為非競爭性抑制劑，抑制人類免疫缺陷病毒Ⅰ型逆轉(zhuǎn)錄酶（HIV-1RT）。Eiji等［22］對42位檢測對象檢測身高、體重、血壓、空腹血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triacylglycerol，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDLc）、空腹血糖（fasting blood-glucose，F(xiàn)BS）、總脂肪酸構(gòu)成、瘦素和高敏C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP），并通過多元回歸分析法分析血清中各種不飽和脂肪酸與這些指標(biāo)的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)酸可以預(yù)防與肥胖有關(guān)的代謝失調(diào)疾病，降低冠狀動脈風(fēng)險。王熙才等［23］利用富含神經(jīng)酸的膠囊投喂小鼠，測定小鼠的抗體生成細(xì)胞數(shù)、血清溶血素水平和NK細(xì)胞活性，發(fā)現(xiàn)各項指標(biāo)均提高，且小鼠免疫力有所增強(qiáng)。蔡曉琴等［24］經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的血漿神經(jīng)酸可以降低急性缺血性腦卒中的發(fā)病風(fēng)險。Keppley等［25］采取飲食誘導(dǎo)法構(gòu)建肥胖小鼠模型進(jìn)行神經(jīng)酸功能驗證實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酸具有限制小鼠體質(zhì)量增長的功效。Umemoto等［26］發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酸對6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的PC-12細(xì)胞氧化應(yīng)激具有保護(hù)作用。

2.3 神經(jīng)酸的護(hù)膚作用

油脂在化妝品及護(hù)膚品中扮演著重要角色，油脂可以使皮膚滋潤有光澤。角質(zhì)層是皮膚重要的保護(hù)屏障，保持水分不流失，抵御外界不良環(huán)境。隨著神經(jīng)酸在皮膚醫(yī)學(xué)方面的深入研究，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酸對皮膚護(hù)理和皮膚病防治起著重要的作用［2］。同時，神經(jīng)酸還具有抑制黑色素生成、美白皮膚的作用［27］。

3 神經(jīng)酸的來源

3.1 人工合成

除了從生物獲取神經(jīng)酸以外，研究人員還通過化學(xué)人工合成的方法合成神經(jīng)酸。1954年，Bounds等［28］利用油酸和辛二酸酯在一定條件下合成了神經(jīng)酸。雷澤等［29］以順-13-二十二碳烯酸甲酯為原料，經(jīng)過一系列途徑，最后制得95%以上順式結(jié)構(gòu)的神經(jīng)酸。因此，利用人工化學(xué)合成手段合成神經(jīng)酸，生產(chǎn)成本偏高，合成工藝路線較長且效率較低［2］，同時副產(chǎn)物較多，比如反-15-二十四碳單烯酸，工藝有待進(jìn)一步優(yōu)化。

3.2 生物來源

最早，鯊魚是神經(jīng)酸的主要來源［4］。但是，為了保護(hù)鯊魚，維持生態(tài)友好，國際上禁止捕殺鯊魚，使神經(jīng)酸的來源受到極大限制。隨著油脂化學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物果實(shí)和種子中存在神經(jīng)酸。由動物來源到植物來源的轉(zhuǎn)變極大地促進(jìn)了神經(jīng)酸的研究發(fā)展，植物來源成為獲得神經(jīng)酸的一條重要渠道。

目前，已發(fā)現(xiàn)植物中有11個科16個屬的30多個物種中含有神經(jīng)酸，涉及了木本和草本植物，且十字花科居多（包括13個物種）［30］。神經(jīng)酸含量位列前茅的蒜頭果和盾葉木屬于木本植物，其他已發(fā)現(xiàn)的含神經(jīng)酸的草本植物都屬于十字花科。部分含神經(jīng)酸植物及其概況見表1。在木本植物中，蒜頭果和盾葉木的含油量高，神經(jīng)酸含量也高，但兩者生長期長，資源受限，并不適合作為神經(jīng)酸的潛在資源。文冠果中含油量雖然高但神經(jīng)酸含量較低。在草本植物中，緞花屬植物神經(jīng)酸含量較高，且有較高的含油量，然而其產(chǎn)量低，限制了將緞花屬植物作為神經(jīng)酸資源的發(fā)展。碎米薺中神經(jīng)酸含量雖然高，但含油量卻偏低。

