目的:随意皮瓣在临床上使用广泛,但皮瓣远端容易出现不同程度的坏死,其坏死机制至今仍不清楚,因此随意皮瓣的临床应用受到了限制。骨髓间充质干细胞来源的外泌体不仅含有间充质干细胞的活性物质,而且安全性高,性状稳定。本课题旨在研究探讨骨髓间充质干细胞来源的外泌体对大鼠缺血随意皮瓣成活的影响及可能机制。方法:1.提取SD大鼠骨髓间充质干细胞并进行培养传代,进行细胞形态学观察,对干细胞的成脂成骨分化以及表面蛋白进行鉴定。采用试剂盒法提取骨髓间充质干细胞的外泌体,并对其进行鉴定和BCA蛋白浓度测定。使用纳米颗粒跟踪分析仪（NTA）检测外泌体大小。2.建立McFarlane型随意皮瓣模型,随机分成3组,外泌体组,生理盐水组,去外泌体上清液组,采用大鼠背部局部多点注射的方法进行外泌体干预。术后1,3,5,7天进行皮瓣的存活情况观察,包括皮瓣的颜色,硬度,外观以及毛发生长情况。术后第7天,激光多普勒及氧化铅造影检测随意皮瓣成活面积及血流情况;HE切片进行组织学观察;检测MDA和SOD的表达情况,表明缺血皮瓣的氧化应激水平;采用免疫组化检测VEGF及CD34蛋白表达;WB检测血管新生及自噬相关蛋白的表达情况;组织切片免疫荧光染色,检测各组皮瓣的自噬情况。3.以大鼠皮肤微血管内皮细胞为实验对象,建立氧糖剥夺模型环境（OGD）。细胞分组为:1组:正常培养组;2组:OGD组;3组:OGD+外泌体组;4组:OGD+去外泌体上清液组;5组:OGD+外泌体组+LY294002组。CCK-8检测评估细胞活力,选择外泌体的最佳浓度;细胞划痕实验和 Matrigel 检测;Western Blot 检测 HIF-1α,VEGF 以及 P13K-Akt-mTOR-p70S6K 信号通路相关蛋白的表达;RT-PCR检测VEGF和HIF-1α蛋白的mRNA转录情况。结果:1.成功提取SD大鼠的骨髓间充质干细胞,流式细胞学显示CD34和CD45表达呈阴性,CD44、CD90和CD105表达呈阳性。经油红O染色后为红色,茜素红染色阳性呈棕色,由此可见,此次培养的干细胞可以被诱导为脂肪细胞和成骨细胞。透射电子显微镜下观察外泌体的形态特征,其是具有完整的双层外膜包绕的囊泡。使用NTA技术检测外泌体大小峰值在80-100nm左右。对提取的外泌体进行标记蛋白测定,结果表明CD9、CD63及TSG101表达呈阳性,Calnexin蛋白为呈阴性表达。2.成功建立的大鼠背部随意皮瓣模型,术后7天,外泌体组的生存面积百分比为（64.83±3.71）%,明显高于对照组的（46.67±4.23）%以及去外泌体上清液组的（46.33±3.33）%,差异具有显著性（p＜0.05）。激光多普勒和明胶-氧化铅造影均显示外泌体组的血流信号强度明显高于对照组及去外泌体上清液组。HE染色切片显示,在外泌体组可以看到大量的新生血管,新鲜肉芽组织增生,成纤维细胞增殖,炎症细胞浸润较少;其余两组则新生血管较少,可见大量的毛囊组织,以及炎症细胞浸润。根据免疫组织化学免疫分析结果和WB结果显示,外泌体组在VEGF和CD34的表达上多于其他两组,均有统计学差异（p＜0.05）。外泌体组的SOD表达量明显高于对照组和去外泌体上清液组,MDA的表达则明显少于其他两组。WB及免疫荧光均显示外泌体组的Beclin1、LC3Ⅱ的表达高于其他两组,表明自噬被激活。3.成功培养大鼠血管内皮细胞。CCK-8结果显示,OGD环境下,血管内皮细胞的活力显著下降;给予外泌体干预后,细胞活力有显著的提高,细胞活力与外泌体浓度正相关,20μg/ml时达到最高。划痕实验结果显示,正常给氧状态下的血管内皮细胞,其迁移比率最大。OGD组中,细胞的迁移比率则大大减少。加入外泌体后,细胞的迁移率有所上升,细胞迁移数明显增加。细胞成管实验同样提示,缺氧状态下,血管内皮细胞的成管能力明显下降,外泌体则有助于提高细胞在缺氧环境下的成管能力。WB及qRT-PCR发现VEGF以及HIF-1α蛋白的表达及基因转录,在缺氧环境下会下降,给予外泌体干预后,两种蛋白的表达以及基因的转录均有显著的升高（p＜0.05）。在OGD环境下,外泌体的正性保护作用,被PI3K抑制剂LY294002（LY）所抑制,VEGF以及HIF-1α的表达下降。外泌体干预后,内皮细胞的PI3K,Akt,mTOR以及p70S6K的磷酸化水平则均处于上调状态;给予LY后,各蛋白的表达以及信号通路上蛋白的磷酸化水平均处于下降状态。结论:骨髓间充质干细胞来源的外泌体可以提高大鼠背部随意皮瓣的成活率,主要涉及的机制可能有增加组织血管新生,减少组织的氧化应激反应,减少组织的炎症反应,激活自噬,从而改善大鼠随意皮瓣的成活率。细胞实验证实了外泌体通过刺激成血管相关因子VEGF及HIF-1α的表达,通过PI3K-Akt-mTOR-p70S6K信号发挥作用。