从肠模块寻找影响软骨的候选物
肠道代谢物可能影响关节组织，但单独细胞培养难以描述跨组织作用。中国研究团队在 Science Advances 报告肠—软骨轴芯片，将肠上皮与软骨类器官结合，分析代谢物及软骨功能的变化。
研究比较有无益生菌条件的肠模块流出液，利用代谢组寻找差异。后续选出 5 种富集物：3-吲哚丙酸、吲哚-3-乳酸、丁酸、胆酸和烟酸，进一步测试它们是否影响患者来源软骨模型。
患者软骨模型来自 3 名供者混合细胞
研究者使用全膝关节置换手术获得的骨关节炎患者软骨，分离软骨细胞。3 名供者的细胞混合后，在芯片软骨区形成类器官，再分别接受候选代谢物处理。
这一验证阶段将肠模块留空，直接比较每种代谢物与未处理对照的作用。经过 72 小时处理，流出液中的 IL-6、MMP13 和 CTX-2 均下降；前者反映炎症相关变化，后两者与软骨基质降解有关。
5 种候选物的保护特征并不相同
类器官中，COL2A1、SOX9 和 ACAN 等软骨相关基因上调，COL10A1、IL6 和 MMP13 等指标下调。免疫荧光也显示，不同候选物在炎症和基质相关指标上具有不同作用。
例如，吲哚-3-乳酸对 IL-6 的抑制较明显，3-吲哚丙酸在软骨细胞肥大及细胞外基质相关比较中表现突出。
芯片验证与分子作用证据分别补充
代谢组结合通路分析，为候选物与 PI3K、MAPK 相关过程的关系提供线索。研究还对代表性代谢物开展细胞热稳定性检测（cellular thermal shift assay，CETSA），观察到 3-吲哚丙酸与芳香烃受体 AhR、胆酸与胆汁酸受体 TGR5 相关的热稳定性变化，为部分靶点相互作用提供概念性支持。
患者软骨验证中的生化及基因表达比较，主要按每组 4 个独立芯片统计，另有部分成像分析使用 3 个芯片。由于供者细胞预先混合，结果主要说明该模型下的候选物作用，尚未区分患者间反应差异。