◎ 田玉娟，赵文琪，邢竹青，张 见，王泓午，张亚婷

（1.天津中医药大学 健康科学与工程学院，天津 301617；2.天津天丰泽田生物科技有限公司，天津 300457）

番茄，性平、味甘、酸、微寒，归肝、胃、肺经，具有健胃消食、清热解毒、凉血平肝、生津止渴、补血养血和增进食欲的功效[1]。番茄红素是番茄所含的主要色素物质，属于类胡萝卜素中的一种，是一种脂溶性功能性色素，被认为具有极高的营养价值。该色素广泛存在于番茄、胡萝卜、西瓜、木瓜及番石榴等成熟的红色植物果实中，以番茄中含量最高[2]。番茄红素分子式为C40H56，是一种直链碳氢化合物。由于分子结构上含有11个共轭双键和2个非共轭双键，被认为是目前发现的具有最强抗氧化能力的植物性营养素之一。研究发现番茄红素在抗氧化、保护神经系统、延缓衰老、抑制肿瘤、减少心血管疾病、肝损伤、提高人体免疫力和延缓骨质疏松等多个方面均具有较好的保健作用，是一种很有发展前景的新型功能性天然色素[3-5]。有关番茄红素的功能性及保健作用的研究一直以来都是医药保健营养食品开发领域的研究热点，因此本文对近年来的最新研究进展进行综述，以期为后续研究的开展及新型医药保健产品的开发提供一定的参考。

1 番茄红素的保健功效

1.1 抗氧化作用

我国中医药的历史博大精深，积累了丰富的养生保健措施和方法。《彭祖摄生养性论》《养生论》《寿亲养老新书》等养生寿老著作的出现，渐渐形成一套有着完整体系的延年益寿、抗老防衰理论和方法[6]。近年来的研究显示，人体的衰老、癌变及各种慢性疾病的发生往往与体内的超氧化物和自由基有关。人体年龄的增长导致细胞代谢功能下降，一些外部物理损伤因素致使机体代谢产生的自由基堆积。自由基具有强氧化能力可使生物膜中不饱和脂类发生过氧化，形成过氧化脂质，并产生代谢产物丙二醛，后者与蛋白质、肽类或脂类聚合交联终止正常代谢，从而导致衰老过程中的退行性变化[7]。番茄红素是一种多不饱和烃，具有最高的抗氧化能力，可以通过物理和化学方式清除体内的自由基，抑制脂质过氧化的发生，保持细胞正常代谢，预防和延缓衰老。罗金凤等[8]研究发现番茄红素能通过清除自由基、增强超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）活性，降低丙二醛（Malonaldehyde，MDA）含量，在延缓衰老方面发挥重要作用。彭亮等[9]探讨了番茄红素对人体的抗氧化作用，试食组和对照组志愿者血清MDA含量 分 别 为 4.06 nmoL·mL-1和 3.61 nmoL·mL-1， 下 降11.03%；SOD活性分别为90.7 U·mL-1和96.7 U·mL-1，上升6.80%；GSH-Px活性分别为122.6 NU·mL-1和136.9 NU·mL-1，上升11.74%，显示番茄红素对人体有显著的抗氧化效果。郑育等[10]探讨了番茄红素对血液透析（Hemodialysis，MHD）患者静脉铁剂诱导的氧化应激状态的干预作用，发现番茄红素可以显著减轻这种氧化应激状态。HU等[11]评估了番茄红素对大鼠T10挫伤性脊髓损伤后线粒体功能障碍和细胞凋亡的抗氧化作用，发现番茄红素可改善脊髓损伤患者的总抗氧化能力，并对脊髓损伤有一定的神经保护作用。YONAR等[12]通过评估血液学参数和氧化剂/抗氧化剂状态，研究番茄红素对敌百虫诱导的鲤鱼毒性的改善作用，发现添加番茄红素有助于通过改变鱼类的血液学状况和抗氧化剂状态来消除敌百虫毒性。对番茄红素（Lycopene，LYC）和/或白藜芦醇（Resveratrol，RES）对尼罗罗非鱼中纳米氧化锌毒性改善作用的研究显示，用LYC和/或RES处理可以有效缓解纳米氧化锌（Nano-Zinc Oxide，ZnONP）引起的氧化应激，这得益于二者良好的抗氧化活性[13]。体内研究发现番茄红素可以抑制香烟烟雾（Cigarette Smoke，CS）诱导的白细胞增加、脂质过氧化和DNA损伤，并能减弱超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，抑制肿瘤坏死因子-α产生，降低干扰素-γ和白介素-10水平，这些优异表现均表明番茄红素在短期接触香烟烟雾的模型中发挥了良好的抗氧化和抗炎作用[14]。YANG等[15]发现番茄红素能通过核因子2相关因子（Nrf2）调节人视网膜色素上皮细胞的氧化还原状态抑制胞间粘附分子（ⅠCAM-1）表达和核因子（NF-κB）活化。氧化应激和炎症的增加可能在代谢综合征患者的高死亡率中起重要作用。研究表明，较高的血清番茄红素浓度与代谢综合征患者的死亡风险降低显著相关[16]，这可能是由于番茄红素的摄入减少了氧化应激和炎症的发生。RASHEED等[17]探讨了番茄红素在急性肾损伤（Acute Kidney Ⅰnjury，AKⅠ）中对氧化应激（Oxidative Stress，OS）的保护作用，发现番茄红素可通过调节OS和脂质过氧化作用减轻和预防AKⅠ，是一种可预防肾毒性药物（如双氯芬酸）引起肾毒性的天然成分。

