মাতৃকোষ

স্টেম সেল হলো বহুকোষী জীবের অবিভেদিত বা আংশিকভাবে বিভেদিত কোষ, যা বিভিন্ন কোষের প্রকারে রূপান্তরিত হতে পারে এবং একই স্টেম সেল উৎপাদনের জন্য অনির্দিষ্টকাল পর্যন্ত বিভাজিত হতে পারে। এগুলি ভ্রূণীয় ও প্রাপ্তবয়স্ক উভয় জীবেই পাওয়া যায়, তবে প্রতিটিতে এদের বৈশিষ্ট্য সামান্য ভিন্ন। সাধারণত এগুলিকে প্রোজেনিটর কোষ (যা অনির্দিষ্টকাল বিভাজিত হতে পারে না) এবং প্রিকারসার কোষ বা ব্লাস্ট কোষ (যা সাধারণত এক ধরনের কোষে বিভেদনের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ) থেকে আলাদা করা হয়।
স্তন্যপায়ী প্রাণীদের ব্লাস্টোসিস্ট পর্যায়ে (গর্ভধারণের ৫-১৪ দিন) ইনার সেল মাস প্রায় ৫০ থেকে ১৫০টি কোষ নিয়ে গঠিত। এগুলিতে স্টেম সেলের ক্ষমতা থাকে। "ইন ভিভো" অবস্থায়, এগুলি শেষ পর্যন্ত দেহের সমস্ত ধরনের কোষে বিভেদিত হয় (এগুলিকে বহুমুখী সক্ষমতা সম্পন্ন করে তোলে)। এই প্রক্রিয়াটি গ্যাস্ট্রুলেশন পর্যায়ে তিনটি জার্ম স্তর—এক্টোডার্ম, মেসোডার্ম ও এন্ডোডার্ম—এ বিভেদনের মাধ্যমে শুরু হয়। তবে "ইন ভিট্রো" অবস্থায় এগুলিকে পৃথক করে সংস্কৃত করা হলে, স্টেম সেল পর্যায়ে সংরক্ষণ করা যায় এবং এগুলিকে এমব্রায়োনিক স্টেম সেল (ESCs) বলা হয়।
প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেলগুলি দেহের কয়েকটি নির্দিষ্ট স্থানে (যেমন অস্থিমজ্জা বা জননাঙ্গে) পাওয়া যায়। এগুলি দ্রুত হারিয়ে যাওয়া কোষের ধরন পুনরায় পূরণের জন্য বিদ্যমান এবং মাল্টিপোটেন্ট বা ইউনিপোটেন্ট, অর্থাৎ এগুলি কয়েক ধরনের বা শুধুমাত্র এক ধরনের কোষে বিভেদিত হয়। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে এগুলির উদাহরণ হলো হেমাটোপয়েটিক স্টেম সেল (রক্ত ও প্রতিরক্ষা কোষ পুনরুৎপাদন করে), বেসাল কোষ (ত্বকের এপিথেলিয়াম বজায় রাখে) এবং মেসেনকাইমাল স্টেম সেল (অস্থি, কার্টিলেজ, পেশী ও চর্বি কোষ রক্ষণাবেক্ষণ করে)।
কানাডীয় জীববিজ্ঞানী আর্নেস্ট ম্যাককুলোচ, জেমস টিল ও অ্যান্ড্রু জে. বেকার ১৯৬০-এর দশকে টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয় ও অন্টারিও ক্যান্সার ইনস্টিটিউটে গবেষণার মাধ্যমে স্টেম সেল সম্পর্কিত আবিষ্কার করেন। পর্যন্ত, হেমাটোপয়েটিক স্টেম সেল ট্রান্সপ্লান্টেশন হল একমাত্র প্রতিষ্ঠিত চিকিৎসা পদ্ধতি যেখানে স্টেম সেল ব্যবহার করা হয়। ১৯৯৮ সাল থেকে মানব ভ্রূণীয় স্টেম সেল (স্টেম-সেল লাইনে) সংস্কৃত ও বিভেদিত করা সম্ভব হয়েছে।
"স্টেম কোষ" পরিভাষাটি প্রথম ব্যবহার করেছিলেন থিওডোর বোভেরি এবং ভ্যালেন্টিন হ্যাকার ১৯শ শতকের শেষভাগে। ২০শ শতকের শুরুর দিকে আর্টুর পাপেনহাইম, আলেকজান্ডার এ. ম্যাক্সিমো, এবং ফ্রানৎস আর্নস্ট ক্রিশ্চিয়ান নিউম্যান রক্ত স্টেম কোষ সংক্রান্ত তত্ত্বে অগ্রণী গবেষণা পরিচালনা করেন।
১৯৬০-এর দশকের শুরুতে আর্নেস্ট ম্যাককুলক ও জেমস টিল (টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয় এবং অন্টারিও ক্যান্সার ইনস্টিটিউট) স্টেম কোষের মূল বৈশিষ্ট্যগুলো সংজ্ঞায়িত করেন। ইঁদুরের উপর চালানো তাদের যুগান্তকারী গবেষণার মাধ্যমে তারা রক্ত গঠনকারী স্টেম কোষ, অর্থাৎ হিমাটোপয়েটিক স্টেম কোষ (HSC) আবিষ্কার করেন। ম্যাককুলক ও টিল বিকিরণপ্রাপ্ত ইঁদুরের দেহে অস্থি মজ্জার কোষ প্রবেশ করানোর পরীক্ষা শুরু করেন। তারা লক্ষ্য করেন যে ইঁদুরগুলোর প্লীহায় গঠিত গুটিকার সংখ্যা প্রবেশ করানো অস্থি মজ্জা কোষের সংখ্যার সাথে সমানুপাতিক। তাদের অনুমান ছিল যে প্রতিটি গুটিকা (কলোনি) একটি একক অস্থি মজ্জা কোষ (স্টেম কোষ) থেকে উৎপন্ন ক্লোন। পরবর্তী গবেষণায় ম্যাককুলক, টিল, স্নাতক শিক্ষার্থী অ্যান্ড্রু জন বেকার এবং ঊর্ধ্বতন বিজ্ঞানী লুই সিমিনোভিচ নিশ্চিত হন যে প্রতিটি গুটিকা প্রকৃতপক্ষে একটি একক কোষ থেকে উদ্ভূত। তাদের ফলাফল ১৯৬৩ সালে "নেচার" জার্নালে প্রকাশিত হয়। একই বছরে, সিমিনোভিচের নেতৃত্বে গবেষণায় প্রমাণিত হয় যে কলোনি-গঠনকারী কোষগুলি স্ব-নবায়নের ক্ষমতা সম্পন্ন, যা টিল ও ম্যাককুলকের তত্ত্ব অনুযায়ী স্টেম কোষের একটি মূল বৈশিষ্ট্য।
স্টেম কোষ ব্যবহার করে প্রথম চিকিৎসা ছিল অস্থি মজ্জা প্রতিস্থাপন, যা ১৯৫৬ সালে ফরাসি ক্যান্সার বিশেষজ্ঞ জর্জেস মাথে ভিঞ্চা নিউক্লিয়ার ইনস্টিটিউট-এ (যুগোস্লাভিয়ায়) একটি নিয়ন্ত্রণবিহীন নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া-তে আক্রান্ত পাঁচ কর্মীর উপর প্রয়োগ করেছিলেন। সকল কর্মী বেঁচে যান।