除了部分動植物中含有神經(jīng)酸，一些真菌也能合成神經(jīng)酸和其他長鏈單不飽和酸［41］，比如：病原絲狀真菌M.phaseolina、Francisella tularensis菌株、絲狀真菌RD000969。

與其他來源相比，神經(jīng)酸植物來源更具優(yōu)點(diǎn)。含神經(jīng)酸的植物種類多，易獲得且獲取成本低，可以實(shí)現(xiàn)神經(jīng)酸的可持續(xù)發(fā)展。目前，含神經(jīng)酸植物規(guī)模生產(chǎn)的目標(biāo)還未實(shí)現(xiàn)。蒜頭果、盾葉木和元寶楓三種植物中神經(jīng)酸含量雖然高，但是它們屬于木本植物，生長條件特殊，分布比較零散，繁殖條件有限，生長周期長，還達(dá)不到規(guī)模生產(chǎn)［42］。油菜是我國主要的油料作物，含油量高，富含不飽和脂肪酸［43］，喜寒耐陰，適應(yīng)性強(qiáng)，我國從北到南、從東到西都有油菜種植。目前，我國主要的3個油菜主栽類型有甘藍(lán)型油菜（Brassica napus）、白菜型油菜（Brassica rapa）和芥菜型油菜（Brassica juncea）。這3種油菜中都含有神經(jīng)酸［42］，而且生長周期短，易繁殖，生產(chǎn)成本較低，可機(jī)械收割［44］，具有規(guī)模生產(chǎn)神經(jīng)酸的潛力。通過篩選高神經(jīng)酸材料、種質(zhì)創(chuàng)新、雜交培育等方法，油菜有望會成為神經(jīng)酸的重要來源。

4 植物神經(jīng)酸研究進(jìn)展

4.1 植物中神經(jīng)酸的生物合成途徑

脂肪酸從頭合成的終產(chǎn)物是軟脂酸（C16∶0）（圖2），故神經(jīng)酸的合成需要依靠與膜結(jié)合的脂肪酸延伸酶［45］。在植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上存在著催化超長鏈脂肪酸（含二十個或二十個以上碳原子的脂肪酸）合成的脂肪酸延伸酶復(fù)合體，包括3-酮酯酰-CoA合酶（3-ketoacyl-CoA synthase，KCS）、3-酮酯酰-CoA還原酶（3-ketoacyl-CoA reductase，KCR）、3-羥酯酰-CoA脫水酶（3-hydroxyacyl-CoA dehydrase，HCD）、羥酯酰-CoA還原酶（enoyl-CoA reductase，ECR），分別催化縮合、還原、脫水、還原四步反應(yīng)［46］（圖2）。KCR、HCD和ECR是所有脂肪酸延長酶中共有的，它們沒有表現(xiàn)出選擇特有的底物來進(jìn)行反應(yīng)［47-48］，與神經(jīng)酸合成含量無密切關(guān)系。而KCS是超長鏈脂肪酸延伸的限速酶［49］，每一個縮合酶催化2或3個延伸反應(yīng)，且表現(xiàn)出一定的底物特異性，這種特性是決定VLCMFA碳鏈長度的關(guān)鍵因素［50］。

圖2 植物中神經(jīng)酸的生物合成與積累Fig.2 Biosynthesis and accumulation of nervonic acid in plants

調(diào)控合成KCS的是KCS基因家族，主要存在于植物中。KCS基因家族的多樣性使得物種間神經(jīng)酸及其他脂肪酸的含量各不相同。擬南芥（Arabidopsis thaliana）中 含有21個KCS基 因成員［51］，甘藍(lán)型油菜中推測含有46個以上的KCS家族成員［52］。KCS基因家族中研究較多的是FAE1基因。FAEI最早是在擬南芥中發(fā)現(xiàn)的，調(diào)控二十碳烯酸生成芥酸，是芥酸合成的關(guān)鍵基因［53-54］。目前的研究中并未發(fā)掘出專一調(diào)控神經(jīng)酸含量的調(diào)控基因及因子。