1.2 预防神经系统疾病

研究表明，番茄红素可通过抗氧化、抗炎和抗增殖活性，对中枢神经系统相关疾病的防治发挥一定作用，如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、亨廷顿氏病、脑缺血及癫痫等。番茄红素还能提高啮齿动物在不同病理条件下的认知和记忆能力。此外，番茄红素可以预防由味精、三甲基锡、甲基汞、氢过氧化叔丁基及镉引起的神经毒性。在某些特殊情况下，如乙醇成瘾和氟哌啶醇引起的口面运动障碍，番茄红素显示出特殊的治疗效果，其机理主要为抑制氧化应激和神经发炎、抑制神经元凋亡和恢复线粒体功能等的神经保护作用[18]。ZHANG等[19]通过实验发现番茄红素可减轻脂多糖诱导的炎症和动物的抑郁样行为。研究中发现番茄红素能减轻海马CA1区的神经细胞损伤，并抑制脂多糖诱导的海马中ⅠL-1β和HO-1的表达，同时降低了血浆中ⅠL-6和TNF-α的水平。番茄红素对高脂饮食大鼠学习和记忆障碍具有治疗潜力[20]。

氧化应激与阿尔茨海默氏病（Alzheimer Disease，AD）及其早期阶段、轻度认知障碍的发病机理和进展有关。中医药在AD治疗时，常以葛根、人参等中药材配伍治疗，病患体内的心组织、肝组织、脑组织超氧化物歧化酶（SOD）活性显著提升，血清过氧化脂质含量降低，病患认知水平得到有效改善[21]。越来越多的研究表明，抑制氧化应激可能会有效改善AD症状，阿尔茨海默病（AD）患者出现体内番茄红素浓度降低的现象。而番茄红素已被确认具有极强的抗氧化能力，可以减轻氧化应激，并在几种阿尔茨海默病模型中被发现具有神经保护作用。贺源等[22]招募56名轻度认知障碍老年患者开展番茄红素的人群干预实验，结果显示番茄红素组基本认知能力测试得分增加十分显著（P＜0.05）；同时同型半胱胺酸水平和白细胞介素-6水平显著降低（P＜0.05），表明番茄红素干预可增强轻度认知障碍老人认知功能。有研究发现番茄红素可以下调过表达人β-淀粉样蛋白前体蛋白基因（β-amyloid precursor protein gene，APPsw）细胞中β-淀粉样蛋白前体蛋白的表达水平，不能改变APPsw细胞的内源性活性氧水平和细胞凋亡，但可以防止H2O2引起的氧化应激和铜诱导的APPsw细胞损伤[23]。YU等[24]发现补充番茄红素或番茄红素/维生素E可以显著改善记忆缺陷，番茄红素和维生素E抗氧化剂的组合以协同方式发挥作用，对预防蛋白病的氧化应激产生重大影响。LⅠU等[25]以大鼠为研究对象，研究了番茄红素对β-淀粉样蛋白引起的炎症的保护作用，发现番茄红素可以显著改善认知障碍，并通过阻断NF-κB p65和TLR4表达的激活和细胞因子的产生来减轻炎症损伤，从而证实它在减少海马组织中β-淀粉样蛋白沉积方面的作用。