目的：探讨索拉非尼在人肝癌细胞株SMMC-7721中是否具有增加放射敏感性的作用及其可能机制。方法：MTT法检测索拉非尼对人肝癌细胞株SMMC-7721增殖的影响；克隆形成实验检测索拉非尼在SMMC-7721细胞中的放射增敏作用；免疫荧光法检测不同干预后SMMC-7721细胞胞核中DNA双链断裂情况；应用western blot法检测不同干预后细胞内总ERK、AKT (t-ERK，t-AKT)及磷酸化ERK、AKT (p-ERK，p-AKT)的表达情况；克隆形成实验检测Ras/Raf/MEK/ERK信号通路特异性抑制剂U0126和PI3K/AKT/mTOR信号通路特异性抑制剂LY294002对SMMC-7721细胞株放射敏感性的影响。结果：索拉非尼呈浓度依赖性抑制人肝癌细胞株SMMC-7721的增殖，24小时的IC50值为27.85±3.018M。放疗前1小时给予索拉非尼对人肝癌细胞株SMMC-7721有放射增敏作用，增敏比为1.57。与单纯放疗组相比，索拉非尼联合放疗组中可检测到更多DNA双链断裂的存在，且两者联合能更有效抑制细胞增殖。索拉非尼可降低照射后SMMC-7721细胞中p-ERK和p-AKT的表达水平，用U0126抑制Ras/Raf/MEK/ERK信号通路能得到与索拉非尼相似的放射增敏作用，然而用LY294002抑制PI3K/AKT/mTOR通路则无放射增敏作用。结论:索拉非尼能有效增加SMMC-7721细胞的放射敏感性，这种作用可能与抑制或延缓DNA双链断裂修复以及抑制细胞增殖有关，Ras/Raf/MEK/ERK信号通路可能是介导索拉非尼放射增敏的关键调控通路。