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Cajal介在細胞
Interstitial cells of Cajal
- 別名
- ICCカハール介在細胞
- 臓器系
- 消化器
- 科目
- Medical PhysiologyPathology (Histopathology)
- トピック
- 生理学 6/2:消化管の運動機能とその制御組織病理 H2-031:消化管間質腫瘍(CD117染色)
🧠 全体像:Cajal介在細胞 interstitial cell of Cajal Cajal介在細胞(interstitial cell of Cajal) interstitial cell of Cajal(Cajal介在細胞) (ICC)は血液検査値 Labs 検査値(Labs) Labs(検査値) ではなく、免疫染色c-Kit/CD117 免疫染色(c-Kit/CD117)c-Kit/CD117(免疫染色) で同定する組織所見である。ニューロンでもシュワン細胞 Schwann cell シュワン細胞(Schwann cell) Schwann cell(シュワン細胞) でもグリア細胞 neuroglia グリア細胞(neuroglia) neuroglia(グリア細胞) でもない独立した間葉系 Mesenchymal 間葉系(Mesenchymal) Mesenchymal(間葉系) 由来の細胞群で、消化管全体に自ら電気的なリズム(スローウェーブ)を作り出し平滑筋へ伝えるペースメーカーpacemakersペースメーカー(pacemakers)pacemakers(ペースメーカー)として働く1。この本質を踏まえると、胃不全麻痺gastroparesis胃不全麻痺(gastroparesis)gastroparesis(胃不全麻痺)・慢性偽性腸閉塞 pseudo-obstruction偽性腸閉塞(pseudo-obstruction) pseudo-obstruction(偽性腸閉塞)・ヒルシュスプルング病Hirschsprung diseaseヒルシュスプルング病(Hirschsprung disease)Hirschsprung disease(ヒルシュスプルング病)・慢性巨大結腸 megacolon 巨大結腸(megacolon) megacolon(巨大結腸) 症という一見バラバ mule ラバ(mule) mule(ラバ) ラな消化管運動障害 gastrointestinal motility disorder 消化管運動障害(gastrointestinal motility disorder) gastrointestinal motility disorder(消化管運動障害) が、「腸管神経系enteric nervous system (ENS) 腸管神経系(enteric nervous system (ENS))enteric nervous system (ENS)(腸管神経系) だけでなくICCのネットワークも障害されている」という一本の軸で横断的に理解できる。逆にc-Kit陽性細胞の腫瘍性増殖 neoplastic proliferation腫瘍性増殖(neoplastic proliferation) neoplastic proliferation(腫瘍性増殖)が消化管間質腫瘍gastrointestinal stromal tumor, GIST 消化管間質腫瘍(gastrointestinal stromal tumor, GIST)gastrointestinal stromal tumor, GIST(消化管間質腫瘍) (GISTGIST, gastrointestinal stromal tumor)であり、同じ細胞系統が「消失」と「腫瘍化transformation腫瘍化(transformation)transformation(腫瘍化)」という正反対の異常を起こす点が理解の核になる。
何を測っているか(対象細胞と由来)
- ICCは中胚葉由来(間葉系Mesenchymal間葉系(Mesenchymal)Mesenchymal(間葉系))の特殊化 specialization 特殊化(specialization) specialization(特殊化) した介在細胞 intercalated cells 介在細胞(intercalated cells) intercalated cells(介在細胞) で、食道から肛門まで消化管全層に分布する。腸管神経系enteric nervous system (ENS) 腸管神経系(enteric nervous system (ENS))enteric nervous system (ENS)(腸管神経系) (ENS)の一部ではなく、ニューロンとも平滑筋細胞 smooth muscle cells 平滑筋細胞(smooth muscle cells) smooth muscle cells(平滑筋細胞) とも異なる独立した細胞系統である1。