神經(jīng)酸合成后以三酰甘油（TAGs）的形式儲存起來（圖2）。待需要能量時，生物體分解三酰甘油產(chǎn)生大量能量，或者神經(jīng)酸形成磷脂（phospholipid，PLs）起結(jié)構(gòu)性作用［1］。

4.2 植物中神經(jīng)酸的提取工藝

2017年5月31 日，神經(jīng)酸被國家衛(wèi)生和計劃生育委員會（現(xiàn)國家衛(wèi)生健康委員會）批準(zhǔn)為新食品原料。人體每日推薦攝入量為300 mg·60 kg-1·bw［55］。鑒于人體中難以合成神經(jīng)酸和化學(xué)合成效率低，研究人員將神經(jīng)酸以神經(jīng)酸油或純神經(jīng)酸的形式作為添加物用于工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)。陶醒世［56］將含神經(jīng)酸95%的原料與菜籽油、魚油混合，配制成了一種健康的菜籽油。馬新世［57］以含神經(jīng)酸的元寶楓油和鮮奶為原料，制備成一種富含神經(jīng)酸的營養(yǎng)鮮奶。劉祥義等［58］以元寶楓葉提取物20%～40%，元寶楓種子提取物（神經(jīng)酸）15%～25%，調(diào)味劑30%～64%，營養(yǎng)強(qiáng)化劑1%～5%的比例，制作元寶楓含片。朱民生等［59］以植物神經(jīng)酸、金屬硫蛋白MT3、薄荷醇、薺藍(lán)籽油、油溶性VB12、阿司匹林、谷維素粉和稻米油為原料，發(fā)明了一種腦神經(jīng)激活修復(fù)液。賈時宇等［60］發(fā)明了一種富含神經(jīng)酸和α-亞麻酸的營養(yǎng)保健油，其中神經(jīng)酸含量為1.0%～3.5%，α-亞麻酸為35%～50%，其余成分為長鏈脂肪酸。馮開東［61］將神經(jīng)酸與黃芪、知母提取物混合制成組合物，可改善記憶力。

神經(jīng)酸植物油的獲取方式大多采取傳統(tǒng)的壓榨法。純神經(jīng)酸的提取工藝多樣且復(fù)雜。當(dāng)前，在植物中提取神經(jīng)酸的工藝方法主要有：尿素包合法、結(jié)晶法、分子蒸餾法和薄層層析法［5］。徐文暉等［62］從元寶楓籽油中得到的混合脂肪酸甲酯，通過尿素包合法能將神經(jīng)酸甲酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從5.48%提高到17%左右。葛智勤等［63］以乙醇作為結(jié)晶溶劑，選擇料液比1∶3、結(jié)晶溫度-40℃、結(jié)晶時間4 h來純化元寶楓籽油混合脂肪酸中的神經(jīng)酸，神經(jīng)酸得率為65.48%。呼曉姝［64］比較了低溫結(jié)晶法和分子蒸餾法從元寶楓籽油混合脂肪酸中純化神經(jīng)酸的方法，發(fā)現(xiàn)分子蒸餾法的分離效果更好。四級蒸餾后，籽油中神經(jīng)酸質(zhì)量收率達(dá)36.5%，含量提高了7倍（6.07%→41.62%）。進(jìn)一步優(yōu)化后，經(jīng)三級蒸餾，籽油中神經(jīng)酸質(zhì)量收率便可達(dá)到66.6%，含量提高了6.5倍（6.07%→39.02%）。王性炎等［65］用硅膠柱對混合神經(jīng)酸進(jìn)行吸附，經(jīng)洗脫液洗脫，神經(jīng)酸含量從5.5%提高到90%以上。

