雞肉是世界上最廣泛被食用的蛋白質之一。根據農委會統計，2020年台灣的養雞產業產值約466億元，約佔畜牧業的27.6%。國內每人每年的雞蛋消費量超過300顆，而雞肉消費量則持續成長，自2015年消費量突破30公斤後，至2019年已高達35.6公斤。得力於現代育種技術，肉品收穫與蛋產量因應上述的高需求而遽增。
然而，隨著雞隻的體型與產蛋量增加，白肉雞與產蛋母雞的生長問題也越來越常見（例如：木質化胸肌以及跛足、腿骨折與腳趾扭曲等骨骼問題）。喬治亞大學（University of Georgia, UGA）的研究員正設法對付這些會造成動物福利與生產受損的問題。
骨骼發育問題，答案或許在肌肉細胞上！
肌衛星細胞(myosatellite cell, or satellite cell)是一種肌肉特異的幹細胞，主責鳥類孵化後的骨骼肌發育，透過提升蛋白質合成促進肌肉生長。美國俄亥俄州立大學（The Ohio State University）研究發現這種細胞所產出的一種物質：「20(S)羥基膽固醇」對於禽類的骨骼有正向影響。20(S)羥基膽固醇（後簡稱為20S）是一種自然產生且具有生物活性的化合物，近期在《家禽科學》期刊上的一篇研究敘述了20S如何影響白肉雞與蛋雞的肌衛星細胞增殖與分化。
由喬治亞大學農業與環境科學學院的副教授Woo Kim 以及博士候選人 Yuguo Tompkins主導，與俄亥俄州立大學的Sandra Velleman教授合作，此研究檢驗了20S是否有增進骨骼健康與肌肉生長的潛能。
喬治亞大學家禽科學系的副教授Kim說：「我的研究重點之一就是骨骼健康。我正在研究白肉雞跟蛋雞。對於白肉雞，我們選擇肌肉生長的基因作為育種重點，於是出現了骨骼問題，像是跛足。我的研究目標是幫助白肉雞與蛋雞的骨骼健康。」
研究團隊從四週齡Ross 708小公雞的胸大肌分離出肌衛星細胞，給予0.25、0.5或1 .0 µmol的20S，並在三天內每天測量DNA濃度、肌酸激酶活性以及肌肉生成轉錄因子的表現，以觀察其細胞增殖與分化狀況。實驗數據顯示較低濃度的20S不會影響肌肉生成，但濃度高達1.0µmol時會對雞隻肌衛星細胞的增殖與分化有負面影響。研究發現20S對於鳥類的骨骼健康有正向作用，雖然高濃度的20S會帶給家禽肌肉負面效應，團隊已找出對骨骼健康有益而對肌肉無害的治療劑量。
「礦物質與維他命對骨骼非常重要。我們很少看到其他生物活性化合物能刺激骨骼健康與骨骼發育。我們找到的化合物之一就是20S，一種自然產生的氧化膽固醇。這是第一次有人研究它是否能調節肌肉生長。我們發現20S確實會刺激骨骼細胞成長，在一些狀況下也會調節肌肉生長。」Kim說。
喬治亞大學的Tompkins指出，「20S有潛力能平衡骨骼與肌肉生長，也能作為白肉雞與蛋雞體內的生物標記，幫助找到骨骼與肌肉生長之間的界線。這可能對於解決一些動物福利疑慮也有益處。」
本研究的結果指出生產者也許能20S來防止家禽因為骨骼問題的損失。這代表著生產者能有更高獲利，消費者有更多產品，而家禽也有更好的健康，往生產者、消費者及動物福利三贏的目標更進一步。
「在家禽產業中，特別是白肉雞產業，木質化胸肌是一大問題……白色條紋還有肌肉生成看起來不正常。」Kim補充說明這個缺陷影響了任的口感與品質。「我認為這個新的、自然產生的生物活性化合物，可以把白肉雞肌肉不正常的發生率降到最低。」
Kim同時從動物福利、肉品品質與生產面的立場來看這個研究。
「我希望成為一個問題解決者。在家禽產業中，主要目標是生產，但我們同時需要考量環境與動物福利。骨骼相關的議題是其中一個重要的動物福利議題。我們想要促進家禽肉品生產，同時也把動物福利問題降到最低。」Kim表示。
這個研究是由美國農業部（United States Department of Agriculture, USDA）國家食品暨農業研究院（National institute of food and agriculture, NIFA）的農業與食品研究計畫(Agriculture and Food Research Initiative, AFRI)提供資金，也彰顯了合作研究的重要性。例如，動物與乳品科學系的副教授Franklin West協助Kim的團隊執行體外階段的研究，並在Frontiers in Physiology期刊發表了另一篇文獻。藉著West在幹細胞領域的專業，研究團隊順利地達到研究目標。在 2017年取得家禽科學博士學位的Roshan Adhikari與過去在Kim實驗室擔任博士後研究員的Shengchen Su，在此20S研究過程中也成功地建立從雞隻密質骨生成新的間葉幹細胞模型，以及能將生物活性化合物蛋內接種進雞胚的運輸系統。
「我們團隊在學術與文化背景方面有很大的多元性。與他們密切合作十分美好。」Tompkins表示。
資料來源
- The Poultry Site.
- Tompkins YH, Su SC, Velleman SG, Kim WK. 2021. Effects of 20(S)-hydroxycholesterol on satellite cell proliferation and differentiation of broilers. Poultry Science 100:474-481.
- 行政院農業委員會網站