目的:多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome,PCOS）是一种育龄期女性常见的内分泌代谢紊乱疾病,是子宫内膜癌、2型糖尿病和心血管疾病发生的重要危险因素。虽然目前针对PCOS有多种治疗方式,但临床治疗效果并不理想。因此,明确PCOS的发病原因并积极寻找新的防治策略是该领域的研究热点。胆汁酸是一类由肝脏合成分泌、肠道菌群代谢产生的固醇类物质,具有调节糖、脂、能量代谢的生物学效应。循环胆汁酸谱紊乱被报道与病态肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病等代谢性疾病的发生发展密切相关,但目前尚无研究探索PCOS患者循环胆汁酸谱的变化特征。与此同时,胆汁酸是否参与PCOS的发病及PCOS相关的卵巢雄激素分泌过多尚不清楚。因此,本文通过横断面临床研究、细胞实验以及前瞻性临床干预试验,旨在探讨不同类型胆汁酸在PCOS及卵巢雄激素代谢中的作用以及肠道微生态改造作为PCOS治疗手段的可能性。方法:我们首先招募未接受过任何治疗的PCOS患者37名以及年龄、BMI匹配的对照女性35名,采用超高效液相色谱-串联质谱方法检测血清不同类型胆汁酸在两组中是否存在差异,并分析PCOS患者体内胆汁酸与雄激素及其他代谢指标的相关性。其次,我们检测了法尼醇X受体（farnesoid X receptor,FXR）在PCOS大鼠卵巢组织中的表达及细胞定位,进而在体外利用鹅脱氧胆酸（chenodeoxycholic acid,CDCA）干预人卵巢颗粒细胞（KGN 细胞）,qRT-PCR和免疫荧光方法检测FXR及芳香化酶的表达水平,利用化学发光免疫分析法检测雌二醇产生情况来评价芳香化酶活性。进一步使用FXR的激动剂GW4064干预,研究FXR在调控KGN细胞芳香化酶表达及活性中的作用。同时,我们在临床开展一项随机、开放、单中心的前瞻性临床研究,招募符合研究标准的PCOS患者,随机分配接受12周的二甲双胍单药治疗、益生菌单药治疗或二甲双胍与益生菌联合治疗,观察并比较不同治疗方式对PCOS患者的疗效及安全性。结果:PCOS患者血清总胆汁酸水平较正常女性显著升高（653.0（459.7-1069.6）nmol/Lvs.516.3（258.9-735.8）nmol/L,P=0.019）,尤其以甘氨酸和牛磺酸结合型初级胆汁酸升高最为显著。在PCOS组中,升高的结合型初级胆汁酸与患者的血清睾酮和雄烯二酮水平呈正相关。此外,在校正了年龄、BMI、HOMA-IR、睾酮后,高牛磺酸结合型初级胆汁酸最高三分位数组的女性发生PCOS的风险显著增加,比值比为15.484,95%可信区间为（2.570,93.312）。免疫组化结果显示,FXR在PCOS模型大鼠卵巢组织中的颗粒细胞内表达最为显著。在体外,利用CDCA干预KGN细胞后,FXR表达上调,雌二醇合成减少,芳香化酶mRNA的转录水平及酶活性均降低。FXR激动剂GW4064干预KGN细胞引起与CDCA一致的效应。在前瞻性临床研究方面,现已有60名PCOS患者进入试验,34名已完成研究。二甲双胍单药治疗、益生菌单药治疗以及二甲双胍与益生菌联合治疗均对PCOS患者的代谢及雄激素指标有改善作用,其中,联合治疗在降低患者餐后120分钟血糖、睾酮以及升高ISIM水平方面的作用优于单药治疗,且胃肠道不良反应的发生率低。此外,16S rRNA测序结果提示,12周的联合治疗显著改变了 PCOS患者的肠道菌群结构。结论:我们首次发现并报道了 PCOS患者血清胆汁酸谱的变化特征及其与雄激素的正相关关系。胆汁酸/FXR的激活可以通过抑制卵巢颗粒细胞内芳香化酶的表达和活性降低雄激素向雌激素的转化。二甲双胍联合益生菌治疗PCOS较单药治疗拥有更优的疗效及安全性。本研究为PCOS的诊断及治疗提供了新的思路。