精子细胞是哺乳动物中担任生殖繁衍职责的重要细胞。大量证据表明精子特异性、pH依赖的CatSper钙通道和KSper钾通道是哺乳动物精子中两种主要的离子通道,也是决定小鼠与人精子受精能力的关键因子。虽然近年来利用经典的膜片钳技术有关精子离子通道的研究取得了重要进展。然而,精子体积小、能运动等特点限制了膜片钳技术在精子功能调控机制研究中更广泛的应用。利用细胞已知的离子通道组成与特性构建细胞的电生理模型是在模拟环境下研究细胞对环境刺激的反应、筛选细胞功能调控候选物的重要手段。本文应用本实验室开发的CeL细胞模拟软件、结合现有的小鼠CatSper与KSper电生理特性数据,首先建立了小鼠精子的电生理模型,此模型模拟的精子膜电位对pH的影响与现有实验数据吻合良好。应用此模型,发现封接电阻对所记录的小鼠精子膜电位影响显著,为理解不同来源精子膜电位数据差异提供了依据。应用该模型中膜电位的模拟结果,对野生型和Slo3基因敲除小鼠精子碱化荧光实验模拟并对比,证明了Slo3对CatSper通道的影响是其产生的驱动力对Cat Sper的作用,并非两个通道间的化学耦合或者其他相互作用。此外,应用该模型我们还能模拟离子通道抑制剂对精子胞内钙离子浓度的影响,并推断该抑制剂对Cat Sper与KSper的相对抑制程度。本文为研究基于离子通道的精子功能调控机制提供了一种有效的替代方法,尤其适合评估离子通道抑制剂或激活剂对精子功能的影响,在精子功能调控机制研究、新型男性避孕药研发等领域具有良好应用潜力。