人成熟精子进入女性生殖道后,需要经历一系列生理生化过程,包括获能、超活化运动、趋化运动和顶体反应等,最终才能和卵细胞结合形成受精卵。其中,雌性生殖道内的生理因子是调节上述生理生化过程的重要因素。有研究表明,胞外ATP（ATPe）对人成熟精子的运动、超活化运动和顶体反应均有显著影响。ADP是一种ATP的天然代谢物,胞外ADP（ADPe）是否影响人精子的生理功能以及相关的机制目前都尚未探究。钙离子在精子功能调节中发挥重要作用的第二信使。利用多功能酶标仪检测胞内Ca²⁺浓度([Ca²⁺]_i),本课题首先考察了ADPe对人精子[Ca²⁺]_i的影响。结果表明,ADPe（50,100,200,500,1000,2500μM）浓度依赖性的增加人精子[Ca²⁺]_i,并在1000μM处达到饱和。利用Ca²⁺螯合剂BAPTA使精子处在无钙环境中,ADPe不能引起[Ca²⁺]_i增加,表明ADPe引起的[Ca²⁺]_i增加是由外Ca²⁺内流导致。由于P2Y受体是与ADPe结合的膜受体,本课题通过western-blot检测发现人成熟精子中P2Y（1,2,13,14）受体表达,而广谱型P2Y受体抑制剂suramin和PPADs显著抑制ADPe诱导的精子[Ca²⁺]_i增加。进一步考察P2Y（1,2,13,14）抗体对ADPe所诱导的人精子[Ca²⁺]_i增加的影响,结果显示只有P2Y13抗体体现出显著的抑制作用,提示P2Y13受体介导了ADPe导致的人精子[Ca²⁺]_i增加。P2Y13受体作为一种G蛋白偶联受体,并不能直接介导Ca²⁺内流。基于CatSper是目前已知的唯一公认的精子特异性钙离子通道,本课题进一步研究ADPe所导致的人精子[Ca²⁺]_i增加是否由CatSper介导。膜片钳检测结果表明,ADPe显著的增加CatSper电流,而P2Y受体的抑制剂PPADs和suramin、以及P2Y13抗体均能显著的抑制ADPe导致的CatSper电流增加。此结果表明:ADPe与P2Y13结合后通过激活CatSper通道而导致了人精子[Ca²⁺]_i升高。然而,其中P2Y13活化后如何激活CatSper的信号机制仍有待进一步研究。本课题还考察了ADPe对人成熟精子功能的影响,发现上述浓度的ADPe能促进人成熟精子的超活化运动,表明ADPe导致[Ca²⁺]_i增加具有显著的生理效应,也与CatSper是调控精子超活化运动的主要分子的观点一致。综上所述,ADPe通过激活人成熟精子细胞膜表面的P2Y13受体,继而激活CatSper通道,使[Ca²⁺]_i显著增加。与此同时,ADPe促进人成熟精子超活化。本课题对深入认识生理条件下胞外ATP/ADP在受精过程中的作用与机制具有重要意义。