随着测序技术的发展，人体内寄居的微生物的种类、结构及其功能陆续被揭示。其中，占比最大且对人类健康影响最广泛的是肠道微生物。仅结肠就含有70%以上的人体所有微生物，且肠道内众多微生物中含超过35,000种细菌，以厌氧细菌为主。迄今为止，肠道内已鉴定了50多种细菌门，而人类肠道中只有2种占主导地位：拟杆菌门和厚壁菌门。人类肠道微生物的结构组成因人而异，主要受母亲菌群、基因背景、饮食习惯、生活环境及药物使用等因素影响。基于基因测序、无菌动物及其他细菌研究手段，肠道微生物的功能已被部分揭示（如图所示），主要包括：1）代谢药物成分；2）参与维生素及氨基酸代谢；3）训练及激活免疫系统；4）促进血管生成；5）参与脂肪代谢及储存；6）调控骨密度；7）保护肠屏障及血脑屏障；8）抵御病原菌及病毒感染；9）参与中枢及外周神经系统的成熟及调控；10）食物消化及发酵。肠道微生物驱动的代谢及生理功能意味着其在人类生理、病理过程中扮演重要角色。然而，肠道微生物的复杂性及不稳定性导致研究存在困难，单维的微生物物种组成测定也是不足以满足精准研究需求的。因此，在肠道微生物结构特征确定的同时，还需对其衍生的代谢物质、毒素物质（脂多糖、膜蛋白等）和/或其介导宿主衍生的信号分子进行精确表征。肠道微生物及其代谢研究的不断深入，研究院团队在肠道微生物调控肠道生理功能（肠动力、分泌、痛敏、肠屏障保护等）机制方向已有新突破。也将该研究思路引入消化道肿瘤研究，阐明了肠道微生物通过调控宿主代谢及肠粘膜免疫促进大肠癌发生、进展及转移的新机制。同时，明确了部分中药复方可靶向调控肠道微生物及其代谢，进而抑制大肠癌进程。该方向不仅应用于消化道生理、病理研究，也同时服务于精神相关疾病（如阿尔兹海默症、抑郁症等）的发展及中医药治疗研究。