優(yōu)化提取工藝可以增加提取效率。周琴芬［66］研究了蒜頭果油提取工藝、神經(jīng)酸甘油酯皂化工藝和神經(jīng)酸分離純化工藝。實(shí)驗結(jié)果得出，最佳蒜頭果油提取工藝為超聲輔助法；最佳神經(jīng)酸甘油酯皂化工藝參數(shù)為：皂化時間4 h，堿料比0.25 g·g-1，液料比1 mL·g-1，皂化溫度90℃；最佳神經(jīng)酸分離純化工藝參數(shù)為：溶劑倍量1∶4，結(jié)晶溫度4℃，結(jié)晶時間6 h。付一笑［67］通過設(shè)計正交試驗，得出了蒜頭果種子中神經(jīng)酸最優(yōu)純化工藝組合［結(jié)晶次數(shù)2次，萃取料液比1∶100（g：mL），萃取次數(shù)1次］。

此外，尹英遂等［68］采用溶液結(jié)晶法，從油菜籽油中獲得95%以上的神經(jīng)酸產(chǎn)品并申請了專利。鑒于油菜籽油豐富的營養(yǎng)脂肪酸和油菜廣闊的種植面積，深入研究開發(fā)并優(yōu)化從油菜菜籽油中提取神經(jīng)酸的工藝技術(shù)，可以促進(jìn)菜籽油的創(chuàng)新發(fā)展，提高菜籽油的產(chǎn)品品質(zhì)，對加強(qiáng)我國食用油安全、降低食用油對進(jìn)口的依賴度有重要作用。

4.3 高神經(jīng)酸植物的遺傳改良

目前，神經(jīng)酸的主要來源不再是動物，而是更具潛力和優(yōu)勢的植物。含神經(jīng)酸的植物種類較多，然而既含有較高神經(jīng)酸又可以達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的植物種類很少?？茖W(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將一個物種中控制神經(jīng)酸合成的基因轉(zhuǎn)移到另一物種中超表達(dá)，使后者獲得能合成較高神經(jīng)酸含量的能力，這是神經(jīng)酸來源研究的重要發(fā)展趨勢。

誠實(shí)花是十字花科的一員，其神經(jīng)酸含量較高，是十字花科高神經(jīng)酸植物改良的優(yōu)異基因供體材料。Guo等［69］成功將誠實(shí)花編碼KCS的基因在酵母、擬南芥和埃塞俄比亞芥中表達(dá)。轉(zhuǎn)基因后，酵母出現(xiàn)了一般酵母不存在的超長鏈單脂肪酸，證實(shí)了KCS編碼蛋白的功能；擬南芥神經(jīng)酸含量擴(kuò)大了30～40倍，芥酸含量也相應(yīng)提高；埃塞俄比亞芥神經(jīng)酸含量提升了10～30倍。

碎米薺也是十字花科的一員，其神經(jīng)酸含量在植物中較高。但碎米薺因為種子產(chǎn)量偏低，所以不適宜作為工業(yè)化生產(chǎn)神經(jīng)酸的植物。然而碎米薺中的KCS基因卻是利用基因工程提高植物神經(jīng)酸含量的重要資源。Taylor等［40］將碎米薺編碼KCS的基因成功轉(zhuǎn)入了酵母、擬南芥、埃塞俄比亞芥和甘藍(lán)型油菜中。碎米薺KCS基因的功能更多的是芥酸到神經(jīng)酸的直接轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)基因酵母中驗證了KCS蛋白的作用；轉(zhuǎn)基因擬南芥中神經(jīng)酸含量增長到對照組的35～55倍，芥酸含量增長到對照組的3～4倍，二十碳烯酸下降到對照組的三分之一左右；埃塞俄比亞芥本身的KCS表達(dá)能力較弱，而在轉(zhuǎn)基因埃塞俄比亞芥中最高神經(jīng)酸含量達(dá)44%，芥酸殘留6%；轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)型油菜神經(jīng)酸含量有所提高，但芥酸的殘留含量達(dá)20%～28%，仍然較高，這可能與甘藍(lán)型油菜自身品種含有較高芥酸有關(guān)。

