用什么食物來改善腸道菌群？趙立平轉向中國特有的傳統醫學尋求靈感。他的父親是中醫的堅定信奉者，曾一天兩次服用一種刺鼻的黑色藥湯治愈了自己的乙肝。在趙立平幼年生病的時候，父母也常常先帶他去找當地有名望的老中醫求診。這些經歷，使趙立平在接受了現代科學以后，并沒有對中醫產生排斥感。他翻閱了《黃帝內經》等典籍，并向中醫討教。其中，中醫里“苦寒類食物清熱解毒”，“可使米脂入腹，莫使酒脂入腸”等觀念，給他留下了深刻印象。
2006年，趙立平開始了以苦瓜、山藥與粗糧為主的食物療法。他設想，這些在中醫看來是“藥食同源”的食物可能能改變消化系統中細菌的生長。兩年內，趙立平減去了20公斤體重，血壓和膽固醇水平也降了下來。通過對自己的腸道細菌進行檢測發現，一種具有抗炎特性的細菌從實驗前的檢測不出，生長到了細菌總數的14.5%。
通過拿自己做實驗，趙立平不僅得到了“苗條的身材”，也為自己的科研建立了基本的信心。2009年，他又在太原開始了第一次臨床實驗。在國際上，對腸道菌群的研究多在動物身上進行。由于物質生活的富足與健康觀念的相對落后，今天的中國，已經擁有3.25億個胖子，幾乎就要超越美國成為“胖人的國度”。因此，應趙立平的招募前來報名的胖人非常多，以至于需要在他們中間進行一場“海選”——通過體檢來淘汰那些同時患有其他并發癥的人，只留下單純性肥胖患者。他們很快就召集了123名志愿者。
他為123名肥胖志愿者確定了一個9周的方案，量身定制膳食，讓他們定期接受腸道菌群和代謝參數的檢測與監控。他們在規定飲食終止后的14周內對90位患者進行了追蹤。93%完成該實驗的參與者，體重減輕了約7公斤，同時他們腸道中的產毒細菌減少，有益菌增多。
趙立平的人群試驗贏得《科學》雜志關注的原因之一，是他對中醫“藥食同源”理論的運用。那些受試者所吃的食物不僅是低熱量的，更重要的是改變了人體腸道內的菌群組成。
趙立平對黃連素的研究，則更加直接地證明了中藥的作用原理。黃連素又叫小檗堿，是中藥黃連的主要有效成分，它本是一種治療細菌性腹瀉的非處方藥。但近年來，國內有不少醫生將其用于糖尿病的治療，取得了很好的療效。然而，醫學界始終沒有搞清楚這一作用的機理。
在對小檗堿的體外研究中，它的使用濃度都在毫克級，但大量研究表明，小檗堿的生物利用度很低，口服后很難入血，基本都以原藥的形式從糞便排出體外，其在人體血液內的濃度只能達到微克級。一個藥物如果不能入血是不能發揮作用的，因而，小檗堿對糖尿病的作用機理就像一團迷霧。
2004年以來，有很多研究顯示，結構失調的腸道菌群可能會造成內毒素入血，誘發慢性炎癥，造成肥胖、糖尿病、冠心病等代謝性疾病。于是，趙立平猜想，小檗堿在穿過腸道時，可能會改善腸道菌群的結構，減少內毒素入血，減輕慢性炎癥，從而達到治療或預防糖尿病的目的。
于是，他們以大鼠作為模型，用高脂飼料誘導肥胖和胰島素抵抗等代謝紊亂，在飼喂高脂飼料的同時，灌服一定劑量的小檗堿。結果令人稱奇：小檗堿有效防止了肥胖和胰島素抵抗。根據這一結果，可以通俗地說，如果你在吃垃圾食品時，吃一些黃連素，就可能起到防止長胖的作用。
趙立平采用高通量測序技術測定動物的腸道菌群，結果顯示，小檗堿非常顯著地改變了腸道菌群結構。2012年8月，這一研究結果發表在《公共科學圖書館·綜合》雜志上，解釋了對小檗堿預防代謝綜合征的機理。
小檗堿調節菌群作用的研究，為解釋苦寒類中藥的機制提供了新的思路。現在，一種新的觀點開始受到重視：很多慢性病的發生發展與腸道菌群結構失調都有密切關系，中藥則有可能是通過改善腸道菌群結構來發揮療效的。中國科學院微生物研究所研究員朱寶利，曾直言批評過中醫對很多問題的夸大其辭，但他認為，趙立平的研究是令人鼓舞的，“他正朝著正確的方向前進。”