为了寻找一种更好的实验室模型来研究侵袭性髓母细胞瘤，由约翰·霍普金斯·金梅尔癌症中心的一个小组领导的一组研究人员创建了自己的系统来研究这种罕见的小儿脑肿瘤。

研究人员对神经干细胞进行了工程改造，该神经干细胞可以发育成任何类型的脑细胞，并携带被认为可以驱动这种特定类型的髓母细胞瘤的突变。当植入小鼠体内时，工程细胞成功复制了髓母细胞瘤如何在患者体内发展和扩散。

然后，研究人员使用计算机算法将工程细胞的遗传特征与代表数百种癌细胞系的药物敏感性数据库进行匹配，并确定了一类在相似肿瘤中可能具有抗癌活性的药物。其中一种药物palbociclib(Ibrance®)被证明可以延长植入成髓母细胞瘤细胞的小鼠的生存期。

创建癌细胞

髓母细胞瘤儿童的治愈率超过60%。但是髓母细胞瘤不是单一疾病。研究人员已经确定了由癌症携带的基因突变定义的四种癌症亚型，它们对治疗的反应不同。这些亚型之一是第3组髓母细胞瘤，预后很差。即使经过强化治疗，这种亚型的儿童也很少能在诊断后存活超过几年。

儿科肿瘤学家，该研究的主要作者埃里克·拉贝医师(Eric Raabe，MD)说，这一类患者迫切需要针对驱动第3组髓母细胞瘤的基因突变的治疗。但他和他的同事们写道，但是为了鉴定潜在有效的药物，需要遗传学上准确的3型髓母细胞瘤实验室模型来测试这些药物。

现有模型都有局限性。例如，许多患者的肿瘤细胞无法在实验室中生长。对于可以在培养物中生长的细胞，实验室条件可以选择遗传变化，随着时间的推移，这些变化可能会使培养的细胞与原始肿瘤相差太大，无法用作模型。动物体内生长的人类肿瘤的遗传学是如此复杂，以至于很难分辨出哪些突变真正导致了肿瘤的生长。

为了避免这些缺点，Raabe博士和他的同事设计了人类神经干细胞，以创建一种新的髓母细胞瘤模型。他们改变了一组基因，以前的研究表明，这些基因通过使用基因工程病毒用突变拷贝替代正常基因拷贝，有助于驱动第3组肿瘤——MYC，TP53，hTERT和AKT。

当他们将工程干细胞注射到小鼠的大脑中时，这些细胞形成了侵袭性肿瘤，并继续表达突变的基因。这些肿瘤中约有20%扩散到脊柱，类似于在某些第3组肿瘤中看到的转移模式。

DiSCoVERing药物

Raabe博士的团队还开发了一种基于计算机的方法来识别可能对髓母细胞瘤有效的药物，称为疾病模型签名与复合品种丰富应答(DiSCoVER)。DiSCoVER工具将工程化的成髓细胞瘤细胞的基因表达谱(或“分子标记”)与大型数据库中所有癌细胞系的谱进行了比较。

由于数据库中的细胞系已使用多种药物治疗，“我们可以找出哪些细胞系与我们的髓母细胞瘤神经干细胞模型最相关，然后使用该信息来预测哪些药物也可能活跃在这种模式中”，Raabe博士解释说。

DiSCoVER预测，称为细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂的一类药物将对工程化的髓母细胞瘤细胞有效。研究人员在患有从其工程干细胞衍生的肿瘤的小鼠中测试了一种此类CDK抑制剂Palbociclib，其被批准用于治疗转移性乳腺癌。