PNAS：食療？食療！科學家用基因編輯育出“超級番茄”，一個補足7種關鍵營養，還能順便抗個癌

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長期以來，在現代醫學和嚴肅科學的語境里，“食療”這兩個字常常顯得有些尷尬——它要么出現在長輩朋友圈的養生謠言里，要么就是商家兜售高價保健品的噱頭。

畢竟，普通食物里的營養濃度實在太低，想要達到“療”的劑量，你可能得先撐破肚子。為了維持身體健康，現代人硬生生把自己吃成了“藥罐子”，每天早晨雷打不動地吞服維生素C、維生素D、葉黃素、番茄紅素……

這種膳食結構看似豐盛，實則隱藏著“隱性饑餓”，也就是肚子吃飽了，但微量元素卻嚴重匱乏。據統計，全球有超過20億人正深受其害。

難道，“食療”真的只能停留在想象中嗎？

頂級學術期刊 PNAS 近日發表的一項重磅研究，給出了一個科技感爆棚的答案。南方科技大學/澳門科技大學朱健康院士團隊利用先進的“多基因編輯”技術，對番茄的5個基因進行了精準“修剪”，成功培育出富含7種關鍵營養素的新一代“功能番茄（5m番茄）”！

更令人驚喜的是，這顆番茄不僅營養爆棚，在體外和動物實驗中，還展現出了顯著抑制結直腸癌細胞生長的潛力。

這簡直就是大自然親手封裝、用科技加持的“天然食物藥”！

為什么偏偏是番茄？

想要實現真正的“食療”，最理想的載體就是大家天天都能吃到的蔬菜。番茄作為全球消費量最大的蔬菜之一，自然成為了科學家的首選。其實，番茄本身就自帶不少好東西，比如維生素C、番茄紅素等。但問題是，普通番茄里的這些營養素含量實在是“毛毛雨”，想靠吃普通番茄補足每日所需，你的胃可能第一個表示抗議。

過去，科學家也嘗試過用轉基因技術來給番茄“升級”，但往往只能單點突破——提升了維生素C，番茄紅素就顧不上了。這一次，朱健康院士團隊祭出了CRISPR基因編輯技術這把“分子剪刀”。它不引入外源基因，而是通過精準修剪番茄自身的基因，首次在同一個番茄里實現了“多條營養通路的大豐收”。

一把分子剪刀，如何完成“七合一”神作？

為了創制這顆代號為“5m”的超級番茄，研究團隊巧妙地設計了多基因編輯方案，同時對番茄體內的四條代謝通路、五個關鍵基因進行了精準調控：

圖1. 多基因編輯技術實現番茄果實七種功能代謝物含量顯著提高

維生素D通路：敲除一個關鍵基因，讓番茄開始積累維生素D的前體物質。經過紫外線照射后，就能轉化為活性維生素D3，普通番茄里可沒有這東西。

GABA通路：改造關鍵酶，讓有助于舒緩壓力、改善睡眠的神經遞質GABA含量暴增5倍以上。

類胡蘿卜素通路：敲除抑制基因，讓番茄紅素飆升7倍，具有護眼作用的β-胡蘿卜素（維生素A前體）提升近4倍，α-胡蘿卜素和葉黃素也大幅增加。

維生素C通路：解除兩個基因的“剎車”機制，讓維生素C合成量直接翻倍。

經過這番“精修”，5m番茄的外觀呈現出獨特的紅褐色，顏值極高。更重要的是，它的植株高度、果實大小和含糖量等，與普通番茄沒有任何差別，完全沒有犧牲番茄本身的產量和口感。

研究團隊算了一筆賬：吃1個5m番茄（約30克），就能滿足成年人一天所需的維生素A前體和番茄紅素；吃4個，就能把一整天所需的維生素C和維生素D通通補齊！

如果只是單純的營養升級，那它還算不上真正的“食療”。研究團隊進一步探索了5m番茄在疾病預防和健康管理方面的功效。在體外細胞實驗中，5m番茄提取物展現出了強大的殺傷力，能顯著抑制結直腸癌細胞的生長和遷移。

為了驗證在體內的實際效果，研究人員將結直腸癌細胞注射到小鼠體內構建了腫瘤模型，并開啟了為期21天的“番茄喂養計劃”。實驗結果令人振奮：與喂食普通番茄的小鼠相比，喂食5m番茄的小鼠，其體內的腫瘤體積和重量都出現了顯著的縮小！

圖2. 5m番茄可顯著抑制HCT116細胞生長以及和小鼠體內腫瘤生長

這表明，5m番茄中大幅提升的多種營養素并不是在單打獨斗，而是像“復仇者聯盟”一樣協同作戰。

例如，飆升的番茄紅素、維生素C和β-胡蘿卜素構成了強大的抗氧化網絡，清除自由基、抑制慢性炎癥；而維生素D3則在免疫調節中起到關鍵作用。這些成分各司其職又相互配合，最終在體內產生了1+1>2的健康保護效應。

這項研究的重大意義，不僅在于創造了一顆“超級番茄”，更在于它為未來的“主動健康管理”和“食物藥（Food as Medicine）”提供了一個完美的范式。

相比于化學合成的藥丸，天然食物中的營養素包裹在生物基質中，人體吸收率更高，也更加安全。

也許在不久的將來，我們不需要再對著滿桌的保健品發愁，只需在一日三餐里多吃兩口“超級作物”，就能輕松、自然地守護身體健康。

科學，終于讓“食療”這兩個字，變得無比硬核。

該研究發表于《美國國家科學院院刊》（PNAS），南方科技大學醫學院/前沿生物技術研究院研究副教授洪燁淳、余宗峻、朱文波和孫加雷為論文并列第一作者，洪燁淳和朱健康院士為共同通訊作者。同時得到南方科技大學朱澤堯、曹民杰、呂宇軒、郎曌博、劉朋朋，以及安徽農業大學王鎮等幫助。該研究得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃等項目的資助。

參考資料：

[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.