เมื่อใช้ดอกซีไซคลีนในขนาดต่ำว่าขนาดที่มีผลในการต้านจุลชีพ ยานี้จะมีคุณสมบัติในการยับยั้งเอนไซม์เมทริกซ์เมทัลโลโปรติเอส (martrix metalloproteinases: MMPs) ทำให้มีการนำดอกซีไซคลีนมาใช้ในระบบการทดลองต่างๆ เพื่อมุ่งหวังผลการยับยั้งดังกล่าว เช่น การใช้เพื่อยับยั้งการเกิดกระจกตาถลอกซ้ำซ้อน (Recurrent corneal erosion; CRE) เป็นต้น[63] นอกจากนี้ยังมีรายงานถึงความสำเร็จในการใช้ดอกซีไซคลีนในการรักษาผู้ป่วยโรค LAM (lymphangioleiomyomatosis) รายหนึ่ง ซึ่งเป็นโรคที่มีพยากรณ์โรครุนแรงและเสียชีวิตได้ง่าย[64] และการศึกษาในหนูทดลองอีกการศึกษาหนึ่งพบว่าดอกซีไซคลีนสามารถบรรเทาอาการของโรคกล้ามเนื้อหัวใจหนาตัวผิดปกติ ซึ่งเป็นโรคที่เป็นผลเสียจากการที่มีความดันโลหิตสูงต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานโดยไม่ได้รับการรักษาที่เหมาะสม[65] ยิ่งไปกว่านั้น บางการศึกษาพบว่าการใช้ดอกซีไซคลีนในผู้ป่วยโรคปอดอุดกั้นเรื้อรังที่มีอาการคงที่แล้ว สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของปอดได้[66]

นอกจากที่กล่าวมาดังข้างต้น ดอกซีไซคลีนยังถูกนำมาใช้ในการศึกษา "tet-on" (การแสดงออกของยีนที่ถูกกระตุ้นโดยดอกซีไซคลีน) และ "tet-off" (การแสดงออกของยีนที่ถูกยับยั้งไว้โดยดอกซีไซคลีน) ซึ่งเป็นการศึกษาการถอดรหัสพันธุกรรมที่ถูกควบคุมโดยเตตราไซคลีน (Tetracycline-controlled transcriptional activation) เพื่อควบคุมการแสดงออกของยีนทรานส์ในจุลชีพและเซลล์เพาะเลี้ยง[67] ซึ่งการใช้ดอกซีไซคลีนในการศึกษาทดลองดังกล่าวจะมีความคงตัวมากกว่าการใช้เตตราไซคลีน[67]

การศึกษาทดลองอื่นๆที่มีการใช้ดอกซีไซคลีน ได้แก่:

• การรักษาโรคจอตาเสื่อม (Macular degeneration)[68]
• การรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจากเอนเทอโรคอคคัสที่ดื้อต่อแวนโคมัยซิน[69]
• การรักษาแผลติดเชื้อที่เกิดจากการกัดของสัตว์ (แผลติดเชื้อแบคทีเรีย Pasteurella multocida และ Pasteurella pneumotropica)[70]
• การรักษาข้ออักเสบรูมาตอยด์ด้วยดอกซีไซคลีนแทนมิโนไซคลีน (ยาทั้งสองแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการรักษาโรคนี้อย่างพอประมาณ)[71]
• การอักเสบเรื้อรังของโรคปอด (หลอดลมฝอยอักเสบ, หอบหืด, ซิสติก ไฟโบรซิส, หลอดลมอักเสบ)[72][73] ซึ่งทั้งดอกซีไซคลีนและมิโนไซคลีนมีประสิทธิภาพในการรักษาโรคหอบหืด อันเนื่องมาจากภูมิต้านทานในระบบภูมิคุ้มกัน[74]
• การรักษาซาร์คอยโดซิส (sarcoidosis)[75][76]
• การรักษาพังผืดที่ปอดที่ไม่ทราบสาเหตุการเกิด (Idiopathic pulmonary fibrosis; IPF)[77]

การใช้ดอกซีไซคลีนเป็นตัวทำปฏิกิริยา

ดอกซีไซคลีนและยาปฏิชีวนะชนิดอื่นๆในกลุ่มเตตราไซคลีนมักถูกนำมาใช้เป็นมักถูกนำมาใชเป็นตัวทำปฏิกิริยาทั้งการศึกษาวิจัยด้านชีวการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับแบคทีเรียทั้งนอก (in vitro) และในร่างกายมนุษย์ (in vivo) รวมไปถึงการศึกษาในจุลชีพและเซลล์ยูคาริโอตอื่นๆ ที่สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการแสดงออกของโปรตีนโดยการใช้วิธีการการควบคุมการถอดรหัสพันธุกรรมด้วยเตตราไซคลีน (Tetracycline-controlled transcriptional activation) กลไกการออกฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของยากลุ่มเตตราไซคลีนอาศัยการรบกวนการแปรรหัสพันธุกรรมของโปรตีนในแบคทีเรีย ซึ่งจะทำลายความสามารถในการเจริญและซ่อมแซมตัวเองจุลินทรีย์ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม การยับยั้งการแปรรหัสพันธุกรรมโปรตีนในไมโทคอนเดรียของเซลล์ยูคาริโอตที่ใช้ในการทดลองจะส่งผลให้ระบบเมแทบอลิซึมทำงานผิดพลาด และนำไปสู่ผลกระทบที่อาจสร้างความเสียหายกับผลการทดลองได้[78][79] นอกจากนี้ บางการศึกษายังพบว่า ดอกซีไซคลีนอาจมีฤทธิ์ในการต้านมะเร็งบางชนิดได้[80]