- 分布部位により機能的なサブタイプ Subtype サブタイプ(Subtype) Subtype(サブタイプ) に分かれる。筋層間神経叢myenteric plexus (Auerbach plexus) 筋層間神経叢(myenteric plexus (Auerbach plexus))myenteric plexus (Auerbach plexus)(筋層間神経叢) の高さに存在するICC-MY(筋層間ICC)はペースメーカー活動 pacemaker activity ペースメーカー活動(pacemaker activity) pacemaker activity(ペースメーカー活動) の主座で、結腸では輪状筋 circular muscle 輪状筋(circular muscle) circular muscle(輪状筋) 内面に分布するICC-SM(粘膜下submucosal 粘膜下(submucosal)submucosal(粘膜下) ICC)が神経伝達の中継を担う1。
- 病理標本での同定にはc-Kit(CD117)に対する免疫染色を用いる。c-KitはICCの発生に必須の分子でもあり、長らく標準マーカーとされてきたが、より特異的なAno1(TMEM16a、Ca²⁺活性化Cl⁻チャネル)染色も併用されるようになっている1。
「基準値」にあたるもの:正常な分布・密度
血液検査のような単一の基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) はなく、強拡大1視野あたりの細胞密度とネットワークとしての連続性 continuous連続性(continuous) continuous(連続性)の両方で評価する。
| 部位 | 正常参照値(強拡大1視野あたり) |
|---|---|
| 輪状筋circular muscle 輪状筋(circular muscle)circular muscle(輪状筋) 層 | 6.2±0.8個 |
| 縦走筋longitudinal muscle (layer) 縦走筋(longitudinal muscle (layer))longitudinal muscle (layer)(縦走筋) 層 | 3.3±0.5個 |
| 筋層間神経叢myenteric plexus (Auerbach plexus)筋層間神経叢(myenteric plexus (Auerbach plexus))myenteric plexus (Auerbach plexus)(筋層間神経叢) | 4.3±0.7個 |
この数値は染色条件を最適化したホルマリン固定パラフィン paraffin パラフィン(paraffin) paraffin(パラフィン) 包埋 embedding 包埋(embedding) embedding(包埋) (FFPE)標本で得られたものであり、施設間で染色プロトコルが異なれば単純に比較できない2。単なる細胞数だけでなく、細胞同士が網目 fishnet 網目(fishnet) fishnet(網目) 状に連結しているか(ネットワークの連続性 continuous連続性(continuous) continuous(連続性))も評価対象になる——数が保たれていてもネットワークが断裂 rupture (tear) 断裂(rupture (tear)) rupture (tear)(断裂) していれば、電気的な伝播は成立しない1。
異常の意味:減少(消耗性)と増加(腫瘍化)
| パターン | 代表疾患 | 何を意味するか |
|---|---|---|
| 密度低下・ネットワーク断裂 rupture (tear)断裂(rupture (tear)) rupture (tear)(断裂) | 胃不全麻痺gastroparesis胃不全麻痺(gastroparesis)gastroparesis(胃不全麻痺)(糖尿病性・特発性) | 迷走神経障害vagus nerve dysfunction 迷走神経障害(vagus nerve dysfunction)vagus nerve dysfunction(迷走神経障害) とICCの減少が並行し、スローウェーブの発生・伝播が障害される3 |
| 密度低下・ネットワーク断裂 rupture (tear)断裂(rupture (tear)) rupture (tear)(断裂) | 慢性巨大結腸 megacolon 巨大結腸(megacolon) megacolon(巨大結腸) 症 | 腸管神経enteric nerve 腸管神経(enteric nerve)enteric nerve(腸管神経) 細胞の脱落だけでは口径の変化を説明できず、平滑筋アクチンsmooth muscle actin 平滑筋アクチン(smooth muscle actin)smooth muscle actin(平滑筋アクチン) とICCの密度低下のほうが拡張部の口径とよく対応する |
| 分布の異常(無神経節区域での消失・乏在化) | ヒルシュスプルング病Hirschsprung diseaseヒルシュスプルング病(Hirschsprung disease)Hirschsprung disease(ヒルシュスプルング病) | 無神経節区域では筋層間ICCネットワークが消失または疎になり、正常な蠕動が伝わらない |
