*仅供医学专业人士阅读参考
长期以来,在现代医学和严肃科学的语境里,“食疗”这两个字常常显得有些尴尬——它要么出现在长辈朋友圈的养生谣言里,要么就是商家兜售高价保健品的噱头。
毕竟,普通食物里的营养浓度实在太低,想要达到“疗”的剂量,你可能得先撑破肚子。为了维持身体健康,现代人硬生生把自己吃成了“药罐子”,每天早晨雷打不动地吞服维生素C、维生素D、叶黄素、番茄红素……
这种膳食结构看似丰盛,实则隐藏着“隐性饥饿”,也就是肚子吃饱了,但微量元素却严重匮乏。据统计,全球有超过20亿人正深受其害。
难道,“食疗”真的只能停留在想象中吗?
顶级学术期刊 PNAS 近日发表的一项重磅研究,给出了一个科技感爆棚的答案。南方科技大学/澳门科技大学朱健康院士团队利用先进的“多基因编辑”技术,对番茄的5个基因进行了精准“修剪”,成功培育出富含7种关键营养素的新一代“功能番茄(5m番茄)”!
更令人惊喜的是,这颗番茄不仅营养爆棚,在体外和动物实验中,还展现出了显著抑制结直肠癌细胞生长的潜力。
这简直就是大自然亲手封装、用科技加持的“天然食物药”!
为什么偏偏是番茄?
想要实现真正的“食疗”,最理想的载体就是大家天天都能吃到的蔬菜。番茄作为全球消费量最大的蔬菜之一,自然成为了科学家的首选。其实,番茄本身就自带不少好东西,比如维生素C、番茄红素等。但问题是,普通番茄里的这些营养素含量实在是“毛毛雨”,想靠吃普通番茄补足每日所需,你的胃可能第一个表示抗议。
过去,科学家也尝试过用转基因技术来给番茄“升级”,但往往只能单点突破——提升了维生素C,番茄红素就顾不上了。这一次,朱健康院士团队祭出了CRISPR基因编辑技术这把“分子剪刀”。它不引入外源基因,而是通过精准修剪番茄自身的基因,首次在同一个番茄里实现了“多条营养通路的大丰收”。
一把分子剪刀,如何完成“七合一”神作?
为了创制这颗代号为“5m”的超级番茄,研究团队巧妙地设计了多基因编辑方案,同时对番茄体内的四条代谢通路、五个关键基因进行了精准调控:
图1. 多基因编辑技术实现番茄果实七种功能代谢物含量显著提高
维生素D通路:敲除一个关键基因,让番茄开始积累维生素D的前体物质。经过紫外线照射后,就能转化为活性维生素D3,普通番茄里可没有这东西。
GABA通路:改造关键酶,让有助于舒缓压力、改善睡眠的神经递质GABA含量暴增5倍以上。
类胡萝卜素通路:敲除抑制基因,让番茄红素飙升7倍,具有护眼作用的β-胡萝卜素(维生素A前体)提升近4倍,α-胡萝卜素和叶黄素也大幅增加。
维生素C通路:解除两个基因的“刹车”机制,让维生素C合成量直接翻倍。
经过这番“精修”,5m番茄的外观呈现出独特的红褐色,颜值极高。更重要的是,它的植株高度、果实大小和含糖量等,与普通番茄没有任何差别,完全没有牺牲番茄本身的产量和口感。
研究团队算了一笔账:吃1个5m番茄(约30克),就能满足成年人一天所需的维生素A前体和番茄红素;吃4个,就能把一整天所需的维生素C和维生素D通通补齐!
如果只是单纯的营养升级,那它还算不上真正的“食疗”。研究团队进一步探索了5m番茄在疾病预防和健康管理方面的功效。在体外细胞实验中,5m番茄提取物展现出了强大的杀伤力,能显著抑制结直肠癌细胞的生长和迁移。
为了验证在体内的实际效果,研究人员将结直肠癌细胞注射到小鼠体内构建了肿瘤模型,并开启了为期21天的“番茄喂养计划”。实验结果令人振奋:与喂食普通番茄的小鼠相比,喂食5m番茄的小鼠,其体内的肿瘤体积和重量都出现了显著的缩小!
图2. 5m番茄可显著抑制HCT116细胞生长以及和小鼠体内肿瘤生长
这表明,5m番茄中大幅提升的多种营养素并不是在单打独斗,而是像“复仇者联盟”一样协同作战。
例如,飙升的番茄红素、维生素C和β-胡萝卜素构成了强大的抗氧化网络,清除自由基、抑制慢性炎症;而维生素D3则在免疫调节中起到关键作用。这些成分各司其职又相互配合,最终在体内产生了1+1>2的健康保护效应。
这项研究的重大意义,不仅在于创造了一颗“超级番茄”,更在于它为未来的“主动健康管理”和“食物药(Food as Medicine)”提供了一个完美的范式。
相比于化学合成的药丸,天然食物中的营养素包裹在生物基质中,人体吸收率更高,也更加安全。
也许在不久的将来,我们不需要再对着满桌的保健品发愁,只需在一日三餐里多吃两口“超级作物”,就能轻松、自然地守护身体健康。
科学,终于让“食疗”这两个字,变得无比硬核。
该研究发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS),南方科技大学医学院/前沿生物技术研究院研究副教授洪烨淳、余宗峻、朱文波和孙加雷为论文并列第一作者,洪烨淳和朱健康院士为共同通讯作者。同时得到南方科技大学朱泽尧、曹民杰、吕宇轩、郎曌博、刘朋朋,以及安徽农业大学王镇等帮助。该研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目的资助。
参考资料:
[1]Hong, Y., Yu, Z., Zhu, W., et al. (2026).Multiplex gene editing enables multinutrient biofortification of tomato with essential vitamins and other health-promoting phytonutrients. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(22), e2603937123.
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