目的检测索拉非尼(Sorafenib)单药、三氧化二砷(Arsenic trioxide,As2O3)单药以及两药联合对肝癌细胞株HepG2的作用,探讨两药联用的协同抗肿瘤机制。方法以不同浓度的Sorafenib和不同浓度的As2O3分别组成单药组和Sorafenib+As2O3联合用药组,另设不加药的对照组,作用于HepG2细胞。MTT法检测Sor-afenib、As2O3单药及联用对HepG2细胞的增殖抑制作用,流式细胞仪检测细胞周期及凋亡。Western-blot检测ERK,p-ERK,Bcl-2,MCL-1蛋白表达。结果Sorafenib、As2O3单药与联用均能抑制HepG2细胞增殖,呈剂量-时间依赖效应,两药联用有交互效应(P<0.05)。Sorafenib、As2O3单药与联用均能诱导HepG2细胞凋亡,联合组更为明显(P<0.05)。用药后ERK蛋白表达无明显改变,而pERK表达下降,联合用药组更明显。MCL-1蛋白表达在Sorafenib组和联合用药组均下降,Bcl-2蛋白表达在As2O3组和联合用药组均下降,两种蛋白表达下降均以联合用药更明显。结论Sorafenib与As2O3联用作用于肝癌细胞具有协同增殖抑制及促凋亡作用,其机制可能是协同抑制抗凋亡通路及抑制Raf/MEK/ERK信号传导通路。