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目的:观察三氧化二砷(Arsenic trioxide,As2O3)联合3′-叠氮-3′-脱氧胸腺核苷(3′-azido-3′-deoxythymidine,Azidothymidine,AZT)对肝癌Hep G2细胞增殖及凋亡的影响并探讨Egr-1在两药协同中的作用及分子机制,为两药新的联合方案提供临床实验依据。方法:常规培养肝癌Hep G2细胞系,采用MTT法检测不同浓度As2O3、AZT及AZT(10、20μmol/L)联合不同浓度As2O3对Hep G2细胞增殖的影响,应用Calcusyn 2.0软件,计算协同指数(Combination index,CI);流式细胞仪检测As2O3、AZT及As2O3联合AZT干预后Hep G2细胞的凋亡率;RT-PCR和WB分别检测各单药组和联合组处理Hep G2细胞后Caspase-3、Bax和Bcl-2基因及蛋白的表达。采用电转法瞬时转染Egr-1 si RNA,细胞分为空白对照、非特异对照(转染非特异序列)和目的si RNA(转染Egr-1 si RNA)3组。各组细胞经2μmol/L As2O3联合20μmol/L AZT作用后,流式细胞仪测定转染效率和凋亡率;MTT法检测各组细胞增殖率和抑制率;实时荧光定量PCR检测Egr-1基因的表达水平;蛋白质印迹法检测Egr-1蛋白的表达水平。结果:AZT(终浓度10、20μmol/L)联合不同浓度As2O3作用于Hep G2细胞24、48和72 h后细胞的增殖抑制具有浓度和时间依赖性。和各单药组相比,AZT联合不同浓度的As2O3 72 h后对Hep G2细胞的增殖抑制率明显增高(P<0.05)。AZT(终浓度10、20μmol/L)联合不同浓度的As2O3在作用早期24 h表现为无协同作用(CI>1),在48、72 h随着As2O3浓度的降低,CI值逐渐减小,当As2O3浓度小于8μmol/L时,表现为协同作用(CI<1),As2O3浓度大于8μmol/L时,表现为拮抗作用(CI>1),表明As2O3联合AZT对Hep G2细胞在低剂量时表现为协同作用,在高剂量时则表现为拮抗作用。As2O3联合AZT干预组Hep G2细胞的凋亡率明显高于对照组(未进行药物干预)和各单药组(P<0.05),表明As2O3和AZT对Hep G2细胞的凋亡诱导作用具有协同效应。RT-PCR及WB结果表明,与对照组和各单药组相比,As2O3联合AZT干预组Hep G2细胞中Caspase-3和Bax基因及蛋白的表达水平上调(P<0.05),As2O3联合AZT干预组Hep G2细胞中Bcl-2基因和蛋白的表达水平明显低于对照组(P<0.05),As2O3联合AZT干预组Hep G2细胞中Bax基因和蛋白表达水平与Bcl-2基因和蛋白表达水平间的比值高于对照组(P<0.05)。用流式细胞术检测Egr-1 si RNA转染效率可达55.9%;与空白对照和非特异性对照相比,目的si RNA组细胞增殖明显升高,Egr-1的表达水平降低(P<0.01);As2O3联合AZT在空白对照组和非特异性对照组细胞中均呈现协同作用,CI值均小于1,而目的si RNA组细胞的CI值大于1,与As2O3和AZT各单药组相比,联合用药组对目的si RNA组细胞的增殖抑制作用无显著性差异(P>0.05);目的si RNA组细胞凋亡率较对照组下降(P<0.01)。与空白对照组相比,2μmol/L As2O3+20μmol/L AZT干预后三组细胞Egr-1的表达量明显升高(P<0.05),目的si RNA组Egr-1表达水平高于非特异对照组和空白对照组(P<0.05),干预后非特异对照组和空白对照组相比,Egr-1的表达水平差异无统计学意义(P>0.05);同时蛋白水平的变化得到相似的结果。结论:(1)As2O3联合AZT抑制肝癌Hep G2细胞增殖并促其凋亡,二者具有协同作用。(2)As2O3联合AZT能够抑制Hep G2细胞的增殖,其作用机制可能为上调Caspase-3和Bax的表达及下调Bcl-2的表达,同时诱导细胞凋亡。(3)As2O3联合AZT对Hep G2细胞的增殖抑制和凋亡促进作用与Egr-1基因有关。