CAO等[26]研究发现番茄红素可通过抑制氧化应激介导的炎症反应和大鼠海马细胞凋亡来减轻铝诱导的损伤。MORSY等[27]研究发现，番茄红素产生了对双酚A中毒大鼠海马体的神经保护作用，其机制是通过番茄红素抗氧化作用，激活MAPK/ERK通路，抑制神经细胞凋亡，提高了小鼠的学习和认知记忆能力。

1.3 抗肿瘤作用

肿瘤是死亡率最高的疾病之一，目前主要是采用手术、放化疗再结合中医辨证论治，给予不同的中医治疗。临床研究发现许多中药材（人参、黄芪、枸杞等）具有良好的防治肿瘤的功效。其机制为药材中的植物多糖通过抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期、抗新生血管生成和调节免疫系统等实现抗肿瘤效果[28]。临床研究显示，番茄红素由于具有极强的抗氧化能力，能够阻断人体细胞在外界诱变剂作用发生基因突变，并能抑制癌细胞增殖，加速癌细胞凋亡。因此，番茄红素对胃癌、卵巢癌、皮肤癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等各种肿瘤均有一定的预防和抑制作用[29-39]。番茄红素通过抑制活性氧介导的胃上皮细胞中的Janus激活激酶1（Jak1）/信号转导子和转录激活子3（Stat3）和Wnt/β-catenin信号转导的激活，从而抑制癌基因表达与幽门螺杆菌感染的胃上皮细胞过度增殖[29]。XU等[30]将卵巢癌细胞SKOV3培养物经番茄红素处理后，SKOV3细胞的增殖率显著降低（P＜0.05），而细胞凋亡率则显著升高（P＜0.05）。其中，上调Bax表达，下调Bcl-2表达是诱导细胞凋亡的主要途径。毕素云等[31]研究发现，人皮肤鳞状细胞癌细胞系COLO16细胞经番茄红素处理，细胞活力显著降低，表皮生长因子受体蛋白活化受到抑制，糖皮质激素受体表达显示被上调，但这种效应可能有一定的肿瘤细胞特异性。KAREN等[32]研究发现膳食中番茄红素能显著紫外线诱导的表皮增生和癌变。王贵刚等[33]通过体外和体内细胞实验，发现番茄红素对体外人非小细胞肺癌细胞生长和体内肺癌移植瘤生长均具有一定的抑制作用，其机制可能与番茄红素阻滞肺癌细胞周期、促进肺癌细胞凋亡有关。STⅠCE等[34]发现了番茄红素作为一种有效的干预策略，以及CYP2E1诱导作为分子靶点的关键作用，可以预防酒精性肝病和肝细胞癌。柴旭泽等[35]发现番茄红素能提高人骨肉瘤MG-63细胞顺铂敏感度，其机制可能与番茄红素能够阻滞细胞周期以及调节凋亡相关调控基因和蛋白表达有关。

