The Role of p18 in Astrocyte Function and Adult Neurogenesis

Abstract

Adult neurogenesis is the process of generating new neurons in specific regions of the adult mammalian brain. Among the canonical neurogenic niches, the subventricular zone (SVZ) along the lateral ventricle and the subgranular zone (SGZ) in the dentate gyrus of the hippocampus are the well characterized. The dentate gyrus contains densely packed granule cells and a population of adult neural stem cells (NSCs) residing within the SGZ. These NSCs can differentiate into both neuronal and astroglial lineages. Based on previous reports that p18INK4c regulates NSC differentiation during developmental neurogenesis, this study aimed to investigate the potential role of p18INK4c in adult neurogenesis. Primary astrocytes derived from p18mKO2 transgenic mice were transduced with AAV2-Cre using the Cre–LoxP system to modulate p18INK4c gene, and morphological changes were analyzed. In addition, in vivo analyses were conducted to examine age-dependent alterations in dentate gyrus NSCs and astroglial cells. To ensure reproducible cell-based quantification in the densely packed dentate gyrus, a systematic ImageJ/Fiji based quantification pipeline integrating BioVoxxel and MorpholibJ plug-ins was developed. This workflow enabled identification of age-related variations in markers associated with neural stem/progenitor activity in the adult dentate gyrus.|p18INK4c 의 과발현은 성상교세포의 GFAP 양성 영역과 돌기 구조에 변화를 유도하여, p18 이 세포주기 조절 인자를 넘어 성상교세포의 형태학적 상태를 조절함을 확인하였습니다. 이는 성상교세포의 세포골격 및 구조적 리모델링 과정에서 p18 이 새로운 조절 인자로 작용할 가능성을 시사합니다. 본 연구에서는 MorphoLibJ 와 BioVoxxel 을 통합한 Fiji 기반 자동 정량화 파이프라인을 구축하여 해마 치아이랑의 세포 수와 마커 발현을 신속하고 일관되게 정량하였습니다. 본 파이프라인은 픽셀 단위 연산과 자동 세분화를 결합하여 기존의 수작업 정량 대비 높은 재현성과 정확성을 보였으며, 영역별 차이를 정량적으로 비교할 수 있는 접근성을 확보하였습니다. 이를 통해 SOX2⁺, mKO2⁺(Nestin 계열), SOX2⁺/mKO2⁺, SOX9⁺, SOX2⁺/SOX9⁺ GFAP⁺/SOX2⁺/SOX9⁺ 세포의 비율을 연령별 및 영역별로 분석한 결과, 특히 SGZ 에서 연령 증가에 따라 각 마커 양성 세포 비율이 유의하게 감소함을 확인하였습니다. 이러한 결과는 성 상교세포와 신경줄기세포의 활성 저하가 노화에 따라 동반되어 치아이랑 니치 구조의 기능적 약화를 초래함을 시사하며, 본 연구의 Fiji 기반 자동 정량화 기법이 해마 내 세포형별 변화를 체계적이고 재현성 있게 평가할 수 있는 유용한 도구임을 입증하였습니다.