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目的最近的研究表明一种人工合成并包含未甲基化的CpG寡聚核苷酸（CpG-ODN）在癌症治疗方面具有潜在疗效。本研究中，我们探讨CpG-ODN对人肝癌细胞HepG2的体外抑制活性及其分子机制；同时，评价CpG-ODN增强化疗药物抑制肝癌细胞增殖的作用机制；方法采用MTS法检测CpG-ODN对人肝癌细胞系HepG2和Bel-7402及人肺癌细胞系A549的体外增殖抑制活性，同时探讨CpG-ODN抑制HepG2细胞增殖的剂量-时间-效应关系；通过Real-Time PCR法检测CpG-ODN对HepG2细胞、Bel-7402细胞、A549细胞内TLR9mRNA的表达影响以及CpG-ODN对HepG2细胞内抗凋亡因子Bcl-2mRNA的表达影响。通过CpG-ODN与五氟尿嘧啶（5-FU）单独或者联合体外刺激HepG2细胞，采用MTS法检测细胞活性、Hoechst33258法检测细胞核的形态变化以及利用流式细胞仪分析HepG2细胞的细胞周期和细胞凋亡的变化。同时，利用Real-Time PCR法分析CpG-ODN与5-FU单独或者结合刺激对HepG2细胞内抗凋亡因子Livin和Survivin mRNA的表达影响。结果CpG-ODN对HepG2细胞具有较强的体外抑制活性，并且呈浓度依赖性。然而，CpG-ODN对Bel-7402细胞和A549细胞的细胞活性不产生影响。Real-Time PCR的结果阐明CpG-ODN对HepG2细胞、Bel-7402细胞和A549细胞内TLR9mRNA的表达不产生影响。Bcl-2家族抗凋亡因子与肿瘤的发生发展具有密切的关系， Bcl-2蛋白属于Bcl-2抗凋亡蛋白家族成员之一,Bcl-2的表达下调能够促进抗肿瘤药物诱导肿瘤细胞的凋亡。Real-Time PCR的实验结果表明CpG-ODN下调HepG2细胞内抗凋亡因子Bcl-2mRNA的表达。相比较于CpG-ODN和5-FU单独刺激，CpG-ODN与5-FU的联合刺激显著地降低HepG2细胞的细胞活性以及进一步诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞于S期。Livin和Survivin蛋白属于抗凋亡蛋白，高度地表达于肿瘤组织而低表达于正常组织，肿瘤细胞的凋亡与Livin和Survivin表达下调有关。Livin和Survivin的过表达与化疗耐药性的产生有关，而Livin和Survivin的表达下调能够改善肿瘤的化疗敏感性。Real-Time PCR的结果表明5-FU的单独刺激上调HepG2细胞内Livin和Survivin mRNA的表达，CpG-ODN的单独刺激下调HepG2细胞内Livin和Survivin mRNA的表达。然而，CpG-ODN与5-FU的联合刺激则下调HepG2细胞内Livin和Survivin mRNA的表达。结论CpG-ODN通过下调抗凋亡因子Bcl-2的表达而抑制HepG2细胞的增殖。在一定的程度下，CpG-ODN与5-FU的联合刺激进一步地诱导HepG2细胞的凋亡和细胞周期阻滞于S期，从而增强5-FU抑制人肝癌细胞HepG2的增殖，其中可能涉及下调HepG2细胞内抗凋亡因子Livin和Survivin的表达。因此，CpG-ODN可能成为一种潜在的化疗增敏剂。