১৯৮১ সালে ব্রিটিশ জীববিজ্ঞানী মার্টিন ইভান্স ও ম্যাথিউ কফম্যান ইঁদুরের ব্লাস্টোসিস্ট ব্যবহার করে প্রথম ভ্রূণীয় স্টেম কোষ (ES কোষ) পৃথক করে সফলভাবে সংস্কৃতিতে বৃদ্ধি করেন। এটি ইঁদুরের জেনেটিক মডেল তৈরির পথ প্রশস্ত করে, যেখানে রোগবিস্তারে জিনের ভূমিকা অধ্যয়নের জন্য ইঁদুরের জিন মুছে ফেলা বা পরিবর্তন করা হয়। ১৯৯১ সালে অ্যান সুকামোটো মানব স্টেম কোষ পৃথক করার একটি পদ্ধতি পেটেন্ট করেন। ১৯৯৮ সালের মধ্যে আমেরিকান জীববিজ্ঞানী জেমস থমসন প্রথম মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষ পৃথক করেন, যা নতুন প্রতিস্থাপন পদ্ধতি বা চিকিৎসা পরীক্ষার জন্য বিভিন্ন কোষ প্রকারের উৎস হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ২০০৬ সালে শিনইয়া ইয়ামানাকা-র নেতৃত্বে কিয়োটো, জাপানের একটি দল মাত্র চারটি জিনের অভিব্যক্তি পরিবর্তন করে ফাইব্রোব্লাস্টকে প্লুরিপোটেন্ট স্টেম কোষে রূপান্তরিত করে। এই অর্জনটি "প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট স্টেম কোষ" (iPS কোষ)-এর সূচনা চিহ্নিত করে।
২০১১ সালে, ব্রাজিলের (ব্রাসিলিয়া চিড়িয়াখানা) একটি ট্রাক দ্বারা আঘাতপ্রাপ্ত একটি স্ত্রী ম্যানেড নেকড়ে-র চিকিৎসায় স্টেম কোষ ব্যবহার করা হয়, যা বন্য প্রাণীর আঘাত সারাতে স্টেম কোষ প্রয়োগের প্রথম নথিভুক্ত ঘটনা।
স্টেম কোষের শাস্ত্রীয় সংজ্ঞা অনুসারে, এদের দুটি প্রধান বৈশিষ্ট্য থাকা আবশ্যক: 
স্টেম কোষ জনসংখ্যা স্থিতিশীল রাখার জন্য দুটি প্রক্রিয়া কার্যকর:
১. অসমমিত কোষ বিভাজন: একটি স্টেম কোষ বিভাজিত হয়ে একটি মাতৃকোষ (যা মূল স্টেম কোষের সমান) এবং একটি কন্যাকোষ (যা পৃথকীকৃত) উৎপন্ন করে।
স্টেম কোষ যখন স্ব-নবায়ন করে, তখন এটি বিভাজনের মাধ্যমে অবিভাজিত অবস্থার ব্যাঘাত ঘটায়। এই স্ব-নবায়নের জন্য কোষ চক্রের নিয়ন্ত্রণ এবং বহুমুখী/বহুমুখী সক্ষমতা বজায় রাখা প্রয়োজনীয়, যা সম্পূর্ণরূপে স্টেম কোষের উপর নির্ভরশীল।
স্টেম কোষগুলি টেলোমেরেজ নামক একটি প্রোটিন ব্যবহার করে, যা টেলোমিয়ারগুলিকে পুনর্স্থাপন করে তাদের ডিএনএ সুরক্ষা দেয় এবং কোষ বিভাজনের সীমা (হেফলিক সীমা) সম্প্রসারিত করে।
 
সক্ষমতা স্টেম কোষের পৃথকীকরণের সম্ভাব্যতা নির্দেশ করে। 
প্রায়োগিক ক্ষেত্রে, স্টেম কোষ শনাক্ত করা হয় টিস্যু পুনর্জন্ম ক্ষমতার মাধ্যমে। উদাহরণস্বরূপ, অস্থি মজ্জা বা রক্তোৎপাদনকারী স্টেম কোষের (HSCs) পরীক্ষায় এই কোষগুলি প্রতিস্থাপন করে HSC-বিহীন ব্যক্তিকে রক্ষা করা সম্ভব কিনা তা যাচাই করা হয়। এটি প্রমাণ করে যে কোষগুলি দীর্ঘমেয়াদে নতুন রক্তকণিকা উৎপাদন করতে পারে। এছাড়াও প্রতিস্থাপিত ব্যক্তি থেকে স্টেম কোষ পৃথক করে অন্য HSC-বিহীন ব্যক্তিতে প্রতিস্থাপন করা সম্ভব হতে হবে, যা স্ব-নবায়ন ক্ষমতা নিশ্চিত করে।
স্টেম কোষের বৈশিষ্ট্য "ইন ভিট্রো" পদ্ধতিতে মূল্যায়ন করা যায়, যেমন ক্লোনোজেনিক পরীক্ষার মাধ্যমে যেখানে একক কোষের পৃথকীকরণ ও স্ব-নবায়ন ক্ষমতা বিশ্লেষণ করা হয়। কোষ পৃষ্ঠের অনন্য মার্কার সেটের ভিত্তিতেও স্টেম কোষ পৃথক করা যায়। তবে "ইন ভিট্রো" পরিবেশ কোষের আচরণ পরিবর্তন করতে পারে, ফলে "ইন ভিভো" আচরণের সাথে সঙ্গতি অনিশ্চিত হয়। কিছু প্রস্তাবিত প্রাপ্তবয়স্ক কোষ জনগোষ্ঠী সত্যিকারের স্টেম কোষ কিনা তা নিয়ে বিতর্ক রয়েছে।
ভ্রূণীয় স্টেম কোষ (ইএসসি) হল ব্লাস্টোসিস্ট-এর অন্তঃকোষীয় কোষগুচ্ছ-এর কোষ, যা জরায়ুতে ইমপ্লান্টেশনের পূর্বে গঠিত হয়। মানব ভ্রূণীয় বিকাশে ব্লাস্টোসিস্ট পর্যায়ে নিষিক্তকরণের 4-5 দিন পর পৌঁছানো হয়, যখন এটি 50-150টি কোষ নিয়ে গঠিত। ইএসসি কোষগুলি বহুমুখী বিভেদনক্ষম এবং বিকাশের সময় তিনটি জার্ম স্তর—এক্টোডার্ম, এন্ডোডার্ম ও মেসোডার্ম—এর সমস্ত উৎপাদকে রূপান্তরিত করে। অন্য কথায়, নির্দিষ্ট কোষ প্রকারের জন্য প্রয়োজনীয় উদ্দীপনা প্রদান করা হলে এগুলি প্রাপ্তবয়স্ক দেহের ২০০টিরও বেশি কোষ প্রকারের যেকোনোটিতে বিকশিত হতে পারে। এগুলি অতিরিক্ত-ভ্রূণীয় ঝিল্লি বা প্লাসেন্টা গঠনে অংশ নেয় না।
ভ্রূণীয় বিকাশের সময় অন্তঃকোষীয় কোষগুচ্ছের কোষগুলি ক্রমাগত বিভাজিত হয়ে আরও বিশেষায়িত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ভ্রূণের পৃষ্ঠীয় অংশের এক্টোডার্মের একটি অংশ 'নিউরেক্টোডার্ম' হিসাবে বিশেষায়িত হয়, যা ভবিষ্যতের কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র (সিএনএস) গঠন করবে। পরবর্তী বিকাশে, স্নায়ুনালী গঠন নিউরেক্টোডার্মকে স্নায়ুনালী গঠনে পরিচালিত করে। স্নায়ুনালী পর্যায়ে, অগ্রবর্তী অংশ এনসেফালাইজেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মস্তিষ্কের মৌলিক গঠন তৈরি করে। বিকাশের এই পর্যায়ে সিএনএস-এর প্রাথমিক কোষ প্রকারকে স্নায়ু স্টেম কোষ হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
