用什么食物来改善肠道菌群？赵立平转向中国特有的传统医学寻求灵感。他的父亲是中医的坚定信奉者，曾一天两次服用一种刺鼻的黑色药汤治愈了自己的乙肝。在赵立平幼年生病的时候，父母也常常先带他去找当地有名望的老中医求诊。这些经历，使赵立平在接受了现代科学以后，并没有对中医产生排斥感。他翻阅了《黄帝内经》等典籍，并向中医讨教。其中，中医里“苦寒类食物清热解毒”，“可使米脂入腹，莫使酒脂入肠”等观念，给他留下了深刻印象。
2006年，赵立平开始了以苦瓜、山药与粗粮为主的食物疗法。他设想，这些在中医看来是“药食同源”的食物可能能改变消化系统中细菌的生长。两年内，赵立平减去了20公斤体重，血压和胆固醇水平也降了下来。通过对自己的肠道细菌进行检测发现，一种具有抗炎特性的细菌从实验前的检测不出，生长到了细菌总数的14.5%。
通过拿自己做实验，赵立平不仅得到了“苗条的身材”，也为自己的科研建立了基本的信心。2009年，他又在太原开始了第一次临床实验。在国际上，对肠道菌群的研究多在动物身上进行。由于物质生活的富足与健康观念的相对落后，今天的中国，已经拥有3.25亿个胖子，几乎就要超越美国成为“胖人的国度”。因此，应赵立平的招募前来报名的胖人非常多，以至于需要在他们中间进行一场“海选”——通过体检来淘汰那些同时患有其他并发症的人，只留下单纯性肥胖患者。他们很快就召集了123名志愿者。
他为123名肥胖志愿者确定了一个9周的方案，量身定制膳食，让他们定期接受肠道菌群和代谢参数的检测与监控。他们在规定饮食终止后的14周内对90位患者进行了追踪。93%完成该实验的参与者，体重减轻了约7公斤，同时他们肠道中的产毒细菌减少，有益菌增多。
赵立平的人群试验赢得《科学》杂志关注的原因之一，是他对中医“药食同源”理论的运用。那些受试者所吃的食物不仅是低热量的，更重要的是改变了人体肠道内的菌群组成。
赵立平对黄连素的研究，则更加直接地证明了中药的作用原理。黄连素又叫小檗碱，是中药黄连的主要有效成分，它本是一种治疗细菌性腹泻的非处方药。但近年来，国内有不少医生将其用于糖尿病的治疗，取得了很好的疗效。然而，医学界始终没有搞清楚这一作用的机理。
在对小檗碱的体外研究中，它的使用浓度都在毫克级，但大量研究表明，小檗碱的生物利用度很低，口服后很难入血，基本都以原药的形式从粪便排出体外，其在人体血液内的浓度只能达到微克级。一个药物如果不能入血是不能发挥作用的，因而，小檗碱对糖尿病的作用机理就像一团迷雾。
2004年以来，有很多研究显示，结构失调的肠道菌群可能会造成内毒素入血，诱发慢性炎症，造成肥胖、糖尿病、冠心病等代谢性疾病。于是，赵立平猜想，小檗碱在穿过肠道时，可能会改善肠道菌群的结构，减少内毒素入血，减轻慢性炎症，从而达到治疗或预防糖尿病的目的。
于是，他们以大鼠作为模型，用高脂饲料诱导肥胖和胰岛素抵抗等代谢紊乱，在饲喂高脂饲料的同时，灌服一定剂量的小檗碱。结果令人称奇：小檗碱有效防止了肥胖和胰岛素抵抗。根据这一结果，可以通俗地说，如果你在吃垃圾食品时，吃一些黄连素，就可能起到防止长胖的作用。
赵立平采用高通量测序技术测定动物的肠道菌群，结果显示，小檗碱非常显著地改变了肠道菌群结构。2012年8月，这一研究结果发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上，解释了对小檗碱预防代谢综合征的机理。
小檗碱调节菌群作用的研究，为解释苦寒类中药的机制提供了新的思路。现在，一种新的观点开始受到重视：很多慢性病的发生发展与肠道菌群结构失调都有密切关系，中药则有可能是通过改善肠道菌群结构来发挥疗效的。中国科学院微生物研究所研究员朱宝利，曾直言批评过中医对很多问题的夸大其辞，但他认为，赵立平的研究是令人鼓舞的，“他正朝着正确的方向前进。”