| c-Kit陽性細胞の腫瘍性増殖 neoplastic proliferation腫瘍性増殖(neoplastic proliferation) neoplastic proliferation(腫瘍性増殖) | 消化管間質腫瘍gastrointestinal stromal tumor, GIST 消化管間質腫瘍(gastrointestinal stromal tumor, GIST)gastrointestinal stromal tumor, GIST(消化管間質腫瘍) (GIST) | 減少ではなく腫瘍化transformation腫瘍化(transformation)transformation(腫瘍化)——ICCそのもの、またはその前駆細胞に由来する間葉系腫瘍 mesenchymal tumor 間葉系腫瘍(mesenchymal tumor) mesenchymal tumor(間葉系腫瘍) で、平滑筋腫瘍smooth muscle tumors平滑筋腫瘍(smooth muscle tumors)smooth muscle tumors(平滑筋腫瘍)・神経鞘腫schwannoma 神経鞘腫(schwannoma)schwannoma(神経鞘腫) との鑑別にCD117CD117(CD117 (c-KIT))・DOG1染色を用いる |
⭐ 「密度が低い」ことと「c-Kit染色が弱い」ことは同じではない。 c-Kit陽性性の低下が必ずしもICCそのものの消失を意味せず、逆に正常なc-Kit陽性性が正常なICC分布を保証するわけでもない——染色というプロキシと実体の細胞数を混同しない1。
⚠️ 測定上の注意
- ⚠️ 筋層間神経叢myenteric plexus (Auerbach plexus) 筋層間神経叢(myenteric plexus (Auerbach plexus))myenteric plexus (Auerbach plexus)(筋層間神経叢) を評価するには全層生検 full-thickness biopsy 全層生検(full-thickness biopsy) full-thickness biopsy(全層生検) が必要。 内視鏡の粘膜生検 mucosal biopsy 粘膜生検(mucosal biopsy) mucosal biopsy(粘膜生検) では筋層間ICC-MYの評価はできない。慢性偽性腸閉塞 pseudo-obstruction 偽性腸閉塞(pseudo-obstruction) pseudo-obstruction(偽性腸閉塞) やヒルシュスプルング病 Hirschsprung disease ヒルシュスプルング病(Hirschsprung disease) Hirschsprung disease(ヒルシュスプルング病) の確定診断で外科的な全層生検 full-thickness biopsy全層生検(full-thickness biopsy) full-thickness biopsy(全層生検)・直腸吸引生検rectal suction biopsy 直腸吸引生検(rectal suction biopsy)rectal suction biopsy(直腸吸引生検) が必要になるのはこのためである。
- ⚠️ 染色プロトコルの標準化が不十分。 GIST診断用に最適化されたCD117染色は強い発現を検出する設計であり、正常〜低発現のICCを検出する感度は施設ごとに異なりうる。ホルマリン固定パラフィン paraffin パラフィン(paraffin) paraffin(パラフィン) 包埋 embedding 包埋(embedding) embedding(包埋) 標本での免疫組織化学 immunohistochemistry (IHC) 免疫組織化学(immunohistochemistry (IHC)) immunohistochemistry (IHC)(免疫組織化学) は、凍結切片frozen section 凍結切片(frozen section)frozen section(凍結切片) の免疫蛍光法 immunofluorescence assay (IFA) 免疫蛍光法(immunofluorescence assay (IFA)) immunofluorescence assay (IFA)(免疫蛍光法) に比べて検出感度が低い(免疫蛍光immunofluorescence, IF 免疫蛍光(immunofluorescence, IF)immunofluorescence, IF(免疫蛍光) で見えるICCの約38〜42%しか検出できない)2。
- ⚠️ 正常参照値そのものが普遍的でない。 上記の細胞密度は特定の最適化プロトコルでの値であり、染色条件が違えば異なる値になりうる。他施設の報告と単純に数値だけで比較しない2。
臨床での使いどころ
- 日常のスクリーニング検査 screening test スクリーニング検査(screening test) screening test(スクリーニング検査) ではなく、難治性の消化管運動障害 gastrointestinal motility disorder 消化管運動障害(gastrointestinal motility disorder) gastrointestinal motility disorder(消化管運動障害) で他の原因(機械的閉塞mechanical obstruction機械的閉塞(mechanical obstruction)mechanical obstruction(機械的閉塞)、代謝性、薬剤性)を除外したあとの病理学的な裏づけとして用いる。