স্নায়ু স্টেম কোষগুলি স্ব-নবায়ন করে এবং কিছু সময়ে রেডিয়াল গ্লিয়াল প্রোজেনিটর কোষ (আরজিপি)-তে রূপান্তরিত হয়। প্রাথমিকভাবে গঠিত আরজিপিগুলি প্রতিসম বিভাজনের মাধ্যমে স্ব-নবায়ন করে প্রোজেনিটর কোষের একটি ভাণ্ডার গঠন করে। এই কোষগুলি একটি স্নায়ুজনন অবস্থায় রূপান্তরিত হয় এবং বিভিন্ন ধরনের নিউরন উৎপাদনের জন্য অপ্রতিসমভাবে বিভাজিত হয়, যাদের প্রত্যেকের স্বতন্ত্র জিন অভিব্যক্তি, আকারগত ও ক্রিয়ামূলক বৈশিষ্ট্য থাকে। রেডিয়াল গ্লিয়াল কোষ থেকে নিউরন উৎপাদনের প্রক্রিয়াকে স্নায়ুজনন বলা হয়। রেডিয়াল গ্লিয়াল কোষের একটি স্বতন্দ্র দ্বিমেরু আকৃতি রয়েছে, যার দীর্ঘায়িত প্রসেস স্নায়ুনালী প্রাচীরের পুরুত্ব জুড়ে বিস্তৃত। এটি কিছু গ্লিয়াল বৈশিষ্ট্য ভাগ করে, বিশেষত গ্লিয়াল ফাইব্রিলারি অ্যাসিডিক প্রোটিন (জিএফএপি)-এর অভিব্যক্তি। রেডিয়াল গ্লিয়াল কোষটি উন্নয়নশীল মেরুদণ্ডী সিএনএস-এর প্রাথমিক স্নায়ু স্টেম কোষ, এবং এর কোষ দেহ ভেন্ট্রিকুলার জোন-এ অবস্থিত, যা বিকাশমান ভেন্ট্রিকুলার সিস্টেম-এর সংলগ্ন। স্নায়ু স্টেম কোষগুলি স্নায়ু বংশাণুক্রমের (নিউরন, অ্যাস্ট্রোসাইট ও অলিগোডেনড্রোসাইট) প্রতি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ, তাই তাদের বিভেদনক্ষমতা সীমিত।
এখন পর্যন্ত প্রায় সমস্ত গবেষণায় ইঁদুরের ভ্রূণীয় স্টেম কোষ (এমইএস) বা প্রাথমিক অন্তঃকোষীয় গুচ্ছ থেকে প্রাপ্ত মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষ (এইচইএস) ব্যবহার করা হয়েছে। উভয়েরই প্রয়োজনীয় স্টেম কোষ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে একটি অ-বিভেদিত অবস্থা বজায় রাখার জন্য তাদের ভিন্ন পরিবেশের প্রয়োজন। ইঁদুরের ইএস কোষগুলিকে সমর্থনের জন্য জেলাটিন স্তরের উপর জন্মানো হয় এবং সিরাম মিডিয়ায় লিউকেমিয়া প্রতিরোধী ফ্যাক্টর (এলআইএফ)-এর উপস্থিতি প্রয়োজন। জিএসকে৩বি এবং এমএপিকে/ইআরকে পথ-এর প্রতিবন্ধক সমন্বিত একটি ড্রাগ ককটেল, যাকে ২আই বলা হয়, স্টেম কোষ কালচারে বহুমুখীতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। মানুষের ইএস কোষগুলি ইঁদুরের ভ্রূণীয় ফাইব্রোব্লাস্ট-এর ফিডার স্তরের উপর জন্মানো হয় এবং মৌলিক ফাইব্রোব্লাস্ট বৃদ্ধি ফ্যাক্টর (বিএফজিএফ বা এফজিএফ-২)-এর উপস্থিতি প্রয়োজন। অনুকূল কালচার শর্ত বা জিনগত পরিবর্তন ছাড়া, ভ্রূণীয় স্টেম কোষগুলি দ্রুত বিভেদিত হয়।
একটি মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষ বেশ কিছু ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর ও কোষ পৃষ্ঠ প্রোটিনের অভিব্যক্তি দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয়। ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর অক্ট-৪, ন্যানোগ ও সক্স২ একটি মূল নিয়ন্ত্রক নেটওয়ার্ক গঠন করে, যা বিভেদনকারী জিনগুলিকে দমন করে এবং বহুমুখীতা বজায় রাখে। এইচইএস কোষ শনাক্ত করতে ব্যবহৃত কোষ পৃষ্ঠ অ্যান্টিজেনগুলির মধ্যে গ্লাইকোলিপিড স্টেজ স্পেসিফিক এমব্রায়োনিক অ্যান্টিজেন ৩ ও ৪, এবং কেরাটান সালফেট অ্যান্টিজেন ট্রা-১-৬০ ও ট্রা-১-৮১ অন্তর্ভুক্ত। স্টেম কোষের আণবিক সংজ্ঞায় আরও অনেক প্রোটিন জড়িত এবং এটি গবেষণার একটি চলমান বিষয়।
মানব ভ্রূণীয় স্টেম কোষ ব্যবহার করে পরীক্ষাগারে স্নায়ুকোষ বা হৃদকোষের মতো বিশেষায়িত কোষ উৎপাদনের মাধ্যমে, বিজ্ঞানীরা রোগীদের থেকে টিস্যু নেওয়া ছাড়াই প্রাপ্তবয়স্ক মানব কোষে প্রবেশ করতে পারেন। তারা এই বিশেষায়িত কোষগুলি বিশদভাবে অধ্যয়ন করে রোগের জটিলতা বা প্রস্তাবিত নতুন ওষুধের প্রতিক্রিয়া বুঝতে পারেন।
অসীম সম্প্রসারণ ও বহুমুখীতা ক্ষমতার সমন্বয়ের কারণে, ভ্রূণীয় স্টেম কোষ পুনর্জন্মমূলক চিকিৎসা এবং আঘাত বা রোগের পর টিস্যু প্রতিস্থাপনের জন্য একটি তাত্ত্বিকভাবে সম্ভাব্য উৎস হিসাবে রয়েছে। তবে, বর্তমানে ইএস কোষ ব্যবহার করে কোনো অনুমোদিত চিকিৎসা নেই। প্রথম মানব ট্রায়াল 2009 সালের জানুয়ারিতে মার্কিন খাদ্য ও ওষুধ প্রশাসন (এফডিএ) দ্বারা অনুমোদিত হয়েছিল। তবে, 13 অক্টোবর 2010-এ মেরুদণ্ড আঘাত গবেষণার জন্য আটলান্টায় এই ট্রায়াল শুরু হয়। 14 নভেম্বর 2011-এ, ট্রায়াল পরিচালনাকারী কোম্পানি (জেরন কর্পোরেশন) ঘোষণা করে যে তারা তাদের স্টেম কোষ কর্মসূচি বন্ধ করবে। প্রতিস্থাপন প্রত্যাখ্যান এড়ানোর পাশাপাশি ইএস কোষকে ব্যবহারযোগ্য কোষে রূপান্তর করা এখনও গবেষকদের সামনে একটি চ্যালেঞ্জ। বহুমুখী ভ্রূণীয় স্টেম কোষগুলিকে সরাসরি অন্য দেহে ইনজেক্ট করা হলে সেগুলি বিভিন্ন ধরনের কোষে বিভেদিত হয়ে টেরাটোমা সৃষ্টি করতে পারে। অজাত মানব টিস্যু ব্যবহার সম্পর্কিত নৈতিক বিবেচনা এবং অনুমোদিত চিকিৎসার অভাবের আরেকটি কারণ। অনেক দেশে বর্তমানে মানব ইএস কোষ গবেষণা বা নতুন মানব ইএস কোষ লাইন উৎপাদনে নিষেধাজ্ঞা বা সীমাবদ্ধতা রয়েছে।
 
