马里兰大学(UMD)获得了美国农业部国家食品和农业研究所(USDA-NIFA)的资助，通过改善猪的肌肉生长来提高猪肉生产的整体质量和效率。虽然生命早期的营养似乎对肌肉的生长和发育特别重要，但人们对这些益处如何在怀孕期间从母亲传递给孩子知之甚少。根据美国农业部的数据，美国是世界第三大猪肉生产国。在这个价值200亿美元的产业中，更快的肌肉生长意味着更健康的动物，更少的饲料和饲养动物的废物，最终使猪肉产业更具竞争力和可持续性。在与健康科学统一服务大学(USUHS)和美国国防部(DoD)的合作中，这项工作也可以在未来的应用中超越猪肉行业，以优化人类的表现和治疗受伤的服务人员。
这些应用的关键可能在于由一种简单的补充剂——丁酸引起的表观遗传变化(或基因表达方式的变化)和干细胞活性。根据马里兰大学动物与禽类科学系教授兼主席Chad Stahl的说法，丁酸是一种人类和动物从饮食中自然获得的化合物，它对肌肉生长、发育甚至通过刺激肌肉干细胞来修复有深远的影响。
斯塔尔与罗伯特·默里(Robert Murray)在这一领域进行了之前的工作，罗伯特·默里是斯塔尔2018年从马里兰大学毕业的前博士生。Murray现在是USUHS的助理教授，也是美国海军的一名中尉，作为这项资助的联合调查员为国防部工作。斯塔尔和默里正在进一步研究如何将这些影响从母亲传递给孩子。
斯塔尔解释说，在出生时或出生后不久，你的肌纤维数量是固定的，所以出生后你唯一能做的就是让这些纤维变大。这就是为什么在出生前给母亲补充维生素d是增加肌纤维实际数量和改善肌肉发育的机会。研究人员希望发现，由于丁酸的补充，干细胞实际上发生了什么样的变化。
默里说:“通过这项研究，我们试图回答干细胞编程和基因变化背后的一些潜在的基本问题，这些问题可能会持续到后代的后代。”“我们希望在怀孕期间补充维生素d可以对后代的终生肌肉生长产生深远的影响。我们之前发现，早期饮食中加入丁酸对改善肌肉生长有显著影响。能够在胎儿动物身上测试我们的假设，并真正看到这种补充剂对生长和发育有多大的影响，这是令人兴奋的。”
在考虑环境可持续性时，提高猪的肌肉生长效率尤为重要，这是本赠款的主要重点。斯塔尔解释说，养活不断增长的全球人口需要许多投入，因此这些投入的任何减少都可以转化为可持续性的提高。
斯塔尔说:“除了减少低出生体重猪的问题和可能的健康益处外，我们关心这些的另一个原因是，与肌肉生长相关的生长是动物能做的最有效的生长。”“如果你想降低饲养动物的成本或对环境的影响，你就希望它们尽快长出肌肉。人们没有意识到的是，每一种投入都有成本。因此，如果猪能更有效地进入市场，你就必须为它们运输和种植更少的食物。种植那种食物不需要那么多肥料。你没有卡车运输成本和石油的负担来把食物送到动物那里。因此，为了获得一磅肉，效率得到了层层提高，所有这些降低的成本都提高了可持续性。”
然而，在猪肉行业之外，斯塔尔和默里很高兴为未来在动物和人类健康方面的工作奠定基础。根据斯塔尔的说法，丁酸盐及其在体内产生的丁酸可以减少炎症，改善肝功能，甚至增强免疫系统。国防部特别感兴趣的是提高性能和帮助治愈我们部队受伤的想法。通过尽快给伤者注射丁酸盐，你可能会诱使干细胞改善肌肉修复，减少肌肉组织的炎症。
默里说:“以猪为模型，我们认为这不仅可以改善猪肉生产过程，而且可以使动物更健康，从而转化为人类健康的结果。”“我们希望发现我们的猪在减少采食量和浪费的同时生长得更健康、更快。但我们的发现也有可能提高人类的表现，这是我目前职位的主要目标。支撑肌肉发育的一些基本原则也负责肌肉愈合和伤口修复。我的主要重点是将这项研究转化为解决方案，有可能提高我们在服役人员身上看到的战场创伤的愈合。”
本研究由美国农业部国家粮食与农业研究所(USDA-NIFA)资助，资助项目# 2021-67015-33382。本新闻稿中表达的观点是研究人员的观点，并不反映海军部、国防部或美国政府的官方政策或立场。
