せん断の側頭勾配は、安定したせん断応力ではありません。内皮細胞におけるPDGF-AおよびMCP-1発現は誘導されます：NO、NF Kappa B、およびEGR-1の役割

3つの明確に定義された層流プロファイルが作成され、血小板由来成長因子A（PDGF-A）および単球化学誘引物質タンパク質-1（MCP-1）のヒト内皮細胞におけるせん断および定常せん断の影響を区別して、ハスの勾配と安定したせん断を区別しました。フロープロファイル（16 dyne/cm2最大せん断応力）は、ランプフロー（フロー開始時にせん断応力が滑らかに輸送されます）、ステップフロー（フロー開始時に突然のせん断応力が加えられます）、およびインパルスフロー（3秒のみにわたってせん断応力が発生します）。ランプフローは、PDGF-Aのわずかな発現のみを誘導し、MCP-1発現を増加させませんでした。ステップフローは、ランプの流れと比較して、それぞれ1.5時間でPDGF-AおよびMCP-1 mRNAレベルをそれぞれ3倍および2倍に増加させました。対照的に、インパルスフローはPDGF-AおよびMCP-1発現を1.5時間で6倍に増加させ、これらの高レベルは少なくとも4時間持続しました。これらの結果は、せん断（インパルスフローとステップフローの開始）と安定したせん断（ランプフローとステップフローの定常成分）がそれぞれPDGF-AとMCP-1の発現を刺激して減少させることを示しています。NOシンターゼ阻害剤Ng-Amino-L-アルギニン（L-NAA）は、ステップフローによって誘導されるMCP-1およびPDGF-A発現を著しく強化することがわかったが、衝動依存的に誘導される発現を減少させる。ドナースペルミン - ノノエート（SPR/NO）は、衝動流によって誘導されるMCP-1およびPDGF-A発現を用量依存的に減少させませんでした。さらに、インパルスフローは、持続的な（4時間）I Kappa B-Alphaの分解とEGR-1 mRNA誘導を刺激することがわかった。L-NAAはI Kappa B-Alphaの劣化を防ぎましたが、SPR/NOの増加は、衝動流の2時間後にカッパB-Alpha再合成を増加させました。L-NAAとSPR/NOの両方が、流れ刺激の4時間後にEGR-1の衝動流れ誘導性を阻害しました。結果は、安定したせん断によって誘導されず、ドナーがせん断誘発MCP-1の時間勾配を阻害しないことを示しています。それぞれの転写因子NF Kappa BおよびEGR-1のダウンレギュレーションによるPDGF-A発現は、インパルス流によって誘導されたNOは、MCP-1およびPDGF-A発現を翻訳因子のアップレギュレーションによって刺激します。上記の発見は、in vivoのアテローム発生におけるせん断および安定したせん断における時間勾配の明確な役割を示唆しています。

Three well-defined laminar flow profiles were created to distinguish the influence of a gradient in shear and steady shear on platelet-derived growth factor A (PDGF-A) and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) expression in human endothelial cells. The flow profiles (16 dyne/cm2 maximum shear stress) were ramp flow (shear stress smoothly transited at flow onset), step flow (shear stress abruptly applied at flow onset), and impulse flow (shear stress abruptly applied for 3 s only). Ramp flow induced only minor expression of PDGF-A and did not increase MCP-1 expression. Step flow increased PDGF-A and MCP-1 mRNA levels 3- and 2-fold at 1.5 hours, respectively, relative to ramp flow. In contrast, impulse flow increased PDGF-A and MCP-1 expression 6- and 7-fold at 1.5 hours, and these high levels were sustained for at least 4 hours. These results indicate that a temporal gradient in shear (impulse flow and the onset of step flow) and steady shear (ramp flow and the steady component of step flow) stimulates and diminishes the expression of PDGF-A and MCP-1, respectively. NO synthase inhibitor NG-amino-L-arginine (L-NAA) was found to markedly enhance MCP-1 and PDGF-A expression induced by step flow, but decrease their expression induced by impulse flow, in a dose-dependent manner. NO donor spermine-NONOate (SPR/NO) dose-dependently reduced the MCP-1 and PDGF-A expression induced by impulse flow. Moreover, impulse flow was found to stimulate sustained (4 hours) I kappa B-alpha degradation and egr-1 mRNA induction. L-NAA prevented I kappa B-alpha degradation, whereas SPR/NO increased I kappa B-alpha resynthesis 2 hours after impulse flow. Both L-NAA and SPR/NO inhibited the impulse flow inducibility of egr-1 4 hours after the flow stimulation. The results show that both NO induced by steady shear and NO donor inhibit temporal gradient in shear-induced MCP-1 and PDGF-A expression by downregulation of their respective transcription factors NF kappa B and egr-1, whereas NO induced by impulse flow stimulates MCP-1 and PDGF-A expression by upregulation of the transcription factors. The above findings suggest distinct roles of temporal gradient in shear and steady shear in atherogenesis in vivo.