মেসেনকাইমাল স্টেম কোষ পুনর্জন্মমূলক চিকিৎসাবিদ্যায় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ক্লিনিক্যাল ট্রায়ালে এগুলি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়। অস্থি মজ্জা থেকে প্রাপ্ত MSC-এর পরিমাণ ও গুণমান দাতার বয়সের উপর নির্ভরশীল। এগুলির উচ্চ প্লাস্টিসিটি, প্রদাহ নিয়ন্ত্রণ ও টিস্যু মেরামতের ক্ষমতা রয়েছে। 
ভ্রূণীয় স্টেম কোষগুলির (ESCs) বহুমুখী বিকাশক্ষমতা বজায় রেখে অনির্দিষ্টকাল ধরে বিভাজনের ক্ষমতা রয়েছে, যা কোষচক্র নিয়ন্ত্রণের বিশেষায়িত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সম্ভব হয়েছে। বিভাজনরত দৈহিক কোষগুলির তুলনায় ESCs-এর অনন্য কোষচক্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে—যেমন সংক্ষিপ্ত G1 দশার কারণে দ্রুত কোষ বিভাজন, অনুপস্থিত G0 দশা, এবং কোষচক্র চেকপয়েন্টগুলিতে পরিবর্তন—যার ফলে কোষগুলি যে কোনো সময়ে প্রধানত S দশায় থাকে। ESCs-এর দ্রুত বিভাজন তাদের সংক্ষিপ্ত দ্বিগুণ হওয়ার সময় দ্বারা প্রমাণিত, যা 8 থেকে 10 ঘন্টার মধ্যে থাকে, যেখানে দৈহিক কোষগুলির দ্বিগুণ হওয়ার সময় প্রায় 20 ঘন্টা বা তার বেশি। কোষগুলি পৃথকীকরণের সাথে সাথে এই বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়: G1 এবং G2 দশা দীর্ঘায়িত হয়, যা কোষ বিভাজন চক্রকে দীর্ঘ করে। এটি ইঙ্গিত দেয় যে একটি নির্দিষ্ট কোষচক্র কাঠামো বহুমুখী বিকাশক্ষমতা প্রতিষ্ঠায় অবদান রাখতে পারে।
বিশেষভাবে যেহেতু G1 দশা হল সেই পর্যায় যেখানে কোষগুলি পৃথকীকরণের প্রতি সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি পায়, সংক্ষিপ্ত G1 হল ESCs-এর একটি মূল বৈশিষ্ট্য এবং অপরিবর্তিত ফেনোটাইপ বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যদিও সঠিক আণবিক প্রক্রিয়াটি আংশিকভাবে বোঝা যায়, একাধিক গবেষণায় ESCs কীভাবে G1—এবং সম্ভাব্য অন্যান্য দশা—অতিক্রম করে তা সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি প্রদর্শিত হয়েছে।
কোষচক্র সাইক্লিন, সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেজ (Cdk), সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেজ প্রতিরোধক (Cdkn), রেটিনোব্লাস্টোমা (Rb) পরিবারের পকেট প্রোটিন এবং অন্যান্য আনুষঙ্গিক ফ্যাক্টরগুলির একটি জটিল নেটওয়ার্ক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ESC কোষচক্রের স্বতন্ত্র নিয়ন্ত্রণ সম্পর্কে মৌলিক অন্তর্দৃষ্টি মাউস ESCs (mESCs)-এর গবেষণার মাধ্যমে অর্জিত হয়েছিল। mESCs-এ অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত G1 দশা সহ একটি কোষচক্র দেখা গিয়েছিল, যা কোষগুলিকে M দশা এবং S দশার মধ্যে দ্রুত পরিবর্তন করতে সক্ষম করেছিল। একটি দৈহিক কোষচক্রে, পর্যায়গুলির মধ্যে একমুখী রূপান্তরকে প্ররোচিত করতে কোষচক্রের গুরুত্বপূর্ণ নিয়ামকগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সাইক্লিন-Cdk কমপ্লেক্সের দোলনীয় ক্রিয়া পর্যায়ক্রমে পর্যবেক্ষণ করা হয়: সাইক্লিন D এবং Cdk4/6 G1 দশায় সক্রিয় থাকে, যখন সাইক্লিন E এবং Cdk2 G1 দশার শেষভাগ এবং S দশায় সক্রিয় থাকে; এবং সাইক্লিন A এবং Cdk2 S দশা এবং G2-তে সক্রিয় থাকে, যখন সাইক্লিন B এবং Cdk1 G2 এবং M দশায় সক্রিয় থাকে। যাইহোক, mESCs-এ সাইক্লিন-Cdk কমপ্লেক্সের এই সাধারণত ক্রমানুসারে এবং দোলনীয় ক্রিয়া অনুপস্থিত। বরং, সাইক্লিন E/Cdk2 কমপ্লেক্স চক্র জুড়ে নিয়মিতভাবে সক্রিয় থাকে, রেটিনোব্লাস্টোমা প্রোটিন (pRb) কে অতিফসফরাইলেটেড এবং এইভাবে নিষ্ক্রিয় রাখে। এটি M দশা থেকে সরাসরি G1 দশার শেষভাগে রূপান্তরকে অনুমতি দেয়, ফলে D-টাইপ সাইক্লিনের অনুপস্থিতি এবং সেই কারণে একটি সংক্ষিপ্ত G1 দশা সৃষ্টি করে। mESCs-এ কোষচক্র নিয়ন্ত্রণ এবং কোষ-ভাগ্য নির্ধারণ উভয়ের জন্যই Cdk2 কার্যকলাপ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; Cdk2 কার্যকলাপ হ্রাস G1 দশার অগ্রগতিকে দীর্ঘায়িত করে, একটি দৈহিক কোষ-সদৃশ কোষচক্র প্রতিষ্ঠা করে এবং পৃথকীকরণ চিহ্নিতকারীদের প্রকাশকে প্ররোচিত করে।