蒜頭果是已知的神經(jīng)酸含量最高的植物，它的KCS基因也被很多學(xué)者研究。Yang等［70］公布了蒜頭果發(fā)育胚胎的轉(zhuǎn)錄組。同時，Li等［71］將蒜頭果的KCS基因（MoKCS11）轉(zhuǎn)入擬南芥、薺藍(lán)和高芥酸甘藍(lán)型油菜中。轉(zhuǎn)基因擬南芥中神經(jīng)酸含量有所增加，C20∶1+C22∶1+C24∶1的比例升高；轉(zhuǎn)基因薺藍(lán)中神經(jīng)酸和芥酸含量顯著升高；轉(zhuǎn)基因高芥酸甘藍(lán)型油菜中神經(jīng)酸含量并沒有明顯增加，這可能與MoKCS11基因的表達(dá)特異性有關(guān)，MoKCS11更偏愛以二十碳烯酸做最初底物，一步步催化合成神經(jīng)酸，而不是以神經(jīng)酸的直接前體芥酸為最初底物。同時，油菜中調(diào)控神經(jīng)酸合成的基因尚不清楚，加之高神經(jīng)酸植物資源稀缺，開發(fā)高神經(jīng)酸轉(zhuǎn)基因油菜，有望提高菜籽油的油脂品質(zhì)，拓寬神經(jīng)酸的生產(chǎn)來源。

5 展望

大腦是人體的控制中樞。我國每年腦疾病新發(fā)病人數(shù)高達(dá)1 000萬例，且有很高的致死致殘率。神經(jīng)酸為攻克腦疾病翻開了新篇章，且有望解決部分癌癥疾病。然而神經(jīng)酸來源稀少，一定程度上阻遏了神經(jīng)酸的應(yīng)用與產(chǎn)品開發(fā)。

2016年，國際阿爾茲海默病協(xié)會統(tǒng)計調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老年癡呆的發(fā)病年齡從公認(rèn)的65歲提前到了55歲，出現(xiàn)明顯年輕化趨勢。通常所說的老年癡呆年輕化，其實(shí)就是早發(fā)性癡呆。國外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，早期癡呆患者會出現(xiàn)明顯預(yù)期壽命損失［72］。神經(jīng)酸安全可靠無毒性［55，73-75］，是預(yù)防和治療人類腦疾病、心血管疾病和皮膚病以及提高免疫力的特殊脂肪酸。神經(jīng)酸發(fā)展?jié)摿薮?，有待進(jìn)一步發(fā)掘和利用，以更好地被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)治療、藥品研發(fā)、身體保健方面。

測定作物神經(jīng)酸含量，篩選高神經(jīng)酸作物種質(zhì)資源，可以為作物品質(zhì)創(chuàng)新發(fā)展提供物質(zhì)材料。植物中關(guān)于脂肪酸遺傳機(jī)制的研究已有很多［43，76-81］，而關(guān)于神經(jīng)酸遺傳規(guī)律的研究卻鮮有發(fā)表。從眾多研究中發(fā)現(xiàn)，不同物種間各脂肪酸之間的相關(guān)性和遺傳規(guī)律是有差別的，所以神經(jīng)酸與其他脂肪酸的關(guān)系和遺傳機(jī)制在不同物種中也可能是不同的。分析植物中神經(jīng)酸的遺傳，掌握神經(jīng)酸的遺傳規(guī)律，了解神經(jīng)酸與其他脂肪酸的相關(guān)性，可為高神經(jīng)酸作物遺傳育種奠定理論基礎(chǔ)，能夠促進(jìn)植物高神經(jīng)酸種質(zhì)資源發(fā)掘與改良工作。植物中神經(jīng)酸的生物合成機(jī)制及神經(jīng)酸含量調(diào)控基因的定位還有待深入探索和了解。此外，作物育種是緩解神經(jīng)酸來源稀缺的重要手段。常規(guī)育種、分子標(biāo)記輔助育種和基因工程均可以促進(jìn)高神經(jīng)酸作物育種。稀有特異種質(zhì)、神經(jīng)酸遺傳分析、生物合成機(jī)制和調(diào)控基因?qū)Ω呱窠?jīng)酸作物育種具有決定性指導(dǎo)作用。

油菜以超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、廣闊的種植范圍、豐富的脂肪酸、可觀的含油量和高效的產(chǎn)量，在神經(jīng)酸植物中脫穎而出。隨著神經(jīng)酸在腦疾病等方面的應(yīng)用，高神經(jīng)酸油菜有望獲得迅速發(fā)展。