Ce travail de thèse a permis de caractériser avec succès des analogues structuraux de l´allopregnanolone présentant pour certains d'entre eux des effets bénéfiques et des avantages par rapport à la molécule de référence. En particulier, l'analogue O-allyl-AP, qui stimule in vitro la prolifération des cellules progénitrices, la différenciation neuronale et protège les cellules souches neurales adultes contre l'apoptose induite par le peptide Aβ42, est aussi efficace in vivo pour contrecarrer le déclin de la neurogenèse lié à l'âge et améliorer les performances cognitives au cours du vieillissement. De façon intéressante, les effets proliférateur et neuroprotecteur de l´O-allyl-AP semblent impliquer différents mécanismes d'action. Des expériences supplémentaires sont nécessaires pour conclure sur la capacité de l´O-allyl-AP à stabiliser le déclin de l'activité neurologique et à réduire les caractéristiques physiopathologiques de la Maladie d'Alzheimer (MA) chez les souris Tg2576. Nos résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour l'application de l´O-allyl-AP dans le développement de stratégies thérapeutiques contre la MA et les maladies neurodégénératives. / This PhD work allowed us to successfully characterize structural analogs of allopregnanolone. Some of these analogs showed beneficial effects and advantages with respect to the molecule of reference. In particular, the analog O-allyl-AP stimulates proliferation of progenitor cells in different neural in vitro models, neuronal differentiation and protects adult neural stem cells against Aβ-induced apoptosis. In addition, O-allyl-AP is effective in counteracting the decline in neurogenesis related to age and in improving cognitive performance during aging. Interestingly, proliferative and neuroprotective effects seem to involve different mechanisms of action. Additional experiments are needed to confirm our preliminary data about the ability of O-allyl-AP to attenuate the decrease of neurogenic activity and to reduce pathophysiological hallmarks of Alzheimer disease (AD) in Tg2576 mice. Our findings provide interesting perspectives for using O-allyl-AP in the development of therapeutic strategies against AD and other neurodegenerative diseases.

Les mutations de la protéolipide-protéine (PLP) entraînent la mort des oligodendrocytes (OL) et les pathologies de la myéline. Pour contribuer à l'élucidation des mécanismes impliqués, ce travail de thèse, qui a utilisé des lignées d'OL 158N (normale) et 158JP (porteuse de PLP mutée), démontre une mortalité élevée des cultures 158JP comparées aux témoins. Une hausse du ratio Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptose) est observée chez les 158JP. La protéine BiP, marqueur de stress du réticulum endoplasmique (SRE), est surexprimée chez les 158JP. L'exposition au SRE induit par la tunicamycine a révélé que la DE50 pour les 158JP est 67 fois plus faible que la DE50 pour les 158N. Les 158JP surexpriment aussi les protéines CHOP et caspase-12 qui déterminent le basculement des processus intracellulaires vers l'apoptose. Le 4-Phénylbutyrate, inhibiteur du SRE, améliore la survie des 158JP et diminue les marqueurs du SRE et de l'apoptose. Des perspectives intéressantes sont ouvertes pour l'exploration de stratégies efficaces contre les pathologies dysmyélinisantes. / Mutations of proteolipid-protein (PLP) cause oligodendrocyte (OL) death and myelin disorders. To contribute to the elucidation of the mechanisms involved, the present PhD work has used 158N (normal) and 158JP (mutated PLP) OL lines, to show the occurrence of a high cell death percentage in 158JP OL cultures compared to the controls. An increased Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptosis) ratio is evidenced in 158JP cells. Also, the endoplasmic reticulum stress marker (SRE) BiP is overexpressed in 158JP OL. Exposure of 158N and 158JP cells to tunicamycin-induced SRE revealed that the ED50 for 158JP OL is 67 times lower than the ED50 for 158N OL. Proteins CHOP and caspase-12, that pivotally determine the switching from survival to apoptotic pathways, are upregulated in 158JP cells. 4-Phenylbutyrate, a SRE inhibitor, which improves 158JP cell survival, also decreases the levels of SRE and apoptosis markers in 158JP OL. The thesis opens promising perspectives for the development of effective strategies against myelin disorders.