前列腺癌是最常见的癌症，是欧美国家男性肿瘤患者死亡的主要原因，近年来，我国前列腺癌的发病率呈上升趋势。谷胱甘肽S-转移酶P1的异常，被认为可能是前列腺癌发生发展的重要因素之一。研究发现，番茄红素在DU145细胞中可以通过Nrf2/ARE通路诱导GSTP1基因的表达，从而发挥对前列腺健康的保护作用[36]。TJAHJODJATⅠ等研究发现，番茄红素可以通过内源性途径刺激线粒体促凋亡因子，增加细胞凋亡，抑制胰岛素样生长因子，最终抑制癌细胞的发展，辅助治疗前列腺癌[37]。高剂量番茄红素蜂胶胶囊能降低前列腺增生大鼠的前列腺指数及前列腺增生率（P＜0.05），并提高组织中超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活力（P＜0.05），从而改善实验性前列腺增生[38]。此外，番茄红素还能通过抑制氧化应激和细胞凋亡，减轻睾丸支持细胞的间隙连接功能障碍，减轻了苯并芘引起的睾丸损伤[39]。

1.4 预防心脑血管疾病

心脑血管疾病是心血管疾病和脑血管疾病的统称，严重威胁中老年人的身体健康。丹参等中药材通过显著增强心肌SOD活性，清除心肌内过多的氧自由基，减少自由基对线粒体的损伤，保护心脑血管[40]。越来越多的研究表明，番茄红素同样具有潜在的心脏保护作用，在维持心血管功能和健康方面具有明显的益处[41]。PETYAEV等[42]将番茄红素应用到冠状动脉疾病患者临床试验中，受试者每天补充7 mg番茄红素，在试验的2周和4周后，体内血清番茄红素水平分别提高了2.9倍和4.3倍，番茄红素导致体内肺炎衣原体ⅠgG减少3倍，炎症氧化损伤标志物减少，氧化低密度脂蛋白降低了5倍，揭示了番茄红素的抗氧化和抗炎功能，证明了番茄红素对心血管系统的积极作用。文媤贤等[43]通过实验发现番茄红素主要通过影响血液中的胆固醇水平以减少氧化型低密度脂蛋白的生成，从而减轻其对血管内皮的损伤，维护血脑屏障通透性。间接降低星型胶质细胞的活性，抑制脑P38蛋白磷酸化，减少白细胞介素、肿瘤坏死因子和一氧化氮的分泌，发挥脑血管和神经元保护作用。TREGGⅠARⅠ等[44]研究体外细胞迁移以测试番茄红素对人脐静脉内皮细胞的影响，发现番茄红素抑制血管内皮生长因子-A（VEGFA）诱导的细胞迁移，减少Akt磷酸化，并且发现其对一氧化氮生物利用度也有一定影响。番茄红素给药可显著阻断压力超负荷引起的心脏肥大，其机制是番茄红素可逆转肥厚过程中活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）的增加，并延缓ROS依赖的促肥厚性MAPK和Akt信号通路的激活，此外实验中还观察到番茄红素对新生心肌细胞的通透性过渡孔打开的保护作用[45]。番茄红素可改善血管紧张素-ⅠⅠ损害的血管超氧阴离子（在主动脉中评估）、脂质过氧化和抗氧化酶活性（分别在血浆和肝脏中测量），显著减轻高血压的发展，预防由血管紧张素-ⅠⅠ引起的心血管重塑，但对正常血压大鼠无影响[46]。SEVAL等[47]研究番茄红素对大鼠肾脏和心脏的黄曲霉毒素B1中毒的保护作用，发现黄曲霉毒素B1处理的大鼠血浆中尿素、肌酐水平升高，钠浓度降低，而番茄红素对黄曲霉毒素诱发的肾毒性和心脏毒性具有保护作用。有研究发现血清尿酸作为超重/肥胖和高血压之间的中间介质，在肾素-血管紧张素-醛固酮系统中起重要作用。番茄红素作为一种天然抗氧化剂，能有效抑制血管紧张素转换酶活性，减轻血管紧张素-ii诱导的氧化应激，因此血清番茄红素与高血压之间存在显著的负相关[48]。

