人成熟精子进入女性生殖道后,需经历一系列生理生化变化过程包括获能、超活化运动和顶体反应等,最终才能与卵细胞完成受精。精子这些生理过程受到女性生殖道内多种生理因子的调控。其中,胞外ATP（ATPe）作为一种重要的生理调节因子被报道存在于女性生殖道中,并且体外研究表明其对人成熟精子超活化运动、顶体反应和受精能力均具有显著促进作用。然而,ATPe作用人成熟精子生理功能的具体机制目前尚未阐明。基于胞内Ca²⁺信号在成熟精子功能调控中的核心作用,因此我们首先利用多功能酶标仪检测ATPe对人精子胞内Ca²⁺浓度([Ca²⁺]_i)的影响。结果显示ATPe（0.05,0.1,0.2,0.5,1,2.5,5 mM）浓度依赖的增加[Ca²⁺]_i,并且在2.5 mM时达到饱和。通过利用BAPTA将精子胞外溶液中Ca²⁺螯合之后,发现ATPe不再引起精子[Ca²⁺]_i增加,表明ATPe增加的[Ca²⁺]_i来自于外Ca²⁺内流。ATPe的效应主要由细胞膜上的P2受体介导。我们选择两种广谱的P2受体抑制剂PPADs和suramin,发现它们能显著抑制ATPe诱导的人精子[Ca²⁺]_i增加。为验证具体是哪种P2受体介导ATPe对人精子的效应,western-blot揭示多种P2受体包括P2X（2,3,4,7）和P2Y（1,2）在人成熟精子中有表达。由于小鼠精子中的ATPe效应被认为是由P2X2受体通道介导,但我们利用膜片钳技术在人精子中并未检测到ATPe激活的P2X2电流。另外,抗体阻断实验结果显示在P2X（2,3,4,7）和P2Y（1,2）这些抗体中,只有P2Y1抗体显著抑制ATPe增加的[Ca²⁺]_i,表明ATPe对人精子的效应通过作用于P2Y1受体。由于P2Y1是一种G蛋白偶联受体,而ATPe诱导的人精子[Ca²⁺]_i来自于外Ca²⁺内流,因此我们猜想受ATPe激活后的P2Y1可能作用于细胞膜上的Ca²⁺通道。精子特异的CatSper通道,因其在调控胞内Ca²⁺信号以及精子功能中的重要作用,而成为最可能的候选Ca²⁺通道。确实,我们发现ATPe能增加CatSper电流,并且CatSper抑制剂mibefradil和AR720均显著抑制ATPe增加的[Ca²⁺]_i和CatSper电流,说明CatSper介导了ATPe诱导的人精子外Ca²⁺内流。此外,ATPe增加的CatSper电流能被P2Y1抗体抑制;并且P2Y1和CatSper在人精子中有相似的定位,均定位在精子尾部;以及在精子胞内增加GTP浓度可以加强ATPe对CatSper电流的增加效应;表明ATPe激活CatSper是一种由P2Y1受体介导的间接作用。我们进一步分析了P2Y1与人精子运动的关系,结果发现P2Y1蛋白的表达水平在正常人精子中显著高于弱精症患者精子中。另外,正常人精子[Ca²⁺]_i对ATPe的响应也显著高于弱精症患者精子[Ca²⁺]_i对ATPe的响应。人精子中P2Y1蛋白表达和ATPe诱导[Ca²⁺]_i与人精子运动相关的一致性,表明P2Y1的表达和功能与人精子运动呈正相关。综上所述,ATPe通过作用于人精子质膜上P2Y1受体,继而激活CatSper通道,引起Ca²⁺内流,导致胞内[Ca²⁺]_i增加。本研究一定程度的阐明了ATPe作用人成熟精子的分子机制;首次揭示了P2Y1受体在人成熟精子中的功能;并且在人精子CatSper通道的激活机制中提出了一种新的作用方式。