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie auto-immune inflammatoire chronique qui détériore la myéline centrale des patients. Des progrès ont été réalisés dans le traitement de la SEP mais il n'existe pas encore de neuroprotecteurs efficaces contre les dommages axonaux entraînant un lourd handicap. Ce travail de thèse a évalué le potentiel du XBD173, un ligand du translocator protein contrôlant la neurostéroïdogenèse et la neuroinflammation, à améliorer les symptômes dans un modèle de SEP induit par la protéolipide-protéine (souris EAE-PLP) qui mime la forme rémittente-récurrente de la SEP (85% des patients). Nos résultats montrent qu'à faible dose, le XBD173, qui diminue les taux sériques d’interleukines pro-inflammatoires et empêche la répression des marqueurs myélinique et axonal, améliore aussi la symptomatologie des souris EAE-PLP. L'effet bénéfique du XBD173 contre les signes cliniques est reproduit chez les souris EAE-MOG mimant la forme progressive de la SEP. La thèse ouvre des perspectives pour l'élaboration de stratégies efficaces contre la SEP sans induire d'effets secondaires majeurs. / Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory autoimmune disease affecting the central myelin. Progress has been made for MS treatment, but effective neuroprotective drugs against MS-evoked axonal damages and severe disability are still missing. This thesis assessed the potential of XBD173, a ligand of the translocator protein controlling neurosteroidogenesis and neuroinflammation, to improve symptoms in the proteolipid protein-induced MS model (EAE-PLP mice) that mimics the relapsing-remitting form affecting 85% of MS patients. Our results show that XBD173 at low dose decreases serum levels of pro-inflammatory interleukins, prevents the repression of myelin and axonal markers, and also ameliorates clinical deficits in EAE-PLP mice. The beneficial effect of XBD173 against clinical symptoms was also observed in the EAE-MOG mice mimicking the progressive MS. Promising perspectives are open for the development of effective strategies against MS with little or no serious side effects.

Patients with epilepsy often suffer debilitating cognitive and psycho-affective disorders.In some cases, epilepsy is associated to neurodegenerative processes that are the targetof certain therapeutical agents. Today, erythropoietin is considered as one of the most promising neuroprotective agents. In addition, an increased body of studies provides evidence that enrichment (or complexity) of housing decreases the cerebral vulnerabilityin the context of diverse brain insults. In this thesis, we demonstrate: 1) in a model ofepilepsy with large neuronal lesions, that erythropoietin protects the most vulnerable neuronal populations to excitotoxic injury, at the only condition that neuronal expression of its receptor is optimized prior to the primary insult causing epilepsy; 2) in a model of epilepsy associated with faint neuronal lesions that: i) erythropoietin prevents anxietyand impaired spatial learning and memory, ii) enriched housing in Marlau™ cages is moreefficient than erythropoietin, and iii) erythropoietin treatment abolishes beneficial effectsof enriched housing. These results, obtained in animal models of epilepsies associatedwith cognitive disorders establish that beneficial effects of a potential therapeutic agentmay rely on quality of life / Dans de nombreux cas, les patients avec des épilepsies présentent d’importants troubles cognitifs et psycho-affectifs. Ces épilepsies sont parfois accompagnées de phénomènes neuro-dégénératifs qui sont la cible de certains agents thérapeutiques. Aujourd’hui, l’érythropoïétine apparaît comme l’un des agents neuro-protecteurs les plus prometteurs.En outre, des études de plus en plus nombreuses montrent que l’enrichissement (ou la complexification) des conditions d’hébergement diminue la vulnérabilité cérébrale face à des agressions d’origine différente. Dans cette thèse, nous montrons : 1) dans un modèle d’épilepsie accompagné de vastes lésions neuronales, que l’érythropoïétine protège les populations neuronales les plus vulnérables aux atteintes excitotoxiques, à