Mezenhimalne matične stanice (MSC) potječu iz ljudskog embrija i smatraju se multipotentnima – vrsta matičnih stanica koje još nisu usvojile specifičan stanični fenotip. Takve stanice imaju sposobnost diferenciranja u različite vrste stanica koje se nalaze u ljudskom tijelu, uključujući fibroblaste, masne stanice, mišićne stanice, stanice kostiju i stanice kože. Jednom kada se MSC diferenciraju, stanice sazrijevaju i ispunjavat će funkcije fenotipova sve dok ne umru. Dok mezenhimske matične stanice igraju važnu ulogu u proučavanju ponašanja staničnog razvoja, kritičari tvrde da je prikupljanje MSC-a iz ljudskih embrija neetično i moralno pogrešno.
MSC su izvedeni iz mezenhima, ranog razvojnog tkiva embrija koje će se razviti u različite vrste vezivnog tkiva. Iako se MSC primarno dobivaju iz embrija, mogu se ekstrahirati i iz tkiva pupkovine. Iako se primarno nalaze u ljudskom embriju, mezenhimske matične stanice također se mogu naći u mekom tkivu odraslih zuba. Stanice poznate kao mulitpotentne stromalne stanice imaju slična svojstva kao mezenhimske matične stanice, ali se nalaze u tijelu odrasle osobe, osobito u koštanoj srži i vezivnom tkivu koje okružuje vaskulaturu.
Mezenhimske matične stanice imaju različite primjene u području staničnog i tkivnog inženjeringa. Točnije, MSC se lako ekstrahiraju, izoliraju i održavaju in vitro, što omogućuje učinkovite studije staničnog ponašanja s malo brige o vitalnosti stanica. MSC stanične linije su vječne – pod odgovarajućim uvjetima rasta, stanice će se dijeliti neograničeno pod uvjetom da imaju odgovarajući prostor. Tijekom eksperimentiranja, MSC stanične linije često se drže u kontroliranom okruženju u kojem se održava temperatura na 98.6 stupnjeva Fahrenheita (37 stupnjeva Celzija) i održava se plinovito okruženje s 5 posto ugljičnog dioksida (CO2).
MSC su posebno važni u studijama kojima je cilj odrediti učinke različitih vanjskih podražaja, kemijskih i mehaničkih, na ponašanje stanica. Kao multipotentne stanice, MSC će usvojiti svoje konačne fenotipove na temelju takvih vanjskih podražaja. Stoga istraživači mogu odrediti uzročne čimbenike u diferencijaciji stanica korištenjem MSC-a.
Osim toga, provedeno je istraživanje pomoću MSC-a kako bi se istražili mehanizmi rasta i proliferacije stanica raka. Takve studije se nadaju da će koristiti MSC-ove kako bi bolje razumjeli ključne faze u razvoju stanica raka kako bi se te faze razvoja mogle prekinuti kako bi se spriječilo daljnje kancerogeno ponašanje. Tehnike koje istražuju učinkovitiju derivaciju MSC-a iz pupkovine i vezivnog tkiva nastojale su ublažiti moralne i etičke probleme s derivacijom matičnih stanica iz ljudskih embrija.