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其机制可能与其活性，以及增强细胞间的通信有关，番茄红素对机体免疫系统可能有“双向调节”的作用，有抑制自身免疫反应，增强细胞免疫反应和抑制炎症反应的功能。
番茄红素是一类非常重要的类胡萝卜素，其清除单线态氧(1O2) 氧化速率常数是维生素E的100倍，是β2胡萝卜素的两倍。番茄红素能有效预防前列腺癌、消化道癌、宫颈癌、皮肤癌及发生，对子宫癌、肺癌细胞的抑制作用明显高于β2胡萝卜素和α2胡萝卜素。而且番茄红素也是血清中与老化疾病相关的微量营养素，可以抑制与老化相关的退化疾病。番茄红素在保护淋巴细胞免受NO2自由基造成的细胞膜损害或细胞致死方面的能力非常强,其清除自由基的能力也比其他类胡萝卜素强。