亨廷頓舞蹈症是HTT基因中的CAG序列過度擴張導緻的,除HTT外,在其他基因CAG過度擴張也會導緻除亨廷頓舞蹈症以外的中樞神經系統疾病,說明CAG序列擴增是直接的緻病原因。當CAG序列過度擴增,基因所表達的蛋白的谷氨酰胺殘基也就越長,研究表明蛋白質的這部分與蛋白内部和蛋白之間的交聯有關,因此導緻了蛋白質形成剛性的超分子,而且實驗研究發現異常的亨廷頓蛋白不易被移除,這些異常的蛋白質聚集最終導緻了神經元的凋亡。另外,還有研究表明異常的亨廷頓蛋白會進入細胞核内,與轉錄因子等結合,從何導緻細胞基因表達調控的紊亂,從而造成細胞凋亡。