la condition d’optimiser l’expression neuronale de son récepteur, préalablement à l’agression cérébrale ayant initié l’épilepsie ; 2) dans un modèle d’épilepsie associé à des phénomènes neurodégénératifs très discrets, que : i) l’érythropoïétine bloque le développement de l’anxiété et des troubles de l’apprentissage et de la mémoire spatiale,ii) l’enrichissement du milieu d’hébergement en cages Marlau™ est plus efficace que l’érythropoïétine, et iii) le traitement par l’érythropoïétine annihile les effets bénéfiques de l’enrichissement du milieu d’hébergement. Les résultats de cette thèse, obtenus dans des modèles expérimentaux d’épilepsies associés à des troubles cognitifs, démontrent que les effets bénéfiques d’un potentiel agent thérapeutique peuvent dépendre de la qualité de vie

Accidents Vasculaire Cérébraux (parfois appelés AVC ou attaques cérébrales) sont les 3èmes causes principales de mortalité et les causes de handicap dans les pays industrialisés. Ils représentent un problème de santé publique en raison de leurs fréquences, de leurs mortalités et des handicaps physiques et cognitifs qu'ils entraînent. Malgré d’importants progrès réalisés dans le domaine de la physiopathogénie de l’ischémie cérébrale, on ne dispose pas encore, aujourd’hui, de thérapeutiques efficaces pour traiter un accident vasculaire cérébral lors de sa phase aiguë. Les gangliosides GM1 sont des composants majeurs du feuillet externe de la membrane cellulaire au niveau du système nerveux central. Ces gangliosides ont des effets antineurotoxiques, neuroprotecteurs et les propriétés neurorestoratrices sur les divers neurotransmetteurs du SNC mais pour le moment ils n’ont pas des valeurs thérapeutiques en raison de leurs manques de biodisponibilités et de leurs manques de perméabilité de la barrière hématoencéphalique (BHE). Nous avons synthétisé les structures simplifiées de ces gangliosides GM1, L’idée qui a prévalu pour la conception, des nouvelles structures a été : d’introduire des chaînes grasses saturées ou insaturées sur un motif sérine, tyrosine ou cystéine, de remplacer la fonction carboxylique par des groupements reconnus comme bioisostères classiques ou non classiques de cette fonction ; comme par exemple les fonctions phosphonique, tétrazolique, 2,4-oxadiazolidine-3,5-dione. Nous avons élaboré un nouveau modèle de composé neuroprotecteur dans lequel une chaîne grasse est couplée à une entité acide ascorbique pour améliorer le passage de la BHE. Pour étudier l’activité neuroprotectrice des composés synthétisés nous avons utilisé deux modèles biologiques in vitro : un modèle cellulaire (cellules HT22) et un modèle tissulaire (tranches de cerveaux). / Stroke is the third leading cause of mortality and the primary cause of disability in adults. Therefore, it is critical to identify new, efficacious pharmacological treatments. One pharmacological approach for treatment of stroke is called neuroprotective therapy. It has been reported that the amphiphilic, monosialotetrahexosylganglioside (GM1) (II3 NeuAc-GgOsc4Cer) has antineurotoxic, neuroprotective, and neurorestorative effects on various central neurotransmitter systems. Since GM1 is not of therapeutic value because of its lack of bioavailability and its low blood-brain barrier (BBB) permeation. Thus, molecules that mimic GM1 represent a novel approach to neuroprotection. We have synthesized the smalls GM1-like analogues whose simplified structure includes various lipophilic saturated, unsaturated, or cyclic polyunsaturated moieties have been introduced, while in the second series, thecarboxylic acid function was replaced by different hydrophilic groups including bioisosters of the carboxylate, such as a phosphonic acid, a tetrazole, the 1,2,4-oxadiazolidine-3,5-dione or an ascorbic acid moiety. Introduction of ascorbic acid was supported by several reports that showed that ascorbic acid conjugates can improve BBB permeation properties. We report their neuroprotective effects in two distinct models of nerve cell death using hippocampus-derived HT22 cells and an additional neuroprotective assays using cortical slices injured by glutamate confirmed these results.