- 単独の異常値で診断が完結するわけではない。腸管神経enteric nerve 腸管神経(enteric nerve)enteric nerve(腸管神経) 細胞の評価(HE染色・免疫染色)と組み合わせ、どちらがどの程度障害されているかを総合的に判断する。
まとめ
- Cajal介在細胞interstitial cell of Cajal Cajal介在細胞(interstitial cell of Cajal)interstitial cell of Cajal(Cajal介在細胞) は血液検査値 Labs 検査値(Labs) Labs(検査値) ではなく、c-Kit(CD117)・Ano1免疫染色で同定する消化管のペースメーカー細胞 pacemaker cell ペースメーカー細胞(pacemaker cell) pacemaker cell(ペースメーカー細胞) という組織所見である。
- 筋層間ICC-MYがスローウェーブを発生し、ネットワークを介して能動的に伝播したのち平滑筋へ伝わる。
- 正常範囲は細胞密度とネットワークの連続性 continuous 連続性(continuous) continuous(連続性) の両方で評価し、施設間の染色プロトコルの違いに注意する。
- 密度低下・ネットワーク断裂 rupture (tear) 断裂(rupture (tear)) rupture (tear)(断裂) は胃不全麻痺 gastroparesis胃不全麻痺(gastroparesis) gastroparesis(胃不全麻痺)・慢性巨大結腸 megacolon 巨大結腸(megacolon) megacolon(巨大結腸) 症・ヒルシュスプルング病Hirschsprung disease ヒルシュスプルング病(Hirschsprung disease)Hirschsprung disease(ヒルシュスプルング病) など消耗 wasting; depletion 消耗(wasting; depletion) wasting; depletion(消耗) 性の消化管運動障害 gastrointestinal motility disorder 消化管運動障害(gastrointestinal motility disorder) gastrointestinal motility disorder(消化管運動障害) に共通する所見で、逆にc-Kit陽性細胞の腫瘍性増殖 neoplastic proliferation 腫瘍性増殖(neoplastic proliferation) neoplastic proliferation(腫瘍性増殖) はGISTを意味する。
- 全層生検full-thickness biopsy 全層生検(full-thickness biopsy)full-thickness biopsy(全層生検) でなければ筋層間ICCを評価できず、染色プロトコルの違いによる検出感度の差も解釈時に考慮する。
出典
- 1.Interstitial cells of Cajal - pacemakers of the gastrointestinal tract(The Journal of Physiology・2023)Cajal介在細胞(ICC)が消化管固有のペースメーカー細胞で、平滑筋細胞自体はスローウェーブを発生・再生する機構を欠くこと、ICCは自発的な局所Ca²⁺放出がAno1(Ca²⁺活性化Cl⁻チャネル)を開口させてスローウェーブの立ち上がりを作り、細胞間の電気的結合ネットワークを介して能動的に伝播したのち、ギャップ結合を通じて電気緊張性に平滑筋へ伝わりCav1.2チャネルの活性化を介して収縮を起こすこと、筋層間神経叢の高さに分布するICC-MYと結腸の輪状筋内面に分布するICC-SMという集団があること、c-Kit(CD117)がICCの同定と発生に必須のバイオマーカーとして機能する一方でAno1(TMEM16a)がより特異的な免疫染色マーカーとして導入されたこと、糖尿病や外科切除後にみられるようなICCネットワークの連続性の破綻が運動パターンへ悪影響を及ぼすことを確認した。閲覧 2026-09-08
- 2.Diagnostic challenges of motility disorders: Optimal detection of CD117 positive interstitial cells of Cajal(Histopathology・2009)ICCの正常・異常な数やネットワークの断裂を判定する基準が施設間で統一されていなかったこと、GIST診断用に最適化されたCD117染色プロトコルは正常〜低発現のICCの検出には不十分でありうること、ホルマリン固定パラフィン包埋組織での免疫組織化学は凍結切片の免疫蛍光法に比べ検出感度が低い(後者で見えるICCの約38〜42%しか検出できない)ことを確認した。最適化した染色で得た正常参照値として、強拡大1視野あたりの細胞数が輪状筋層6.2±0.8、縦走筋層3.3±0.5、筋層間神経叢4.3±0.7であることを示した。閲覧 2026-09-08
- 3.Gastroparesis(StatPearls (NCBI Bookshelf)・2026)糖尿病性・特発性いずれの胃不全麻痺でも生検でCajal介在細胞と腸管神経の減少がみられることを、Pathophysiology・Histopathologyの節で確認した。閲覧 2026-09-08