亨廷頓舞蹈症是HTT基因中的CAG序列過度擴張導致的，除HTT外，在其他基因CAG過度擴張也會導致除亨廷頓舞蹈症以外的中樞神經系統疾病，說明CAG序列擴增是直接的致病原因。當CAG序列過度擴增，基因所表達的蛋白的谷氨醯胺殘基也就越長，研究表明蛋白質的這部分與蛋白內部和蛋白之間的交聯有關，因此導致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致了神經元的凋亡。另外，還有研究表明異常的亨廷頓蛋白會進入細胞核內，與轉錄因子等結合，從何導致細胞基因表達調控的紊亂，從而造成細胞凋亡。