Aucun traitement de la maladie d’Alzheimer (MA) n’existe, justifiant le développement de stratégies thérapeutiques. La toxicité des oligomères solubles du peptide amyloïde β (Aβ) est centrale dans les pertes synaptiques et cellulaires précoces dans la maladie. Dans le cadre de cette hypothèse, nous proposons qu’empêcher ces effets puisse prévenir le déclin cognitif dans la MA. Les facteurs neurotrophiques sont de bons candidats pour prévenir la mort cellulaire mais nécessitent une application ciblée et continue. Nous avons utilisé la technologie d’encapsulation cellulaire pour produire des bioréacteurs implantables contenant des cellules C2C12 sécrétant le facteur neurotrophique ciliaire (CNTF). Notre objectif était d’établir la preuve du concept que la production à long terme de CNTF in situ dans le cerveau puisse prévenir les déficits cognitifs liés à l’Aβ.Nos études prouvent que le CNTF produit par les bioréacteurs prévient la cytotoxicité et l’apoptose induites par le peptide Aβ in vitro. La neuroprotection dépend de l’activation de la PI3-Kinase et du facteur STAT3. In vivo, l’implantation des bioréacteurs dans le cerveau prévient les troubles cognitifs induits par l’injection icv d’Aβ ou retarde leur apparition chez la souris Tg2576. Dans nos deux modèles précliniques de la MA, la protection comportementale est associée au maintien des protéines synaptiques dans l’hippocampe. Aussi, la production in situ de CNTF est une approche thérapeutique préventive efficace contre la toxicité et les déficits cognitifs liés à l’Aβ. Ces résultats suggèrent également que l’implantation de cellules encapsulées est un bon procédé pour délivrer des molécules thérapeutiques au cerveau / No cure against Alzheimer’s Disease (AD) exists yet, justifying the development of therapeutic strategies. Toxicity of soluble amyloid β peptide is a key-player in early synaptic and cellular loss in AD. According to this hypothesis, we propose that preventing Aβ peptide effects could prevent cogninitive decline in AD. Neurotrophic factors are good candidates to prevent cell death but require a targeted and continuous delivery. We used the cell encapsulation technology to produce graftable bioreactors that contain C2C12 cells secreting the Ciliary Neurotrophic factor (CNTF). Our goal was to realize the proof-of-concept that CNTF long term in situ delivery could prevent Aβ-induced cognitive decline.Our studies prove that bioreactor-produced CNTF prevents Aβ-induced cytotoxicity and apoptosis in vitro. Neuroprotection relies on PI3K and STAT3 activation. In vivo, bioreactor implantation in brain prevents cognitive impairment induced by Aβ icv injection or delays their appearance in Tg2576 mice. In both of our preclinical model of AD, behavioral protection was associated with synapse maintenance in hippocampus.Therefore, in situ long term CNTF delivery is an efficient preventive therapeutic strategy against toxicity and Aβ-linked cognitive disturbances. These results also suggest that encapsulated cells graft is a good way to deliver therapeutic molecules to the brain

Die vorliegende Arbeit beinhaltet experimentelle Untersuchungen zur neuroprotektiven Wirkung des körpereigenen Lipids L-alpha-Lysophosphatidylinositol (LPI). Die Vermittlung dieser Wirkung soll durch den zentralnervös exprimierten G-Protein-gekoppelten Rezeptor 55 (GPR55) erfolgen. Als Modelsystem diente die organotypische hippocampale Schnittkultur (OHSC) der Ratte, welche exzitotoxisch mittels N-Methyl-D-Aspartat (NMDA) geschädigt wurde, um Neurodegeneration zu initiieren. Die Inkubation mit LPI nach NMDA-Schädigung reduzierte die Anzahl toter Neurone und die der Mikroglia in der Körnerzellschicht des Gyrus dentatus. Ein Clodronat-induzierter Verlust der Mikroglia und die siRNA-vermittelte Herabregulation von Gpr55 hoben jeweils den neuroprotektiven Effekt von LPI in der OHSC auf. Diese Beobachtungen wiesen auf eine Mikroglia- und GPR55 abhängige Neuroprotektion hin. LPI wirkte zudem synergistisch und verstärkte die (bekannter Maßen) durch Cannabinoide induzierte und über den Cannabinoid Typ 1 Rezeptor vermittelte Neuroprotektion. Ferner wurde Gpr55 mittels qPCR in Mikroglia und Astrozyten nachgewiesen. LPI steuerte außerdem die Expression von Gpr55 in Mikroglia und beeinflusste deren Migrationsverhalten. Die vorliegenden Ergebnisse machen deutlich, dass LPI in einem in vitro Modellsystem zur Untersuchung des sekundären neuronalen Schadens protektiv wirkt und für die Vermittlung dieser Neuroprotektion Mikroglia und GPR55 in Frage kommen.