মানব ESCs (hESCs)-এ G1-এর সময়কাল উল্লেখযোগ্যভাবে সংক্ষিপ্ত। এটি G1-সম্পর্কিত সাইক্লিন D2 এবং Cdk4 জিনের উচ্চ mRNA মাত্রা এবং কোষচক্র অগ্রগতিকে G1-তে বাধা দেওয়া কোষচক্র নিয়ামক প্রোটিনগুলির নিম্ন মাত্রার জন্য দায়ী করা হয়েছে, যেমন p21, p27, এবং p57। তদ্ব্যতীত, Cdk4 এবং Cdk6 কার্যকলাপের নিয়ামকগুলি, যেমন ইনক প্রতিরোধক পরিবারের সদস্য (p15, p16, p18, এবং p19), নিম্ন মাত্রায় বা একেবারেই প্রকাশিত হয় না। এইভাবে, mESCs-এর মতোই hESCs-এ উচ্চ Cdk কার্যকলাপ দেখা যায়, যেখানে Cdk2 সর্বোচ্চ কাইনেজ কার্যকলাপ প্রদর্শন করে। mESCs-এর মতোই, hESCs Cdk2-এর গুরুত্ব প্রদর্শন করে G1 দশা নিয়ন্ত্রণে, যা দেখায় যে Cdk2 কার্যকলাপ বাধাগ্রস্ত হলে G1 থেকে S দশায় রূপান্তর বিলম্বিত হয় এবং Cdk2 নক ডাউন করা হলে G1 দশায় বন্ধ হয়ে যায়। যাইহোক, mESCs-এর বিপরীতে, hESCs-এ একটি কার্যকরী G1 দশা রয়েছে। hESCs-এ দেখা যায় যে সাইক্লিন E/Cdk2 এবং সাইক্লিন A/Cdk2 কমপ্লেক্সগুলির কার্যকলাপ কোষচক্র-নির্ভর এবং G1-তে Rb চেকপয়েন্ট কার্যকরী।
ESCs-কে G1 চেকপয়েন্টের অকার্যকরতা দ্বারাও চিহ্নিত করা হয়, যদিও জিনোমিক স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে G1 চেকপয়েন্ট অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ডিএনএ ক্ষতির প্রতিক্রিয়ায়, ESCs ডিএনএ ক্ষতি মেরামত করতে G1-তে থেমে যায় না, বরং S এবং G2/M চেকপয়েন্টের উপর নির্ভর করে বা অ্যাপোপটোসিসে চলে যায়। ESCs-এ G1 চেকপয়েন্টের অনুপস্থিতি ক্ষতিগ্রস্ত ডিএনএযুক্ত কোষগুলিকে অপসারণের অনুমতি দেয়, এইভাবে ভুল ডিএনএ মেরামত থেকে সম্ভাব্য মিউটেশন এড়ানো যায়। এই ধারণার সাথে সামঞ্জস্য রেখে, ESCs পরবর্তী প্রজন্মে প্রেরিত মিউটেশন কমানোর জন্য ডিএনএ ক্ষতির প্রতি অতিসংবেদনশীল।
ভ্রূণে অবস্থিত আদিম স্টেম সেলগুলিকে ভ্রূণীয় স্টেম সেল বলা হয়।
ভ্রূণীয় স্টেম সেল দুপ্রকারের:
প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেল, যাকে দৈহিক (গ্রিক σωματικóς, "দেহের") স্টেম সেলও বলা হয়, এমন স্টেম সেল যা তাদের অবস্থিত টিস্যু রক্ষণাবেক্ষণ ও মেরামত করে।
মানবদেহে স্বতঃস্থ (autologous) প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেলের তিনটি সুপরিচিত উৎস রয়েছে: 
জন্মের পরপরই নাড়ির রক্ত থেকেও স্টেম সেল নেওয়া যায়। সমস্ত স্টেম সেলের মধ্যে স্বতঃস্থ সংগ্রহে ঝুঁকি সবচেয়ে কম। সংজ্ঞানুযায়ী, স্বতঃস্থ সেলগুলি নিজের দেহ থেকে পাওয়া যায়, যেমন অপারেশনের জন্য নিজের রক্ত সংরক্ষণ করা হয়।
সর্বক্ষমতাসম্পন্ন প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেল বিরল ও সংখ্যায় কম, তবে নাড়ির রক্ত ও অন্যান্য টিস্যুতে পাওয়া যায়। অস্থি মজ্জা প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেলের একটি সমৃদ্ধ উৎস, যা যকৃতের সিরোসিস, দীর্ঘস্থায়ী অঙ্গ ইস্কেমিয়া, ও হৃদযন্ত্রের চূড়ান্ত অকার্যকরতা চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয়েছে। অস্থি মজ্জা স্টেম সেলের পরিমাণ বয়সের সাথে হ্রাস পায় এবং প্রজননকালে পুরুষদের মধ্যে নারীদের তুলনায় বেশি থাকে।
বেশিরভাগ প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেল লিনিয়েজ-সীমিত (বহুক্ষমতাসম্পন্ন) এবং সাধারণত তাদের টিস্যু উৎস দ্বারা উল্লিখিত হয় (যেমন: মেসেনকাইমাল স্টেম সেল, চর্বি-উদ্ভূত স্টেম সেল, এন্ডোথেলিয়াল স্টেম সেল)। মিউজ সেল (বহু-লিনিয়েজ পার্থক্যকরণ স্ট্রেস সহনশীল সেল) হল সম্প্রতি আবিষ্কৃত সর্বক্ষমতাসম্পন্ন স্টেম সেল, যা চর্বি টিস্যু, ত্বকের ফাইব্রোব্লাস্ট ও অস্থি মজ্জায় পাওয়া যায়।
প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম সেল চিকিৎসা বহু বছর ধরে লিউকেমিয়া ও অস্থি/রক্ত ক্যান্সারের চিকিৎসায় সফলভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এগুলি ঘোড়ার টেন্ডন ও লিগামেন্ট আঘাতের চিকিৎসায়ও ব্যবহৃত হয়।
রক্তকণিকা উৎপাদী স্টেম সেল (HSCs) বয়সের সাথে বৃদ্ধিপ্রাপ্ত ডিএনএ ক্ষতি ও মিউটেশন-এর প্রতি সংবেদনশীল। এই সংবেদনশীলতা বয়স্কদের মধ্যে ধীরে বৃদ্ধিপ্রাপ্ত রক্তের ক্যান্সার (মায়েলয়েড ম্যালিগন্যান্সি)-এর ঝুঁকি বৃদ্ধির কারণ ব্যাখ্যা করতে পারে। এইচএসসি বার্ধক্যকে প্রভাবিত করে এমন কয়েকটি কারণের মধ্যে রয়েছে রিঅ্যাকটিভ অক্সিজেন প্রজাতি-এর উৎপাদনের প্রতি প্রতিক্রিয়া, যা ডিএনএ ক্ষতি ও জিনগত মিউটেশন সৃষ্টি করতে পারে পাশাপাশি পরিবর্তিত এপিজেনেটিক প্রোফাইলিং।
পেরিন্যাটাল স্টেম সেল নামেও পরিচিত, এই বহুমুখী স্টেম সেলগুলি অ্যামনিওটিক ফ্লুয়িড এবং নাভিরজ্জুর রক্তে পাওয়া যায়। এই স্টেম সেলগুলি অত্যন্ত সক্রিয়, ফিডার ছাড়াই ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয় এবং টিউমারজেনিক নয়। অ্যামনিওটিক স্টেম সেল বহুমুখী এবং অ্যাডিপোজেনিক, অস্টিওজেনিক, মায়োজেনিক, এন্ডোথেলিয়াল, হেপাটিক এবং স্নায়বিক লাইনের কোষে বিভেদিত হতে পারে। 
অ্যামনিওটিক স্টেম সেল সক্রিয় গবেষণার একটি বিষয়।