番茄红还能通过下调原蛋白转化酶枯草杆菌素/可心9型（PCSK-9）表达和提高脂蛋白脂酶活性来修正脂多糖诱导的氧化应激和高甘油三酯血症[49]。杨艳晖等[50]选取34例高脂血症患者探讨番茄红素对体内血脂水平的影响，服药（番茄红素胶囊）后试验组的总胆固醇（Total Cholesterol，TC）和甘油三酯（Triacylglycerol，TG）水平显著低于对照组（P＜0.05），服药后试验组患者的TC和TG水平均显著低于服药前（P＜0.05），表明番茄红素具有一定的降血脂作用。SULTAN等[51]首次发现番茄红素降血脂活性的分子机制，即番茄红素处理可显著下调肝脏PCSK-9和HMGR的表达，显著上调肝脏低密度脂蛋白受体的表达，此外番茄红素还能通过抑制炎症标志物的表达来改善炎症刺激下PCSK-9的表达。

1.5 抑制骨质疏松

骨质疏松症是一种以骨密度降低为特征的代谢性骨病，骨微结构的破坏和骨中非胶原蛋白的改变导致更高的骨折风险。这在绝经后的女性中最为常见。《太平圣惠方》中的鹿角胶丸具有防治骨质疏松症的机制是通过增加骨密度，促进骨形成，抑制骨吸收，即通过调节成骨及破骨的双重作用来实现防治骨质疏松症的效果[52]。最新研究显示，番茄红素也可以调节人体内骨代谢水平，对骨质流失有潜在的保护作用。荣慧等[53]研究发现番茄红素给药可通过降低氧化应激状态对成骨细胞增殖、分化及矿化的影响而抑制骨质疏松的发生。COSTA-RODRⅠGUES等[54]发现番茄红素可以促进骨骼代谢的合成代谢状态，刺激成骨细胞增殖和分化，抑制破骨细胞生成，从而改善骨组织的健康状况。ARDAWⅠ等[55]在去卵巢（Ovariectomy，OVX）骨质疏松大鼠中使用番茄红素给药处理，实验观察到番茄红素可以抑制OVX诱导的骨转变，并通过下调破骨细胞分化，上调成骨细胞和谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GPx）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）及SOD活性，使大鼠恢复骨强度和微结构，抑制骨质疏松的发生。LⅠU等[56]研究了番茄红素对体内外骨骼肌纤维类型的影响，发现番茄红素可以影响肌纤维中代谢酶的活性，促进慢收缩纤维的表达，增强线粒体呼吸能力，通过氧化影响肌纤维类型对骨骼肌代谢发挥潜在的有益作用。KⅠRⅠŞÇⅠ M等[57]通过研究番茄红素对大鼠后肢肌肉骨骼肌急性缺血再灌注损伤（Ⅰschemia-Reperfusion injury，Ⅰ/R），发现番茄红素处理后血清和组织中丙二醛和缺血修饰白蛋白水平显著降低，表明番茄红素对Ⅰ/R损伤模型大鼠骨骼肌细胞具有保护活性。

2 结语

人体内的氧化应激被认为是一系列疾病的主要原因之一，番茄红素具有极强的抗氧化能力，被认为可以通过清除体内自由基，限制或阻止活性氧诱导的DNA、脂质和蛋白质损伤，实现防治神经系统疾病、抑制肿瘤细胞的增殖、预防心脑血管疾病、抑制骨质疏松症等相关疾病的效果。当前对于番茄红素防治各种疾病的作用机制虽然取得一定的进展，但尚不明确，还需要进一步研究和探讨。另外人体临床试验案例也比较少。相信随着研究的不断深入，番茄红素将在医药保健品领域展现出更加广阔的应用前景。