Résumé : La mort cellulaire neuronale est un phénomène qui se produit pendant le développement du cerveau, mais aussi dans les conditions pathologiques. Selon l’environnement où la cellule se retrouve; l’apoptose ou la nécrose peuvent contribuer à cette mort neuronale. La nécrose produit un environnement qui promeut l’inflammation ainsi que la cytotoxicité. L’apoptose est un processus hautement organisé qui permet l’homéostasie tissulaire. Un récepteur NOD récemment découvert, Nlrx1, jouerait un rôle dans la régulation de l’inflammation et de la mort cellulaire pendant les infections. Par conséquent, notre hypothèse suppose que Nlrx1 joue un rôle neuroprotecteur en contrôlant la mort neuronale. Afin de déterminer le mécanisme protecteur de Nlrx1 in vitro, un Knock-Down, un Knock-In et un témoin Scrambled de Nlrx1 dans les cellules N2a ont été générés. Des essais LDH de mort cellulaire avec la staurosporine ou le stress oxydatif comme la roténone, le MPP+ ou le H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2] ont été exécutés. Suite au traitement de 24 heures à la staurosporine, les cellules N2a Knock-In subissent plus de mort cellulaire que les cellules N2a Knock-Down et les cellules Scrambled. Quand ces cellules sont traitées à la roténone ou au H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2], les cellules Knock-In subissent moins de mort cellulaire que les cellules Scrambled. Les cellules N2a Knock-Down ont plus de mort cellulaire que les cellules Scrambled quand elles sont traitées à la roténone ou au MPP+. Les analyses par immunobuvardage de type Western des protéines HSP90 et HMGB1 ainsi que par cytométrie en flux ont montré que les cellules Knock-In ont moins de cellules nécrotiques lorsque traitées à la roténone comparé aux cellules contrôles Scrambled. Le ratio des cellules nécrotiques/cellules apoptotiques était aussi plus élevé dans les cellules Knock-Down comparé aux cellules Scrambled. Par microscopie électronique, il a été possible d’observer que les cellules N2a Knock-In contiennent plus de mitochondries que les cellules Knock-Down et Scrambled en conditions témoins. Ces résultats ont aussi été confirmés par marquage au mitotracker en cytométrie de flux L’immunobuvardage de type Western a montré que dans les cellules Knock-In, il y avait une augmentation de la protéine phosphorylée-DRP1 active, une protéine impliquée dans la fission mitochondriale. Ces résultats pourraient expliquer le nombre augmenté de mitochondries observé dans les cellules Knock-In. Des expériences d’immunoprécipitation ont montré une association entre Nlrx1 et DRP1, ainsi qu’avec la forme active phosphorylée de DRP1. En ajoutant le Mdivi, un inhibiteur de la fission mitochondriale, aux traitements de roténone ou H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2], la mort cellulaire était augmentée dans les cellules Knock-In comparé aux cellules Scrambled. Également, la nécrose était augmentée dans les cellules Knock-In à des niveaux semblables à ceux retrouvés chez les cellules Scrambled et Knock-Down. Ces résultats suggèrent que Nlrx1 serait impliquée dans la régulation de l’équilibre entre la nécrose et l’apoptose, en favorisant la survie cellulaire. Nlrx1 pourrait alors servir de molécule neuroprotectrice dans les maladies médiées par le stress oxydatif. / Abstract : Neuronal cell death is a phenomenon that occurs during brain development as well as in pathological diseases. Depending on the environment in which the cells are; a poptosis or necrosis can contribute to neuronal cell death. Necrosis produces an environment that promotes inflammation and cytotoxicity and apoptosis is a highly organized process that maintains tissue homeostasis. A recently discovered NOD receptor, Nlrx1, is thought to play a role in regulation of inflammation and cell death during infection. Therefore, we hypothesize that Nlrx1 plays a neuroprotective role by controlling cell death in neurons. To determine the protective mechanism of Nlrx1 in vitro, a Knock-Down, a Knock-In and a Scrambled control of Nlrx1 in N2a cells was generated. LDH assays for cell death detection with staurosporine or oxidative stress, such as rotenone, MPP+ or H[subscript 2]O[subscript 2], have been done. After 24h treatment of staurosporine, N2a Knock-In cells showed higher cell death than N2a Knock-Down and Scrambled. When cells were treated with rotenone or H[subscript 2]O[subscript 2], N2a Knock-In cells had less cell death than Scrambled cells. N2a Knock-Down cells resulted in more cell death than Scrambled cells when treated with rotenone or MPP+.Western Blotting of HSP90 and HMGB1 as well as flow cytometry of cell death demonstrated N2a Knock-In cells to have less necrotic cells when treated with rotenone compared to Scrambled. The ratio of necrotic cells on apoptotic cells was also higher in N2a Knock-Down cells compared to Scrambled cells. Electron microscopy of control cells showed that Knock-In cells contains more mitochondria than Knock-Down and Scrambled cells. These results were confirmed by mitotracker staining by flow cytometry. Western blotting showed that there was an increased in Knock-In cells of active phosphorylated-DRP1 protein, a protein implicated in mitochondrial fission. Thus, it could explain the increased number of mitochondria seen in Knock-In cells. Immunoprecipitation showed that Nlrx1 protein interacts with DRP1 as well as active phosphorylated-DRP1. Adding Mdivi, a mitochondrial fission inhibitor, to rotenone or H[subscript 2]O[subscript 2] treatments, cell death was increased in Knock-In cells compared to Scrambled. Also, necrosis was also augmented in Knock-In cells to levels comparable to Scramble and Knoc k-Down cells. These results suggest an implication for Nlrx1 in regulating the balance of necrosis to apoptosis, permitting cells to survive. Nlrx1 could serve as a neuroprotective molecule in diseases mediated by oxidative stress.

