Mezenhimālās cilmes šūnas (MSC) rodas cilvēka embrijā un tiek uzskatītas par multipotentām — cilmes šūnu tipu, kas vēl nav pieņēmuši noteiktu šūnu fenotipu. Šādām šūnām ir spēja diferencēties dažāda veida šūnās, kas atrodamas cilvēka ķermenī, tostarp fibroblastos, taukaudu šūnās, muskuļu šūnās, kaulu šūnās un ādas šūnās. Kad MSC diferencējas, šūnas nobriest un pildīs fenotipu funkcijas, līdz tās mirst. Lai gan mezenhimālajām cilmes šūnām ir svarīga loma šūnu attīstības uzvedības izpētē, kritiķi apgalvo, ka MSC vākšana no cilvēka embrijiem ir neētiska un morāli nepareiza.
MSC ir iegūti no mezenhīma, agrīnas embrija attīstības audiem, kas attīstīsies par dažāda veida saistaudiem. Lai gan MSC galvenokārt tiek iegūti no embrijiem, tos var iegūt arī no nabassaites audiem. Lai gan mezenhimālās cilmes šūnas galvenokārt atrodamas cilvēka embrijā, tās var atrast arī pieaugušo zobu mīkstajos audos. Šūnām, kas pazīstamas kā multipotentās stromas šūnas, ir līdzīgas īpašības kā mezenhimālajām cilmes šūnām, taču tās atrodamas pieauguša cilvēka organismā, jo īpaši kaulu smadzenēs un saistaudos, kas ieskauj asinsvadus.
Mezenhimālajām cilmes šūnām ir dažādi pielietojumi šūnu un audu inženierijas jomā. Konkrēti, MSC ir viegli ekstrahējami, izolēti un uzturēti in vitro, ļaujot veikt efektīvus šūnu uzvedības pētījumus, maz bažoties par šūnu dzīvotspēju. MSC šūnu līnijas ir mūžīgas — atbilstošos augšanas apstākļos šūnas dalīsies bezgalīgi, ja tām būs pietiekami daudz vietas. Eksperimentu laikā MSC šūnu līnijas bieži tiek turētas kontrolētā vidē, kurā temperatūra tiek uzturēta 98.6 grādi pēc Fārenheita (37 grādi pēc Celsija) un tiek uzturēta 5 procentu oglekļa dioksīda (CO2) gāzveida vide.
MSC ir īpaši svarīgi pētījumos, kuru mērķis ir noteikt dažādu ārējo stimulu, gan ķīmisko, gan mehānisko, ietekmi uz šūnu uzvedību. Kā multipotentas šūnas, MSC pieņems savus galīgos fenotipus, pamatojoties uz šādiem ārējiem stimuliem. Tāpēc pētnieki var noteikt šūnu diferenciācijas cēloņus, izmantojot MSC.
Turklāt ir veikti pētījumi, izmantojot MSC, lai izpētītu vēža šūnu augšanas un proliferācijas mehānismus. Šādos pētījumos cer izmantot MSC, lai labāk izprastu galvenos vēža šūnu attīstības posmus, lai šos attīstības posmus varētu pārtraukt, lai novērstu turpmāku vēža uzvedību. Metodes, kas pēta efektīvāku MSC atvasināšanu no nabassaites un saistaudiem, ir mēģinājuši mazināt morālās un ētiskās bažas par cilmes šūnu atvasināšanu no cilvēka embrijiem.