В 1998 году две независимые исследовательские группы под руководством Kindblom и Hirota доказали общее происхождение GIST и клеток Кахаля. Более того, был открыт основной механизм, ответственный за развитие этих опухолей - гиперэкспрессия клетками GIST тирозинкиназного рецептора с-KIT (известного также как поверхностный антиген CD117) и его гиперактивация. Именно наличие или отсутствие активированного c-KIT рецептора определяет дальнейшую дифференцировку примитивных мезенхимальных клеток-предшественников, которая может пойти в направлении как интерстициальных клеток Кахаля, так и гладкомышечной ткани. В нормальных условиях c-KIT тирозинкиназный рецептор (белковый продукт с-kit протоонкогена) активизируется в результате связывания внеклеточного домена рецептора с соответствующим лигандом - фактором роста стволовых клеток (stem cell factor, SCF). В дальнейшем происходит гомодимеризация рецептора, активация его внутриклеточного АТФ-связывающего и тирозинкиназного доменов с последующим фосфорилированием тирозиновых остатков ряда внутриклеточных сигнальных белков, передающих импульс к ядру клетки. Этот процесс инициирует клеточную пролиферацию, дифференцировку и включает механизмы, регулирующие процессы апоптоза. В патогенезе GIST ключевую роль играет лиганднезависимая активация рецептора c-KIT, которая наиболее часто происходит вследствие мутации с-kit онкогена (85% случаев). В 5% случаев определяют мутацию PDGFR-α. В тех случаях, когда не удаётся выявить мутации с помощью доступных методов (ПЦР, секвенирование ДНК), предполагают, что активация с-KIT в опухолевых клетках происходит вследствие нарушения механизмов регуляции функционирования данного рецептора: гиперэкспрессия рецептора или SCF, инактивация с-KIT ингибирующих фосфатаз, гетеродимеризация с-KIT c другой рецепторной тирозинкиназой или независимое включение альтернативных путей внутриклеточной передачи сигнала.