Fredrik Lanner

Ragnar Söderbergforskare i medicin // År: 2013 //
Anslagsförvaltare: Karolinska Institutet // Belopp: 8 000 000 kr

Min forskning

Utforskande av
den första veckans embryoutveckling

Embryonala stamceller är celler som isolerats från det tidiga embryot och som har potential att ge upphov till alla celler i en vuxen individ. Forskningen kring embryonala stamceller har gjort stora framsteg de senaste tre decennierna och upptäckten att fullt utmognade celler kan omprogrammeras till tidiga stamceller har ökat förhoppningarna kring dessa celler.

Forskningen inom tidig embryoutveckling har till absolut största delen gjorts med hjälp av möss som modellsystem men det humana embryot är förhållandevis outforskat. För att säkert och effektivt utnyttja dessa pluripotenta stamceller som kan ge upphov till alla slags celler i en vuxen individ inom så kallad regenerativ medicin, som syftar till att återbilda celler, måste detta förändras.

De första dagarna efter att ägget blivit befruktat  sker en snabb celldelning för att kunna generera de tre första vävnaderna bestående av två extraembryonala celltyper: trofoblastceller som bildar den framtida moderkakan och hypoblastceller som bildar de framtida fosterhinnorna. Den tredje celltypen är epiblastcellerna som kommer att bilda det framtida embryot. Det är från epiblastcellerna som embryonala stamceller är skapade. Det har dock visat sig att embryonala stamceller från möss och människor är väldigt olika i form, genuttryck och odlingskrav. Det är inte fastställt vilka orsakerna till dessa skillnader är. De humana cellerna liknar mer de stamceller som är isolerade från mogna musembryon, så kallade epiblast-deriverade stamceller. Detta är bara ett exempel som tyder på slående skillnader i hur dessa celltyper mognar i möss och människor.

Det övergripande målet för forskningsprojektet är att utöka kunskapen kring de molekylära och cellulära mekanismer som styr det tidiga embryot och att överföra denna kunskap till tidig human utvecklingsbiologi. Studien har två specifika grundläggande mål: Att karaktärisera hur och när de pluripotenta stamcellerna blir låsta till respektive celltyp i det tidiga embryot samt att karaktärisera de två stamcellstyper som finns under musens utveckling och huruvida de båda återfinns i det humana embryot.

Dessa studier kommer inte bara att öka vår grundläggande förståelse av tidig human embryoutveckling utan även att vara av betydelse för regenerativ medicin och förståelsen av bakomliggande orsaker till tidiga graviditetskomplikationer och missfall.

 

The lab is finally taking shape!

Moving back from my postdoc in Toronto I was full with exciting ideas of potential research questions and experiments that I would like to explore now when I was setting up my own …

Här bloggar våra Ragnar Söderbergforskare i medicin. Följ deras spännande arbete!

Research

The first week following fertilization represents a critical window of development during which the embryo must correctly establish the three first lineages; trophectoderm (future placenta), hypoblast (future yolk sac) and pluripotent epiblast cells which will form the actual embryo. It is from the epiblast cells that embryonic stem (ES) cells are derived. 

Since infertility is a growing problem (affecting as many as 10-15% of all couples) there is increasing need for fundamental knowledge of the molecular and cellular processes that control preimplantation development to understand and possibly treat the underlying causes. The advent of cell reprogramming has dramatically accelerated the hopes for pluripotent stem cells in future regenerative medicine but also highlighted the urgent need to understanding of how pluripotency and lineage is acquired and regulated during normal preimplantation development. 

Current knowledge about preimplantation biology has almost exclusively been worked out using the mouse model. Early human development on the other hand, which clearly is the organism that we need to understand the best, is woefully understudied. My research proposal take advantage of a unique combination of access to donated human embryos and novel technologies such as single cell transcriptional profiling and advanced flow cytometry with the ultimately goal to translate current knowledge about lineage and pluripotency from mouse to human.

Publikationer i urval

1. Findlay GM, Smith MJ, Lanner F, Hsiung MS, Gish GD, Petsalaki E, Cockburn K, Kaneko T, Huang H, Bagshaw RD, Ketela T, Tucholska M, Taylor L, Bowtell DD, Moffat J, Ikura M, Li S, Sidhu SS, Rossant J, Pawson T. Interaction domains of Sos1/Grb2 are finely tuned for cooperative control of embryonic stem cell fate. (2013). Cell. 152, 1008-1020.

2. Lanner F#, Leong KL, Ortega GC, Sohl M, Li X, Jin S, Hansson EM, Claesson-Welsh L, Poellinger L, Lendahl U and Farnebo F. Hypoxia-induced Arterial Differentiation Requires Adrenomedullin and Notch Signaling. (2013). Stem Cells and Development. Feb 2013. 

3. Biechele S, Cockburn K, Lanner F, Cox BJ, and Rossant J. Porcn-dependent Wnt signaling is not required prior to mouse gastrulation. (2013) Development. Accepted for publication.
 
4. Rugg-Gunn PJ*, Cox BJ*, Lanner F*, Sharma P, Ignatchenko V, McDonald AC, Garner J, Gramolini AO, Rossant J, Kislinger T. Cell-surface proteomics identifies lineage-specific markers of embryo-derived stem cells. (2012). Developmental Cell. 22, 887-901. 
 
5. Yamanaka Y*, Lanner F*. and Rossant J. FGF signal-dependent segregation of primitive endoderm and epiblast in the mouse blastocyst. (2010). Development 137, 715-724. 
 
6. Lanner F#, Lee KL, Sohl M, Holmborn K, Yang H, Wilbertz J, Poellinger L, Rossant J and Farnebo F. Heparan sulfation-dependent fibroblast growth factor signaling maintains embryonic stem cells primed for differentiation in a heterogeneous state. (2010). Stem Cells 28, 191-200. 
 
7. Lanner F and Rossant J. The role of FGF/Erk signaling in pluripotent cells. (2010). Development 137, 3351-3360. Fussner E, Djuric U, Hotta A, Perez-Iratxeta C, Lanner F, Dilworth J, Ellis J, Bazett-Jones D. Heterochromatin reorganization of 10 nm fibers is a biomarker for late stages of iPS cell reprogramming. (2011), EMBO Journal 30, 1778-89. 
 
8. Liu L, Lanner F, Lendahl U, Das D. Numblike and Numb differentially affect p53 and Sonic Hedgehog signaling. (2011) Biochem Biophys Res Commun. 413, 426-31. 
 
9. Yamanaka Y*, Lanner F*. and Rossant J. FGF signal-dependent segregation of primitive endoderm and epiblast in the mouse blastocyst. (2010). Development 137, 715-724. 
 
10. Lanner F#, Lee KL, Sohl M, Holmborn K, Yang H, Wilbertz J, Poellinger L, Rossant J and Farnebo F. Heparan sulfation-dependent fibroblast growth factor signaling maintains embryonic stem cells primed for differentiation in a heterogeneous state. (2010). Stem Cells 28, 191-200. 
 
11. Lanner F and Rossant J. The role of FGF/Erk signaling in pluripotent cells. (2010). Development 137, 3351-3360.