溶酶體（lysosome）是一種細胞器，即細胞內的超微結構，為單層包被的囊泡，外面是一層脂蛋白膜。它是細胞的處理與回收系統。內部液體呈酸性，含有60多種酸性水解酶，可降解各種生物大分子，如核酸、蛋白質、脂質、黏多糖及糖原等。組成細胞的各種生物大分子都處于動態平衡中，不斷被分解又不斷被再合成。通過內吞作用攝入的生物大分子也需要分解成不同的組分后，才能被利用。這些大分子的分解都是在溶酶體中進行的。
溶酶體中的每一種酶皆有各自的編碼基因。每一種酶的缺陷直接導致某一特定的生物大分子不能正常降解而在溶酶體中貯積。其共同結果都是溶酶體隨之發生腫脹，細胞也變得臃腫失常，細胞功能受到嚴重影響，最終導致疾病，稱為溶酶體貯積癥（lysosomal storage disease，LSD）。
葡糖腦苷酯酶是一種可溶性的糖脂類物質，是細胞的組成成分之一，在體內廣泛存在。正常人每克脾組織（濕重）含GC 60～280μg，而腦甙沉積病患者可高達3～40.5mg。生理情況下，來源于衰老死亡的組織細胞的葡糖腦苷酯被單核巨噬細胞吞噬后，在溶酶體內經GBA作用水解生成葡萄糖和神經酰基鞘氨醇（ceramide），其反應式如下：
GC H20ceramide glucose
腦組織中蓄積的GC主要來源于神經節苷脂（ganglioside），此外尚可來源于體內，如肝、腎和肌肉等各種組織。由于GBA基因突變導致體內無GBA生成或生產的GBA無活性，造成單核巨噬細胞內的GC不能被有效水解，大量GC在肝、脾、骨骼、骨髓、肺和腦組織的單核巨噬細胞中蓄積，形成典型的戈謝細胞。
腦甙沉積病致病基因位于1號染色體。已經發現，許多不同的GBA點突變與發病有關。編碼GC的基因位于常染色體1q21，基因長7kb，含有8個外顯子。在此基因下游16kb處有一高度同源的假基因。腦甙沉積病患者可見到錯義突變、剪接突變、轉移突變、基因缺失、基因與假基因融合等。以錯義突變最常見，導致GC的催化功能和穩定性下降。不同人種基因型的變異不同，如Ashkenzi猶太人群體中N370S最常見，僅見于Ⅰ型患者，純合子病情輕。而在亞洲人群中則無這種變異型。L444P在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型患者中均可見到純合子病情重，常有神經系統癥狀。腦甙沉積病患者中已確定的基因突變有100余種，中國人腦甙沉積病的基因型已報道10例，其中5例Ⅰ型為G46E/L444P，F37V/L444P，N188S/L444P、Y205S/L444P及R48W/R120W；2例Ⅱ型均為F213I/L444P；3例Ⅲ型為N409H/N409H，G202R/N409H及L444P/L444P，其中以L444P基因型最常見，在等位基因中占領40%，并出現在各型GD中。F37V及Y205C為中國人特有的新生突變。