মানব ভ্রূণকে কোষের উৎস হিসেবে ব্যবহারের নৈতিক আপত্তিগুলি কাটিয়ে উঠতে অ্যামনিওটিক ফ্লুয়িড থেকে স্টেম সেল ব্যবহার করা হয়। রোমান ক্যাথলিক শিক্ষা পরীক্ষা-নিরীক্ষায় ভ্রূণীয় স্টেম সেল ব্যবহার নিষিদ্ধ করে; সেই অনুযায়ী, ভ্যাটিকান-এর সংবাদপত্র "অসের্ভাতোরে রোমানো" অ্যামনিওটিক স্টেম সেলকে "চিকিৎসাবিজ্ঞানের ভবিষ্যৎ" বলে অভিহিত করেছে।
দাতা বা স্বয়ংক্রিয় ব্যবহারের জন্য অ্যামনিওটিক স্টেম সেল সংগ্রহ করা সম্ভব: প্রথম মার্কিন অ্যামনিওটিক স্টেম সেল ব্যাংক ২০০৯ সালে ম্যাসাচুসেটসের মেডফোর্ডে বায়োসেল সেন্টার কর্পোরেশন দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয় এবং বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন হাসপাতাল ও বিশ্ববিদ্যালয়ের সাথে সহযোগিতা করে। 
প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম কোষগুলির ক্ষমতার সীমাবদ্ধতা রয়েছে; ভ্রূণীয় স্টেম কোষ (ESC) এর বিপরীতে, এগুলি তিনটি জার্ম স্তর থেকে সমস্ত প্রকার কোষে বিভেদিত হতে পারে না। ফলে এগুলিকে বহুমুখী ক্ষমতাসম্পন্ন (মাল্টিপোটেন্ট) হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।
তবে, পুনঃপ্রোগ্রামিং এর মাধ্যমে প্রাপ্তবয়স্ক কোষ থেকে প্রকৃত বহুমুখী কোষ, অর্থাৎ প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষ (iPSC) তৈরি করা সম্ভব। এগুলি প্রাপ্তবয়স্ক স্টেম কোষ নয়, বরং দৈহিক কোষ (যেমন: এপিথেলিয়াল কোষ) যাদের পুনঃপ্রোগ্রাম করে প্রকৃত বহুমুখী ক্ষমতা প্রদান করা হয়েছে। প্রোটিন ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর ব্যবহার করে জিনগত পুনঃপ্রোগ্রামিং এর মাধ্যমে, ESC-সদৃশ ক্ষমতাসম্পন্ন প্রকৃত বহুমুখী স্টেম কোষ উৎপাদন করা হয়েছে। প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষের প্রথম প্রদর্শনীটি পরিচালনা করেছিলেন শিনিয়া ইয়ামানাকা এবং তার সহকর্মীরা কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়ে। তারা ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর অক্ট৩/৪, Sox2, c-Myc, এবং Klf4 ব্যবহার করে মাউস ফাইব্রোব্লাস্ট কোষগুলিকে প্রকৃত বহুমুখী কোষে রূপান্তরিত করেছিলেন। পরবর্তী গবেষণায় এই ফ্যাক্টরগুলি ব্যবহার করে মানব ফাইব্রোব্লাস্ট কোষে প্রকৃত বহুমুখীতা প্রেরণ করা হয়েছিল। জুনইয়ং ইউ, জেমস থমসন, এবং তাদের সহকর্মীরা ইউনিভার্সিটি অফ উইসকনসিন–ম্যাডিসনে অক্ট৪, সক্স২, ন্যানোগ ও লিন২৮ নামক ভিন্ন ফ্যাক্টর সেট ব্যবহার করে মানব লিঙ্গত্বকের কোষ নিয়ে পরীক্ষা চালিয়েছিলেন। তবে তারা ইয়ামানাকা এর গবেষণার ফলাফল পুনরায় নিশ্চিত করতে সক্ষম হয়েছিলেন যে মানব কোষে প্রকৃত বহুমুখীতা প্রেরণ সম্ভব।
প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষগুলি ভ্রূণীয় স্টেম কোষ থেকে ভিন্ন। এগুলির মধ্যে বহু সাদৃশ্য রয়েছে, যেমন বহুমুখীতা ও বিভেদন ক্ষমতা, বহুমুখীতা জিনের অভিব্যক্তি, এপিজেনেটিক নমুনা, ভ্রূণীয় দেহ ও টেরাটোমা গঠন, এবং কার্যকরী কাইমেরা গঠন, তবে এই বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে পার্থক্যও রয়েছে। iPSC-এর ক্রোমাটিন ESC-এর তুলনায় অধিক "বন্ধ" বা মিথাইলেটেড বলে মনে হয়। একইভাবে, ESC ও iPSC-এর মধ্যে জিন অভিব্যক্তির নমুনা, বা বিভিন্ন উৎস থেকে প্রাপ্ত iPSC-এর মধ্যেও ভিন্নতা রয়েছে। এ কারণে পুনঃপ্রোগ্রামিং এর "সম্পূর্ণতা" এবং প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষের সোমাটিক স্মৃতি সম্পর্কে প্রশ্ন উত্থাপিত হয়। তবুও, দৈহিক কোষগুলিকে প্রকৃত বহুমুখী করে তোলা সম্ভবপর বলে প্রমাণিত হয়েছে।
এই পরীক্ষার সাফল্যের ফলস্বরূপ, ইয়ান উইলমুট, যিনি প্রথম ক্লোন করা প্রাণী ডলি দ্য শিপ তৈরি করতে সহায়তা করেছিলেন, ঘোষণা করেছিলেন যে তিনি সোমাটিক কোষ নিউক্লিয়ার ট্রান্সফার গবেষণা পরিত্যাগ করবেন।
প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষের ক্ষমতা টিস্যু প্রকৌশলে অগ্রগতিতে সহায়তা করে। একটি উপযুক্ত স্ক্যাফোল্ড ও মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট প্রদান করে, iPSC-কে চিকিৎসাগত প্রয়োজনে ব্যবহারযোগ্য কোষে বিভেদিত করা যায়, এবং টক্সিন ও রোগনির্ণয় অধ্যয়নের জন্য "ইন ভিট্রো" মডেল হিসেবে ব্যবহার করা যায়।
প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষগুলি একাধিক চিকিৎসাগত সুবিধা প্রদান করে। ESC-এর মতো এগুলিও বহুমুখী। ফলে এগুলির বিভেদন ক্ষমতা অত্যন্ত উচ্চ; তত্ত্বগতভাবে, এগুলি মানবদেহের যেকোনো কোষ উৎপন্ন করতে পারে (যদি পুনঃপ্রোগ্রামিং সম্পূর্ণ হয়)। তদুপরি, ESC-এর বিপরীতে, এগুলি প্রতিটি রোগীর জন্য আলাদা প্রকৃত বহুমুখী স্টেম কোষ লাইন তৈরি করতে চিকিৎসকদের সক্ষম করতে পারে। হিমায়িত রক্তের নমুনাগুলি প্রেরিত বহুমুখী স্টেম কোষের একটি মূল্যবান উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে। রোগী-নির্দিষ্ট স্টেম কোষগুলি ওষুধ প্রয়োগের আগে পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া পরীক্ষা এবং প্রতিস্থাপন প্রত্যাখ্যানের ঝুঁকি হ্রাস করতে সক্ষম। যদিও বর্তমানে এগুলির চিকিৎসাগত ব্যবহার সীমিত, iPSC ভবিষ্যতের চিকিৎসা ও গবেষণায় বিশাল সম্ভাবনা ধারণ করে। 
