Az APP gén mutációja a leggyakoribb oka az örökletes agyi amiloid angiopátiának. Az APP génmutációk okozzák az állapot holland, olasz, sarkvidéki, iowai, flamand és piemonti típusát. A CST3 gén mutációi az izlandi típust okozzák. A familiáris brit és dán demenciát az ITM2B gén mutációi okozzák.
Az APP gén az amiloid prekurzor fehérje nevű fehérje előállításához ad utasításokat. Ez a fehérje számos szövetben és szervben megtalálható, beleértve az agyat és a gerincvelőt (központi idegrendszer). Ennek a fehérjének a pontos funkciója nem ismert, de a kutatók feltételezik, hogy más fehérjékhez kapcsolódhat (kötődhet) a sejtek felszínén, vagy segíthet a sejteknek egymáshoz kapcsolódni. Az agyban az amiloid prekurzor fehérje szerepet játszik az idegsejtek (neuronok) fejlődésében és fenntartásában.
A CST3 gén utasításokat ad egy cisztatin C nevű fehérje előállításához. Ez a fehérje gátolja a kathepszineknek nevezett enzimek aktivitását, amelyek más fehérjék lebontása érdekében szétvágják azokat. A cisztatin C megtalálható a biológiai folyadékokban, például a vérben. Különösen magas a szintje abban a folyadékban, amely körülveszi és védi az agyat és a gerincvelőt (az agy-gerincvelői folyadék vagy CSF
).
Az ITM2B gén utasításokat ad egy olyan fehérje előállításához, amely minden szövetben megtalálható. Az ITM2B fehérje funkciója nem világos. Úgy gondolják, hogy szerepet játszik a sejtek önpusztításának (apoptózis) kiváltásában és a sejtek túl gyors vagy ellenőrizetlen növekedésének és osztódásának megakadályozásában. Ezenkívül az ITM2B fehérje részt vehet az amiloid prekurzor fehérje feldolgozásában.
Az APP, a CST3 vagy az ITM2B gén mutációi a normálisnál kevésbé stabil fehérjék termelődéséhez vezetnek, amelyek hajlamosak összecsomósodni (aggregálódni). Ezek az aggregált fehérjék amiloid lerakódásoknak nevezett fehérjerögöket alkotnak, amelyek felhalmozódnak az agy bizonyos területein és a vérereiben. Az amiloid lerakódások, az úgynevezett plakkok károsítják az agysejteket, végül sejthalált okoznak és károsítják az agy különböző részeit. Az örökletes agyi amiloid angiopátiában szenvedő embereknél az agysejtek elvesztése rohamokhoz, mozgási rendellenességekhez és egyéb neurológiai problémákhoz vezethet. Az erekben az amiloid plakkok helyettesítik az izomrostokat és a rugalmas rostokat, amelyek rugalmasságot kölcsönöznek az ereknek, így azok gyengévé és törésre hajlamossá válnak. Az agyi erek elszakadása vérzést okoz az agyban (vérzéses stroke), ami agykárosodáshoz és demenciához vezethet
.