中大研人体细胞晶片 揭益生菌可护关节

更新时间:15:46 2026-10-26 HKT
发布时间:15:46 2026-10-26 HKT

骨关节炎是全球常见关节病,现有治疗大多只可纾缓症状,未有方法有效阻止病情恶化。中文大学团队,成功研发全球首个以人体细胞制作的「微生物-肠道-软骨轴晶片」。这款晶片能够模拟肠道细菌如何影响关节,团队透过实验发现,部分益生菌及其代谢物,可以促进软骨生长、减轻关节炎症,日后亦可用于筛选合适益生菌,以及其他针对肠道菌群的治疗方案,有关研究已经刊登在国际期刊《Science Advances》。

微生物-肠道-软骨轴晶片(MGCAoC)示意图,这是一个以人体细胞构建的平台。中大提供
微生物-肠道-软骨轴晶片(MGCAoC)示意图,这是一个以人体细胞构建的平台。中大提供

骨关节炎会令患者关节长期痛楚、僵硬,活动受限,大大影响生活质素。目前治疗只能纾缓不适,未能阻止关节持续退化。临床观察发现肠道细菌与关节健康息息相关,但动物实验和传统细胞培养皿,都无法还原人体真实生理环境,科学界一直难以确认背后机制。肠道细菌除了协助消化,还会产生多种小分子物质,有机会引发或加剧骨关节炎。

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中大团队因此整合肠道微生物、肠上皮屏障以及人源软骨类器官,研发出「微流控晶片平台」。晶片内设有适合益生菌生长的缺氧—有氧界面,同时模拟人体内的液体流动环境。平台容许肠道一边产生的益生菌代谢物传送到软骨模组,又能避免各个区域发生污染,让研究人员可以实时观察肠道菌群怎样影响关节软骨。

益生菌代谢物有助保护软骨

团队把特定益生菌放进晶片的肠道模组进行测试,观察软骨的变化。发现益生菌产生的代谢物讯号,可以推动软骨正常发育,增加健康软骨需要的II型胶原蛋白和聚集蛋白聚糖,同时减少会令软骨分解、老化的物质。

团队又再模拟骨关节炎常见的发炎环境测试,发现就算有发炎刺激,益生菌代谢物依然可以减轻炎症、减慢软骨分解,保住软骨的结构。证实这类益生菌对关节软骨有直接保护效果。为证实成效,以骨关节炎患者的软骨样本验证,证实部分益生菌代谢物能够降低炎症及软骨退化指标,有望开发成治疗方案,研制出更精准、副作用更低的疗法。

带领研究的生物医学工程学系校长特聘助理教授李中表示,研究让科研人员在可控环境下,直接验证肠道菌群与关节健康的因果关系。平台未来可用来筛选合适益生菌、有益代谢物,以及其他针对肠道菌群的治疗方向。他期望成果可以推动以肠道为切入点的关节退化研究,为骨关节炎患者带来新治疗方案。

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