BACKGROUND:Diffuse axonal injury is a common consequence of traumatic brain injury (TBI) and often co-occurs with hypoxia, resulting in poor neurological outcome for which there is no current therapy. Here, we investigate the ability of the multifunctional compound erythropoietin (EPO) to provide neuroprotection when administered to rats after diffuse TBI alone or with post-traumatic hypoxia.METHODS:Sprague-Dawley rats were subjected to diffuse traumatic axonal injury (TAI) followed by 30minutes of hypoxic (Hx, 12% O2) or normoxic ventilation, and were administered recombinant human EPO-alpha (5000IU/kg) or saline at 1 and 24hours post-injury. The parameters examined included: 1) behavioural and cognitive deficit using the Rotarod, open field and novel object recognition tests / 2) axonal pathology (NF-200) / 3) callosal degradation (hematoxylin and eosin stain) / 3) dendritic loss (MAP2) / 4) expression and localisation of the EPO receptor (EpoR) / 5) activation/infiltration of microglia/macrophages (CD68) and production of IL-1beta.RESULTS:EPO significantly improved sensorimotor and cognitive recovery when administered to TAI rats with hypoxia (TAI+Hx). A single dose of EPO at 1hour reduced axonal damage in the white matter of TAI+Hx rats at 1day by 60% compared to vehicle. MAP2 was decreased in the lateral septal nucleus of TAI+Hx rats / however, EPO prevented this loss, and maintained MAP2 density over time. EPO administration elicited an early enhanced expression of EpoR 1day after TAI+Hx compared with a 7-day peak in vehicle controls. Furthermore, EPO reduced IL-1beta to sham levels 2hours after TAI+Hx, concomitant to a decrease in CD68 positive cells at 7 and 14days.CONCLUSIONS:When administered EPO, TAI+Hx rats had improved behavioural and cognitive performance, attenuated white matter damage, resolution of neuronal damage spanning from the axon to the dendrite, and suppressed neuroinflammation, alongside enhanced expression of EpoR. These data provide compelling evidence of EPO's neuroprotective capability. Few benefits were observed when EPO was administered to TAI rats without hypoxia, indicating that EPO's neuroprotective capacity is bolstered under hypoxic conditions, which may be an important consideration when EPO is employed for neuroprotection in the clinic.

Estrogens, such as the biologically active 17-b estradiol (E2) have many actions in the male and female brain. Not only does E2 regulate reproductive behavior in adults, it organizes and activates the brains of younger animals in a sex-specific manner. In addition, many human studies have shown E2 to provide protection against a variety of neurological disorders, including stoke. These studies have been controversial and depend largely on the type and timing of hormone replacement. Animal studies are much less controversial and clearly demonstrate a neuroprotective role for E2 following ischemic brain injury. Because much of E2 neuroprotection requires sex steroid hormone receptors, it is essential to understand expression patterns of these receptors. For the current studies, I evaluated estrogen receptor alpha (ER α), estrogen receptor beta (ER β) and androgen receptor (AR) expression in the cortex. It is known that these receptors change in expression at several times in an animal’s life span including during early postnatal development and following ischemic brain injury. Here I used an in vitro cortical explant model to further examine how these receptors change both during development and following injury. This in vitro model is important because it provides a way to investigate changes in receptor expression pattern in the cortex without input from other brain regions. In addition to characterizing this model, I also evaluated the contribution of E2 to changes in receptor expression and on cell death following injury in the explants. To begin to decipher mechanisms for E2 mediated neuroprotection, I added antagonist for each of the receptors before and after injury. In each these experiments, I also examined potential sex differences by separating the female and male brains before I cultured the explants. Overall, these experiments showed that cortical explants are a good in vitro model. Here we found that E2 was protective in female, but not male cortical explants following injury. However, the exact mechanisms of E2-mediated neuroprotection are still to be deciphered.