কোষ চক্র নিয়ন্ত্রণকারী মূল উপাদানসমূহ বহুমুখী সক্ষমতাকেও (pluripotency) নিয়ন্ত্রণ করে। ফলে প্রাসঙ্গিক জিনের ম্যানিপুলেশনের মাধ্যমে বহুমুখী সক্ষমতা বজায় রাখা এবং দেহকোষকে প্ররোচিত বহুমুখী অবস্থায় পুনঃপ্রোগ্রাম করা সম্ভব। তবে দেহকোষের পুনঃপ্রোগ্রামিং সাধারণত কম দক্ষতাসম্পন্ন ও স্টোকাস্টিক (stochastic) প্রক্রিয়া হিসেবে বিবেচিত হয়।
বহুমুখী সক্ষমতার একটি মূল উপাদান হিসেবে দ্রুত কোষ চক্রকে বিবেচনা করে পুনঃপ্রোগ্রামিং দক্ষতা উন্নত করা যায়। কোষ চক্র নিয়ামকগুলির ম্যানিপুলেশনের মাধ্যমে বহুমুখী সক্ষমতা উন্নয়নের পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে: 
- সাইক্লিন ডি/সিডিকে৪-এর অতিরিক্ত অভিব্যক্তি 
- সক্স২-এর এস৩৯ ও এস২৫৩ অবস্থানে ফসফোরিলেশন 
- সাইক্লিন এ ও সাইক্লিন ই-এর অতিরিক্ত অভিব্যক্তি 
- আরবি জিনের নকডাউন 
- সিপ/কিপ (Cip/Kip) পরিবার বা ইনক (Ink) পরিবারের সদস্যদের নকডাউন। 
এছাড়া, স্টোকাস্টিক পর্যায়ে সংঘটিত কোষ বিভাজনের সংখ্যার সাথে পুনঃপ্রোগ্রামিং দক্ষতার সম্পর্ক রয়েছে, যা বয়স্ক বা ধীর বিভাজনশীল কোষগুলিতে পুনঃপ্রোগ্রামিং অদক্ষতা বৃদ্ধির মাধ্যমে প্রমাণিত।
ভ্রূণের বিকাশ বিশ্লেষণে বংশাণুক্রম (lineage) একটি গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি। যেহেতু প্রতিটি বিভাজনে কোষগুলির মধ্যকার সম্পর্ক বংশাণুক্রমে প্রদর্শিত হয়, এটি স্টেম সেলের কার্যকারিতা, আয়ুষ্কাল ও অন্যান্য বৈশিষ্ট্য শনাক্ত করতে সহায়তা করে।
স্ব-নবায়ন নিশ্চিত করতে স্টেম সেল দুপ্রকার কোষ বিভাজনের মধ্য দিয়ে যায় (দেখুন "স্টেম সেল বিভাজন ও বিভেদন" চিত্র): 
1. **সামঞ্জস্যপূর্ণ বিভাজন**: দুটি অভিন্ন কন্যা কোষ উৎপন্ন করে, উভয়ই স্টেম সেল বৈশিষ্ট্যপূর্ণ। 
2. **অসামঞ্জস্যপূর্ণ বিভাজন**: একটি স্টেম সেল ও একটি প্রোজেনিটর কোষ (progenitor cell) উৎপন্ন করে, যার স্ব-নবীয়ন ক্ষমতা সীমিত। প্রোজেনিটর কোষগুলি পরিপক্ব কোষে চূড়ান্ত বিভেদনের পূর্বে একাধিক বিভাজন সম্পন্ন করতে পারে।
একটি বিকল্প তত্ত্ব অনুসারে, স্টেম সেলগুলি তাদের নির্দিষ্ট নীশ (niche) পরিবেশের সংকেতের কারণে অ-বিভেদিত অবস্থায় থাকে। নীশ থেকে বিচ্ছিন্ন হলে বা সংকেত বন্ধ হয়ে গেলে এগুলি বিভেদিত হয়। "ড্রোসোফিলা" জার্মেরিয়ামে পরিচালিত গবেষণায় ডিকাপেন্টাপ্লেজিক (decapentaplegic) সংকেত ও অ্যাডহেরেন্স জাংশন শনাক্ত করা হয়েছে, যা জার্মেরিয়াম স্টেম সেলগুলিকে বিভেদিত হতে বাধা দেয়।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, নির্বাহী আদেশ ১৩৫০৫ (Executive Order 13505) দ্বারা মানব ভ্রূণীয় স্টেম সেল (hESC) গবেষণায় ফেডারেল তহবিল ব্যবহারের অনুমতি দেওয়া হয়েছে, তবে নতুন সেল লাইন উদ্ভাবনে এটি নিষিদ্ধ। ৭ জুলাই ২০০৯ থেকে কার্যকর এনআইএইচ (NIH) গাইডলাইন অনুযায়ী, ফেডারেল তহবিল পাওয়ার জন্য hESC লাইনগুলিকে নির্দিষ্ট মান পূরণ করতে হয়। এনআইএইচ মানব ভ্রূণীয় স্টেম সেল রেজিস্ট্রিতে অনুমোদিত লাইনগুলির তথ্য পাওয়া যায়, যেখানে জানুয়ারি ২০২২ পর্যন্ত ৪৮৬টি অনুমোদিত লাইন তালিকাভুক্ত রয়েছে।
স্টেম সেল থেরাপি হলো রোগ বা অবস্থার চিকিৎসা বা প্রতিরোধে স্টেম সেল ব্যবহার। অস্থি মজ্জা প্রতিস্থাপন হলো স্টেম সেল থেরাপির একটি রূপ যা বহু বছর ধরে ব্যবহৃত হয়েছে, কারণ ক্লিনিক্যাল ট্রায়ালে এর কার্যকারিতা প্রমাণিত হয়েছে। স্টেম সেল ইমপ্লান্টেশন হৃদযন্ত্রের বাম নিলয়কে শক্তিশালী করতে এবং পূর্বে হৃদরোগে আক্রান্ত রোগীদের হৃদযন্ত্রের টিস্যু সংরক্ষণে সহায়ক হতে পারে।
৫০ বছরেরও বেশি সময় ধরে, রক্তকণিকা উৎপাদনকারী স্টেম সেল প্রতিস্থাপন (HSCT) লিউকেমিয়া ও লিম্ফোমার মতো অবস্থার চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয়ে আসছে; এটি একমাত্র ব্যাপকভাবে অনুশীলিত স্টেম সেল থেরাপি। পর্যন্ত, রক্তকণিকা উৎপাদনকারী স্টেম সেল প্রতিস্থাপনই একমাত্র প্রতিষ্ঠিত থেরাপি। এ সাধারণত অস্থি মজ্জা প্রতিস্থাপনের রূপ নেয়, তবে নাভিরজ্জুর রক্ত থেকেও কোষ পাওয়া যেতে পারে। স্নায়বিক অবক্ষয়জনিত রোগ, ডায়াবেটিস ও হৃদরোগের মতো অবস্থার চিকিৎসার জন্য স্টেম সেলের উৎস ও প্রয়োগ নিয়ে গবেষণা চলমান।
স্টেম সেল চিকিৎসার মাধ্যমে চিকিৎসাধীন রোগের লক্ষণ হ্রাস হতে পারে। লক্ষণ হ্রাসের ফলে রোগীর ওষুধ সেবনের পরিমাণ কমতে পারে। এছাড়া স্টেম সেল চিকিৎসা ভবিষ্যতের চিকিৎসা পদ্ধতি সম্পর্কে সমাজের জ্ঞানভাণ্ডার সমৃদ্ধ করতে পারে। শল্য চিকিৎসা স্বভাবতই আক্রমণাত্মক, যেখানে টিস্যু অপসারণ প্রয়োজন হয়। স্টেম সেল ব্যবহার করে শল্য চিকিৎসার ঝুঁকি এড়ানো সম্ভব। এছাড়া রোগীর নিজ দেহ থেকে স্টেম সেল সংগ্রহ করে পুনরায় প্রয়োগ করা হলে (অটোলোগাস চিকিৎসা), দাতা টিস্যু প্রত্যাখ্যানের সম্ভাবনা প্রায় শূন্য হয়।
স্টেম সেল চিকিৎসায় অনাক্রম্যতা দমন প্রয়োজন হতে পারে, কারণ প্রতিস্থাপনের পূর্বে রোগীর বিদ্যমান কোষ অপসারণে বিকিরণ প্রয়োগ বা স্টেম সেলের বিরুদ্ধে রোগীর প্রতিরোধ ব্যবস্থা সক্রিয় হওয়ার ঝুঁকি থাকে।
কিছু স্টেম সেলে বহুক্ষমতাসম্পন্নতা (প্লুরিপোটেন্সি) থাকায় নির্দিষ্ট কোষ প্রকার পাওয়া কঠিন হতে পারে। ভ্রূণীয় স্টেম সেল, ভ্রূণ-উৎপন্ন স্টেম সেল ও প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট স্টেম সেলের ক্ষেত্রে টিউমার গঠনের ঝুঁকি বেশি।
ভ্রূণীয় স্টেম সেল ব্যবহার বা গবেষণা নিয়ে নৈতিক প্রশ্ন উত্থাপিত হয়েছে। ব্লাস্টোসিস্ট থেকে কোষ সংগ্রহ করলে এর মৃত্যু ঘটে, যা মানব জীবন হিসেবে বিবেচনার দার্শনিক বিতর্ক সৃষ্টি করে।
স্টেম সেল পর্যটন হল চিকিৎসা পর্যটন শিল্পের একটি অংশ, যেখানে রোগীরা স্টেম সেল পদ্ধতি পাওয়ার জন্য ভ্রমণ করেন।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে "স্টেম সেল ক্লিনিক"-এর সংখ্যা দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে। স্টেম সেল পদ্ধতিগুলো ক্লিনিকগুলোর জন্য অত্যন্ত লাভজনক। বিজ্ঞাপনগুলো কর্তৃত্বপূর্ণ শোনালেও এই পদ্ধতিগুলোর নিরাপত্তা ও কার্যকারিতা প্রমাণিত নয়। রোগীরা মাঝেমধ্যে জটিলতার সম্মুখীন হন, যেমন স্পাইনাল টিউমার এবং মৃত্যু। উচ্চ ব্যয় আর্থিক সমস্যারও কারণ হতে পারে। গবেষকদের মতে, জনসাধারণ, রোগী ও চিকিৎসকদের এই বিষয়ে শিক্ষিত করার প্রয়োজন রয়েছে।
আন্তর্জাতিক স্টেম সেল গবেষণা সমিতির (ISSCR) মতে, স্টেম সেল থেরাপিগুলো উন্নয়ন পর্যায়ে রয়েছে এবং এগুলোর সাফল্য প্রমাণিত বলে বিবেচিত হয়নি। চিকিৎসকদের উচিত রোগীদের জানানো যে ক্লিনিক্যাল ট্রায়ালগুলোর মাধ্যমে এই থেরাপিগুলোর নিরাপত্তা ও কার্যকারিতা পরীক্ষা করা হচ্ছে, কিন্তু অনৈতিক ক্লিনিকগুলো এগুলোকে প্রমাণিত হিসেবে উপস্থাপন করে। 
মানব ভ্রূণীয় স্টেম সেল সংক্রান্ত কিছু মৌলিক পেটেন্ট উইসকনসিন অ্যালামনাই রিসার্চ ফাউন্ডেশন (WARF)-এর মালিকানাধীন – এগুলি হল পেটেন্ট ৫,৮৪৩,৭৮০; ৬,২০০,৮০৬; এবং ৭,০২৯,৯১৩, যা জেমস এ. থমসন উদ্ভাবন করেছিলেন। WARF একাডেমিক বিজ্ঞানীদের বিরুদ্ধে এই পেটেন্টগুলি প্রয়োগ করে না, তবে কোম্পানিগুলির বিরুদ্ধে প্রয়োগ করে।
২০০৬ সালে, পাবলিক পেটেন্ট ফাউন্ডেশন তাদের ক্লায়েন্ট, অলাভজনক পেটেন্ট-ওয়াচডগ গ্রুপ কনজিউমার ওয়াচডগ-এর পক্ষে ইউএস পেটেন্ট অ্যান্ড ট্রেডমার্ক অফিস (USPTO)-কে তিনটি পেটেন্ট পুনর্বিবেচনার অনুরোধ করে। পুনর্বিবেচনা প্রক্রিয়ায়, USPTO প্রাথমিকভাবে কনজিউমার ওয়াচডগের পক্ষে সমর্থন জানায় এবং তিনটি পেটেন্টের সমস্ত দাবি প্রত্যাখ্যান করে। তবে প্রতিক্রিয়ায়, WARF তিনটি পেটেন্টের দাবিগুলিকে সংকীর্ণ করে সংশোধন করে এবং ২০০৮ সালে USPTO সংশোধিত দাবিগুলিকে পেটেন্টযোগ্য ঘোষণা করে। ২০১০ সালে, USPTO-এর বোর্ড অফ পেটেন্ট অ্যাপিলস অ্যান্ড ইন্টারফেরেন্সেস (BPAI) '৯১৩ পেটেন্টের সংশোধিত দাবিগুলিকে অপেটেন্টযোগ্য ঘোষণা করে। ২০১৩ সালে, WARF পুনরায় মামলার দাবিগুলি সংশোধন করে এবং সংশোধিত দাবিগুলি অনুমোদিত হয়।
২০১৩ সালের জুলাইয়ে, কনজিউমার ওয়াচডগ '৯১৩ পেটেন্টের বিরুদ্ধে ইউএস কোর্ট অফ অ্যাপিলস ফর দ্য ফেডারেল সার্কিট (CAFC)-এ আপিল করার ঘোষণা দেয়। ডিসেম্বর ২০১৩-এর শুনানিতে, CAFC কনজিউমার ওয়াচডগের আইনি অবস্থান নিয়ে প্রশ্ন তোলে।
স্টেম সেল চিকিৎসা গবেষণাধীন রোগ ও অবস্থার মধ্যে রয়েছে: 
স্টেম সেলের বিভিন্ন উৎস উন্নয়নের গবেষণা চলমান।
স্টেম সেল ব্যবহার করে অর্গানয়েড তৈরির গবেষণা চলছে, যা মানব বিকাশ, অঙ্গ গঠন ও রোগ মডেলিং বোঝার সুযোগ দেবে।
যকৃতের বিষাক্ততা ও ঔষধ-প্ররোচিত যকৃতের ক্ষতি নতুন ঔষধ উন্নয়নে ব্যর্থতার একটি বড় কারণ, যা ঔষধ উন্নয়ন প্রক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়ে বিষাক্ততা শনাক্ত করতে স্টেম সেল-উদ্ভূত হেপাটোসাইট-জাত কোষের প্রয়োজনীয়তা নির্দেশ করে।
২০২১ সালের আগস্টে, ইউনিভার্সিটি হেলথ নেটওয়ার্ক-এর প্রিন্সেস মার্গারেট ক্যান্সার সেন্টার-এর গবেষকেরা মূল স্টেম সেলে একটি নিষ্ক্রিয়তা প্রক্রিয়া আবিষ্কার করেন, যা ভবিষ্যতে ক্যান্সার চিকিৎসায় সাহায্য করতে পারে।